初中物理等效替代法范文

导语：如何才能写好一篇初中物理等效替代法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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方法一、等效替代法：

等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律时，因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制，不可以或很难直接揭示物理本质，而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。这种方法若运用恰当，不仅能顺利得出结论，而且容易被学生接受和理解。在探究平面镜成像规律的实验中，用玻璃板替代了平面镜，因两者在成像特征上有共同之处，容易使学生接受，而玻璃板又是透明的，能通过它观察到玻璃板后面的蜡烛，便于研究像的特点。

比如在学习伏安法测电阻之后，要求学生设计一个实验，在上述实验中缺少电压表或电流表，其它器材不变，另有电阻箱供选用，要求测出未知电阻，应该怎么办？学生就可以用等效替代的思想进行设计了。

例：现有两节电池，三个开关，若干导线，还有电流表、滑动变阻器、电阻箱各一个，请用以上器材设计一个实验方案测出未知电阻Rx的值（电阻箱的最大阻值大于Rx）。

解析：（1）按图1连接好实物电路，将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大值。

图一 图二

（2）闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R1的电阻，使电流表的示数为某一合适的数值并记为I0。

（3）断开开关S2，闭合开关S3并调节电阻箱R2的阻值，使电流表的数值仍为I0，则Rx的阻值就等于此时电阻箱R2的阻值。

点评：这里用电阻箱R2（已知阻值电阻）等效替代了待测电阻Rx，电路中的电流仍为I0，所以Rx=R2。测量方法突破常规思维，非常独特、新颖。

若在此实验中，将电流表改为电压表，其他器材不变，试用上述等效替代法测出未知电阻Rx的阻值。测量方法和操作步骤与上题大同小异，它的电路图如图2所示，只需调节R2知道两次电压表读数相同，此时R2的读数九等于Rx的阻值。

方法二、控制变量法：

所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系，可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来，使其保持不变，再比较、研究该物理量与该因素之间的关系，得出结论，然后再综合起来得出规律的方法。这种方法在整个初中物理实验中的应用比较普遍。

在初中物理中，探究影响液体的蒸发快慢的因素、影响滑动摩擦力大小、影响导体电阻大小的因素、电流跟电压电阻的关系、影响电热功率大小的因素、影响电磁铁磁性强弱的因素的因素、决定压力作用效果的因素等实验，都运用了控制变量法。

例：（10·镇江）小凡同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水，进行如图所示的实验探究，得出水蒸发快慢与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关。

（1）通过A、B两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的 有关。

（2）通过 两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的温度有关。

（3）小凡同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关，于是继续进行了如下探究：在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水（如图4）.结果发现甲图中水先蒸发完，于是他得出结论：水蒸发快慢与水的质量有关，水的质量越小蒸发越快。从实验设计环节看，他没有控制水的 （选填“质量”或“表面积”）相同；从得出结论环节看， “根据谁先蒸发完，判断谁蒸发快”是否正确？ （选填“正确”或“不正确”），理由是 。

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1控制变量法

物理学中研究一个物理量与多个因素的关系时，常采用的方法是只改变其中的一个因素，而保持其他的因素不变，从而确定这个因素是否影响我们所要研究的物理量。这种方法就是控制变量法。

例如，在探究决定电阻大小的因素的实验中，在探究电流与电压的关系、电流与电阻的关系的实验中，在探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关的实验中，都用到了控制变量法。

例1（咸宁中考）用如图1所示的实验电路来“探究――影响电阻大小的因素”，电路中a、b、c、d是四种不同的金属丝。

编号材料长度（m）横截面积（m2）①镍铬合金0。80。8②镍铬合金0。50。5③镍铬合金0。30。5④镍铬合金0。31.0⑤康铜合金0。30。5⑥康铜合金0。80。8现有几根镍铬合金丝和康铜合金丝，其规格如上表所示。为了便于探究和分析，实验中要利用控制变量法，要求都相对金属丝a 进行比较，因此电路图中金属丝a 应选上表中的（用编号表示），b、c、d 应分别选上表中的（用编号表示）。

解析③与②的材料、横截面积相同而长度不同，可用来对比研究导体的电阻与导体长度的关系；③与④的材料、长度相同而横截面积不同，可用来对比研究导体的电阻与导体横截面积的关系；③与⑤的长度、横截面积相同而材料不同，可用来对比研究导体的电阻与导体材料的关系。

答案③；②④⑤（顺序可互换）

点评在“探究影响电阻大小的因素”的实验中，要研究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积的关系，因此每次实验时都要控制变量。在研究导体的电阻与材料的关系时，要保持导体的长度和横截面积相同；在研究导体的电阻与长度的关系时，要保持导体的材料和横截面积相同；在研究导体的电阻与横截面积的关系时，要保持导体的材料和长度相同。

2图象法

图象法是指借助图象来确定物理量之间关系的方法，是物理学中运用数学知识研究物理规律的非常有效的方法，是一种科学探究的基本方法。

在电学中经常利用图象坐标来进行定性分析和定量计算，例如，在探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体的电阻的关系时，利用“U-I图象”可以使复杂问题简单化。在历年中考中，有关图象坐标的电学题也屡见不鲜。

解析由图2可知，对于R1来说，电流0。2 A对应的电压是4 V，根据电阻计算公式得

答案A

点评本题考查如何利用图象坐标计算物理量的取值。此类题的解题关键是选好特殊值，代入相应公式计算出结果。

3等效替代法

所谓的“等效替代法”就是在效果相同的前提下，把实际的、复杂的物理过程变成理想的、简单的等效过程来处理，可使问题的研究与解决大为简化，还可加深对物理概念、规律的理解。

例如，在研究串、并联电路的电阻规律时、在用特殊方法测量电阻时利用等效替代法可以使复杂问题简单化。

例3（莆田中考）在测定一个未知电阻Rx的阻值时，小明和小亮设计了如图3甲所示的实验电路，其中R1是电阻箱S1为单刀积掷开关。

（1）闭合开关S后，把开关S1接到触点1；把开关S1接到触点2后，小明和小亮采取了不同的实验操作。

小明的操作：保持滑片P的位置不变，只调节电阻箱R1，直到电压表示数为U；

小亮的操作：同时调节滑动变阻器R和电阻箱R1，直到电压表表示数为U。

你认为两人的操作中，的操作是正确的。

（2）选择正确的实验操作后，电阻箱R1上各旋钮的位置如图3乙所示，其读数为Ω，则待测电阻Rx的阻值应为Ω。

解析（1）本题中，闭合开关S后，把开关S1接到触点1时，调节滑动变阻器R，使电压表有个合适的示数U，这个电压为此时待测电阻Rx分担的电压大小；当小明操作时，是保持滑片P的位置不变（即变阻器连入电路中的电阻大小不变），只调节电阻箱R1，直到电压表示数为U，说明此时电阻箱R1分担的电压与（1）步骤中的Rx分担的电压相等。因两次实验中，变阻器接入电路中的阻值大小相同，故R1与Rx接入电路中的电阻大小也相同。由此可知，小明的操作是正确的；

（2）按照电阻箱的读数规则，其读数为

待测电阻Rx的阻值等于实验中R1的示数，也是108 Ω。

答案（1）小明；（2）108；108。

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一、坚守生本本位

在教学中，坚守生本本位，教师要有意识地创设教学情境，激发学生的探究热情，让学生在探究活动中学习知识，在探究活动中研究方法.教师要根据学生的认知过程，设计合理的教学方案和教学计划.如，在研究平面镜成像规律实验中，我们不要急于让学生一下子就算出成像的大小，要先让学生知道，像和原物的大小关系，然后逐步引向深入.要启发学生：有些演员不能独立完成的高难度动作，经常请替身完成.通过这类例子类比：用另一个相同的蜡烛做特技替身，来代替镜子的蜡烛，去与它的像进行比较，这样很符合学生的认知特点，又能很好地解决文本中想要说明的“像和物的大小关系”问题.

创设情景、引导学生选择研究方法.这有利于培养学生的能力，给学生更多探索的机会.如果教师能有效挖掘教材，不仅可以成功地完成物理知识教学任务，更有利于学生掌握物理研究方法和创新能力的培养.例如，在研究“滑动摩擦力与什么因素有关”我们时，让学生思考：什么例子可以证明，产生滑动摩擦的相关因素呢？在学生探究的基础上，学生和教师总结猜想：滑动摩擦力的大小和接触表面粗糙程度、压力、接触面积、物体的速度等有关.接着质疑：用什么方法来确认你的“猜想”是正确的.如果滑动摩擦力的大小改变时，你如何确定其影响的因素呢？――控制变量法将是一个重要的技能.学生在选择适当的研究方法后在下面的学习和探究，就可以顺利进行了.

二、深入启发，突破难点

在物理课堂教学中，启发式教学遇到的一个最大障碍是学生“启而不发”.在这里，最直接的原因还要从教师这里找，因为很多时候是我们的要求和教学内容与学生的实际没有完全接轨.因此，做好启发式教学的关键是联系学生的实际，坚持发展学生的最近发展区.学生只有估计他能够接近目标，才会试着去努力，标准太高了，他不可能去尝试.标准太低，当然也不可能使学生进入积极的精神状态.没有积极的精神状态，突破难点就勉为其难.如，单摆问题的难点突破.有一位有经验的教师是这样做的：在讲完单摆以后，提出了如下问题请学生想一想“当单摆摆角不大时，什么力使单摆做简谐振动呢？”一个学生说，“是张力的力量”，一个学生说是“重力的分力”，各抒己见.然后另外一个学生说：“他们两位只是说法不同，本质是一样的.第一个学生是从合成角度分析的，第二个学生是从分解角度分析的，合成与分解是方法问题，实质是一样的.”接着教师又问：“二者实质既然相同，合成和分解的分力就都应该具有简谐力（简称为回复力）的特征，是吗？”这样的启发使课堂上的形势发生了变化，许多学生通过分析而支持“是重力分力”的正确观点，深入的启发，充分调动学生的积极性.

在初中物理教学中，教师应引导学生不断思考，要以学生为主体，充分调动学生学习的主动性、积极性.在教师的指导和启发下，组织学生积极开展讨论，使学生对物理问题进行思考、讨论、分析和研究，最后得出正确的结论.讨论主要内容应该是物理学中的重要概念、规律、现象和公式及学生在学习过程中经常遇到的一些问题，学生学习这些概念、规律和公式相对来说还是有困难的，容易模糊.如“运动和力的关系”、“波的概念”、“浮力”的概念等.

三、方法举隅，重在变通

1.等效替代法

“曹冲称象”中用石子等效替换大象，就是等效替代法.等效替代法是一种抓住两个看起来不同的物理过程，找到同样效果的方法.如：在电路中，若干个电阻，相当于一个适当的阻力，反之亦然.如串联电路的总电阻、并联电路的总电阻都利用了等效的思想.

2.实验推理法

在初中物理教学中，有一些物理现象，用实验可以直接验证，而有的却需要我们通过实验，提出了合理的推理得出正确的结论，这就是实验推理法.

如，牛顿第一定律实验.同一物体，从同一斜面同一高度释放，它在光滑平面运动和粗糙的平面上运动，滑出去的距离明显是不一样的.于是我们推断，如果这个物体在绝对光滑平面上运动，那么这个物体将永远是匀速直线运动.再如，在做真空不能传递声音的实验时，当我们发现空气越少，声音就越小时，我们推断，真空不能传声的.

3.建立模型法

为了方便的研究物理问题，在初中物理教学中常常采用建立模型的方法，建立模型方便于探讨事物的本身，建立模型是对研究对象所作的一种简化描述.物理学的发展过程可以说是一个不断建立物理模型的过程，是一个用新的物理模型来取代旧的或不完善的物理模型的过程.

如，研究肉眼难以观察到的原子结构时，我们光靠语言的描述，是很困难的，怎么办？――建立核结构模型.再如：力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型.电路图是一个真正的电路模型.

4.类比法

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1、控制变量法：某一物理量往往同时受到几个不同物理量的影响，为了确定各个不同物理量之间的关系，就需要用人为的方法控制某些变量，使其保持不变，然后改变某一个量，看所研究的物理与该物理量之间的关系的方法。

此类方法常用于：（1）探究影响蒸发快慢的因素。（2）探究影响导体电阻大小（3）探究影响电磁铁磁性强弱的因素。（4）探究电流跟电压、电阻的关系。（5）探究影响电流热效应的因素。（6）探究影响滑动摩擦力大小的因素。（7）探究决定压力作用效果的因素。（8）探究影响动能大小的因素等。

2、等效替代法：在研究某一个物理现象和规律时，因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制，不可以或很难直接提示其物理本质，而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。

此类方法常用于；（1）探究平面镜成像特点，（2）探究等效电阻等。

3、转换法：有的物理量不便直接测量，通过将其转换为容易测量的物理量，或有的物理现象不便直接观察，通过将其转换为与之相关联的物理现象，从而获得结论的方法

此类方法常用于：（1）探究影响电磁铁磁性强弱因素时，用吸引铁钉的多少来判断》（2）通过观察压强计U形管内液柱的高度差判断液体内部的压强大小。（3）通过观察木桩被落下的金属块撞击后陷入沙坑中的深浅来比较重力势能的大小。（4）通过墨水的扩散现象来认识分子的无规则运动等。

4、类比法：在学习一些十分抽象的物量时，为了把要表达的物理问题说清楚，往往用具体的、有形的、大家熟知的事物来类比，通过一个比较熟悉的对象的某些特征，去理解和掌握另一有相似性的对象的某些特征的方法。

5、实验推理法：有一些物理现象，由于受实验条件所限，无法直接验证，需要我们先进行实验，再根据实验结果进行合理推理从而得出正确结论，这是一种常用的科学方法，

6、理想模型法：将抽象的物理现象用简单易懂的模型表示的方法，

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1功能电路

按照功能划分电路，是电子线路的观点，将此观点运用于高中电路的学习，有助于搞清楚电路各部分的作用，实践证明，这种观点和方法是卓有成效的.高中阶段按照功能电路的观点来看，电路可分为四种或四部分，分别是供电电路，测量电路，保护电路和校对电路，其中主要的是供电电路和测量电路.

1.1供电电路

顾名思义，供电电路负责给电路供电，一般包括电源和滑动变阻器两个元件.供电电路有三种方式：

第一种是初中学过的、拿电源直接给用电器供电；

第二种就是高中学过的分压式供电电路，如图1所示；

第三种就是限流式供电电路，如图2所示.

关于供电电路是选择分压式还是限流式已有多篇文章分析过，本文不再赘述，只用16字简单总结一下：零起必分，滑小必分，滑大可限，烧表必分.

1.2测量电路

顾名思义，测量电路负责对电路中的相关量进行测量，因为高中物理中的电学测量工具只有电压表和电流表及万用电表，故而测量电路这部分主要就是伏安电路.由于电表本身有内阻，方法上又分为外接法和内接法，外接法适合测量小电阻，测量值小于真实值，内接法适合测量大电阻，测量值大于真实值，可简单总结为“外小内大”.需要注意的是，测量电路它具有的就是测量功能，故而电路中相关量的测量与计算只看这部分电路即可，不需去管供电电路.

1.3保护电路

保护电路实际上就是一个电阻，它负责保护测量电路.一般是在供电电路和测量电路对接的时候接保护电路即可.

这种电路主要是在把电表改装后需要与标准表进行校对，校对不仅仅是把改装表和标准表连在一起就行了，我们需要给它提供一个完整的电路，这个电路就叫校对电路.

有了功能电路的思想后，我们再看电学实验主要测什么.

2三个测量

高中电学实验归纳起来就是三个测量：测电阻，测电表，测电源.

测电阻就是测量电阻的阻值，测电表就是测非理想电表的内阻，测电源就是测电源电动势和内电阻.那么这些量的测量各有几种方法？

2.1测电阻

测电阻可归纳为以下几种方法： ①欧姆表法；②电阻的决定式；③伏安法；④比例法；⑤等效替代法.

其中等效替代法不仅是高中物理任何一个实验都可以用的方法，更是一个用途广泛、道理简单、使用方便的方法，应该引起我们的高度重视.

2.2测电表（的内电阻）

测电表可归纳为以下几种方法：①欧姆表法；②伏安法；③比例法（半偏法）；④等效替代法.

由于测电表的内电阻本质上仍然是测电阻，故而测量方法与测电阻的方法基本一致.但是电表本身能够自报读数，在知道电表内阻的情况下可以伏安互换，一表三用，就又衍生出了许多测量方法，但仍然体现了测电阻的共性方法.

2.3测电源（的电动势和内电阻）

测电源可归纳为以下几种方法：①两表一电阻；②一表两定阻；③理想电表法.

该实验从原理上来讲就是闭合电路欧姆定律，需要关注测量电路，对闭合电路欧姆定律变形得出符合图象的函数表达式，结合图象由斜率和截距等来求电动势和内阻.

3举例说明

例1实验室备有以下器材：

待测电阻Rx；

不能看作理想表的电流表A；

不能看作理想表的电压表V；

滑动变阻器R1；

电阻箱R（最大阻值大于待测电阻的估计值）；

低压直流电源，导线、开关若干.

（1）利用所提供的器材，设计一个测量R的实验方案，要求避免由于电压表和电流表不能看作理想表对实验造成的误差.画电路图.

（2）简述实验原理、实验步骤.

解析首先明确实验目的就是测电阻，但题目中给的是非理想表，而且要避免由于非理想表引起的误差，那么在测电阻的五个方法里面筛选，欧姆表法和电阻的决定式法不能用，伏安法必须考虑电表的内阻，也不能用，剩下的就是[TP1GW113.TIF，Y#]比例法和等效替代法，很显然，等效替代法是最简单的，因此从方法上选择等效替代法.

接好的电路如图3.

在等效替代法中，被测物和替代物不能同时接入电路中，因此我们用了两个开关加以控制.要让它完成实验必须要有供电，我们用了一个限流的电源.

主要的实验步骤就是：（1）闭合总开关S3，然后闭合S1，使被测电阻Rx接入电路，读出电流表的读数；（为了读数方便，我们可以调节滑动变阻器得到一个比较方便的读数，其实这个地方的电流表只起一个记录的作用） （2）断开S1，闭合S2，使电阻箱接入电路，调节电阻箱，使电流表的示数重复出现，这时电阻箱的示数就是待测电阻的阻值.

我们完成一个实验，首先要知道它测什么，知道这个测量有几种方法，再根据已给出的器材就能够决定我们用什么方法，就能够画出相应的电路图.

例2从下表中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表A1的内阻.要求方法简洁，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据.

（1）画出电路图，标明所用器材代号；

（2）若选测量数据中的一组来计算，则所用的表达式是什么？各符号的物理意义是什么？

[HT6][WB]器材：[WB]规格：

[DW]电流表A1（待测物）[DW]量程10 mA，内阻r1待测（约40 Ω）

[DW]电流表A2[DW]量程500 μA，内阻r2=750 Ω

[DW]电压表V [DW]量程10 V，内阻r3=10 kΩ

[DW]电阻R1[DW]阻值约为100 Ω做保护电阻用

[DW]滑动变阻器R2[DW]总电阻约为50 Ω

[DW]电池E[DW]电动势1.5 V，内阻很小

[DW]电键S

[DW]导线若干

解析首先明确实验目的是测电表内阻，那么思考改用什么测量方法呢？由测电表的四种方法，很多同学容易想到伏安法，那么我们画出伏安法的测量电路这一部分，一般有三种画法： 我们比较三种做法，第一种（见图4），原理正确，但被测物是电表，可以自报读数，只需要再测出表A1的电压即可，这里多用了一块电表，不符合“方法简单”的要求；第二种（见图5），比第一种简单，但根据已知条件电压表的量程是10 V，电源的电动势是1.5 V，即使将电源直接接到电压表上，表针的摆动幅度也只有1.5/10格，无法达到比较高的测量精度，这个缺点在第一种图中也同样存在；第三种（见图6），因电表A2的内阻已知，所以可以把它当电压表来用，即伏安互换，互换之后的量程是否满足要求呢？根据已知条件A1的满偏电流10 mA，内电阻约为40 Ω，那么这个表的满偏电压是0.4 V.A2的满偏电流500 μA，内电阻750 Ω，那么这个表的满偏电压0.375 V，量程相近，满足题目要求.

由于被测量的表达式只由测量电路决定，与其它电路无关，所以画出测量电路后，被测物理量的表达式自然出现，

下面我们看该电路的其它部分：

在图7中使用的是限流式的供电电路，用分压式可以吗？当然可以.用电源直接供电呢？不行，因为它不能满足题目测量多组数据的要求.

另外，保护电路就是一个电阻（见图8），在测量电路和供电电路对接的时候加上这个保护电阻即可，教学中发现，很多学生不能识别定值电阻的用途，不知道它是做保护电路使用，故而出现了许多不应该出现的问题.

例3如图9所示，图中E为直流电源，R为已知电阻，V为理想电压表，其量程略大于电源电动势，S1和S2是开关，现要利用图中电路测量电源的电动势E和内阻r，试写出主要实验步骤及结果的表达式.

解析实验目的是测电源电动势和内电阻，题中给了一个理想电压表，并且量程大于电源电动势，筛选测电源的方法，可以用理想电压表直测.把S1断开，S2闭合，则电压表的读数U1就是电源电动势.

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一、控制变量法

影响物理研究对象的因素往往是多方面、相互交错、共同起作用的，所以要想把握研究对象的特性，掌握事物变化的原因和规律，必须人为的制造一些条件，便于问题的研究.控制变量法就是控制其他因素不变，只让其中一个因素变化，来研究此因素的影响，是物理实验教学中常用的探究问题的方法.学生在初中物理教材就接触过，例如，导体的电阻大小与哪些因素有关？导体中的电流与导体两端电压和导体的电阻的关系，电热的大小与哪些因素有关等，都用到了控制变量法.物理中的许多实验，往往存在着多种变化的因素，为了研究它们之间的关系可以先控制一些量不变，依次研究某一个因素的影响.

物理学是一门以实验为主的学科，控制变量法是一种常用的、有效的探索物理规律的科学方法，通过控制变量法，我们可以研究出某个物理量与多个因素之间的定性、定量关系，从而得出普遍的规律.

二、图像法

物理学习离不开物理实验，在物理实验中应用图象法进行数据处理，不仅具有简明、直观的特点，而且还可以分析误差的成因，减小误差.

在探究速度随时间的变化规律中，运用图像法处理实验数据、分析实验特点，通过做图，分析图像，寻找规律.

在研究电流与电压、电阻关系的实验，画完图像就很直观反应出正比反比的关系；重力与质量的关系也用到图像；还有水沸腾的图像，很直观地反映出水沸腾时温度不变；晶体、非晶体熔化和凝固图像都增添了直观效果.

三、转换法

转换法就是在保证效果相同的前提下，将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题；将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象；将难以测量或难以测准的物理量转换为能够测量或能够测准的物理量的方法.转换法可以通过转换研究对象、空间角度、思维角度、物理过程、物理状态、时间角度等间接地解决问题.这对于学生的想象设计能力和创造性思维品质的培养是大有益处的.

如，测量摩擦力的大小，就是用弹簧测力计测出木块做匀速直线运动时的拉力，因为是匀速直线运动，根据二力平衡的知识，拉力的大小等于摩擦力的大小；研究声音的产生从纸片的跳动显示桌面或鼓面的振动；研究响度与振幅的关系的实验也用到了转换法从乒乓球被弹起的高度反映音叉振动的幅度等.

四、等效替代法

“等效替代法”是指在效果相同的前提下，把抽象、复杂的物理过程或现象变换成理想、简单的过程或现象来研究处理的方法. 当测量器材无法直接测量某个物理量时，就要设法用可以直接测量的物理量来取代不能直接测量的物理量，但要注意的是直接测量的与不能直接测量的物理量之间要有内在的联系.如做平面镜成像的实验，用两根等大的蜡烛，把没有点燃的蜡烛放在玻璃板后面，与前面点燃的蜡烛的像重合，用这个没点燃的蜡烛代替虚像，就可以把看不见的虚像位置确定下来，把抽象的问题直观化.其实这种方法自古有之——“曹冲称象”中曹冲就是运用了等效替代的方法，巧妙地测出了大象的质量.测量不规则容器的容积时，只需要把该容器装满水，测量水的体积即为该容器的容积等.

等效替代是物理实验成功重要的方法，物理学中的相关定律、定理、原理都是以替代思维为出发点的.

五、理想化法

影响物理现象的因素往往很多；实验中应采用忽略次要因素或假设理想条件的方法，以突出现象的本质因素，便于深入研究，从而取得合理的近似结果.

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一、精心创设情境、调动学生学习兴趣

“最好的学习动机，乃是学生对所学材料本身发生兴趣。”布鲁纳的这一句话道破了学习兴趣是有效学习的原动力所在。而学生的学习兴趣并非是与生俱来的，这就要求我们教师结合教学内容和学生的具体学情，通过教学手段和教学方式的转变，从学生的学习心理需求出发，进行学习情绪的调动与兴趣的激发。

1.超出预期，引发好奇

从初中学生的学龄特点来看，学生的注意力难以持久，学习情绪容易受外界干扰而发生波动。因此，课堂教学过程中，就需要我们教师不断地激发学生兴趣，制造一些超出学生预期的物理现象，引发其好奇心，维系其学习注意力和内在的学习动机。

例如：笔者在和学生一起探究“液体沸点与气压大小变化的关系”时，笔者事先并没有进行实验的演示，而是让学生自由猜想实验将有可能出现的结果，目的在于引导学生有目的地对实验进行观察，接着笔者再演示实验，观察到“原来停止沸腾的水浇冷水后重新沸腾”的物理现象，这一实验现象显然超出学生的原有预期，激发了学生好奇心，个个都持有怀疑的态度，从其内心生成要亲身验证的学习心理需要，进一步探究显得顺理成章。

2.联系生活，激发兴趣

物理源于对生活的发现，用于生活又是学习物理的目的之所在。从生活中拣选素材作为教学资源让学生感觉亲切，同时感受到学习的价值所在，从初中物理课本的编排来看，教材中也有许多选自于生活的精美插图，这给我们教学提供了一条诱发学生的求知欲望，激发学习兴趣的有效途径，同时，生活化的图景给学生提供了丰富的感性材料，有助于学生对教学内容的理解。

例如，笔者在和学生一起学习“噪声”一节内容时，如果空洞的说教控制噪声有哪些措施，学生势必感觉枯燥，难以记住，如果能够联系教材中的插图，从表象出发，直观化分析，学生很容易将控制噪声的具体措施与插图反映的内容联系起来，增加了对具体措施的理解度。

二、铺设探究平台，引领学生拾级而上

1.以问题为中心，串接教学内容

传统教学模式下，教师“满堂灌”，这一做法无疑剥夺了学生思考的发现的权利，教师的越俎代庖式教授，学生只能做到知其然，新课程背景下，越来越多的教师意识到应该用任务和问题来串接课堂，应当仔细分析学生的学情后，在学生的最近发展区内动态地设置问题，一环扣住一环地，帮助学生从未知走向已知，很自然地完成知识重难点的突破。

例如，笔者在和学生一起探究“滑轮”一节内容时，笔者首先布置了一个任务让学生自己组装滑轮来激发学生的学习兴趣，学生有了具体的任务都动手操作起来，接着给学生分成学习小组，要求他们合作尝试着用自己组装的滑轮提升重物。学生通过上述任务的完成获得一定程度的感性认识，在此基础上，笔者进行了问题的设置。

问题1：你们在操作中，借助于滑轮有几种方法来提升物体呢？

大部分小组只组装出定滑轮，不过个别小组组装出动滑轮，于是笔者进行了如下的追问。

问题2：老师发现我们大多数小组都是将物体挂在绳子的下面，将绳子绕过滑轮来把重物拉高的，想一想如果我们将物体挂在滑轮下面，我们同学再试一试是否可以组装成装置来提升重物呢？

问题3：在使物体上升的过程中，两个滑轮有什么区别吗？

在问题2和问题3的引导下，学生进一步尝试，不仅仅能够组装到两种提升装置，而且在对比中，对定滑轮和动滑轮有了初步的认识，概念得以初步建立。在此基础上，可以进一步设置问题。

问题4：使用滑轮来提升重物有什么好处呢？

引导学生从拉力的大小和方向进行考虑，为进一步探究做了良好的铺垫。

2.渗透物理思想方法，提升探究品质

从新课程教学目标来看，初中物理教学不应该仅仅教授给学生知识，在教学过程中渗透物理思想方法更为重要，物理思想方法是比知识内容更高层次的物理素养，思想方法是保证学生能顺利完成知识探究的必备素养，物理思想方法的渗透符合物理学科特点，同时我们也可以看到物理思想方法也比较多。

篇8

只有设计好实验，才能顺利完成实验，达到实验探究的目的。然而设计实验恰恰是学生很头疼的事，有以下几点困难：基础知识掌握不牢，就如同无本之木，无源之水，导致实验设计无从下手；实验方法运用不灵活，例如不能正确选用控制变量法、转换法等实验方法，致使实验设计不完美，给实验的进行造成障碍；思维不活跃，受已有知识或生活经验的束缚，设计不出实验方案等。因此，在实验教学中，教师要善于引导学生自主设计实验，提高实验探究能力。根据多年的教学实践，笔者认为做好以下几点可以有效提高学生的实验设计能力。

一、善于分析，找准源头，确定实验方案

初中物理实验探究主要有两种类型，一是物理量的测量，二是探究物理量之间的关系。这两种类型的实验一般都以学过的物理知识为基础，课本上的基础知识和概念就相当于实验探究的源头。所以，能够把课本上的基础知识、基本概念和要探究的问题联系起来，设计实验就容易些。但是有许多学生一遇到实验就慌，没有任何思路，摸不着头脑。这类学生犯的毛病就是不善于思考。这时候，教师要告诉学生，不要急于设计实验，而要先静下心来分析实验，看看要探究的问题是哪方面的知识，要用到哪些原理，需要哪些实验器材，在题目中能不能找到等。

例如“密度的测量”实验：如图1所示有一个100 mL的量筒和一个小试管，还有足够的水。请设计实验测出制作小试管的玻璃的密度。要求写出具体的实验方案、需要测量的物理量和数学表达式。

图1

在完成此题时，教师首先引导学生回忆密度测量原理ρ=m/v，需要测量的物理量是玻璃的质量和体积，需要的测量工具是天平和量筒。通过读题，发现测量仪器只有量筒，没有天平，如何通过量筒间接找到玻璃的质量是解这道题的关键。引导到此，一些学生马上想到如果让小试管像轮船那样在量筒中漂浮，测出小试管排开水的体积，计算出它在水中受到的浮力即找到了小试管的重力和质量，此题就解决了。可见对密度测量原理，物体漂浮时重力、浮力之间关系的理解，就是解决此题的源头。如果学生没有扎实的基本功，是不可能顺利完成此题的。基本知识、基本概念的教学不容忽视。但是，基本功再扎实，不善于思考和分析也是很难解决问题的。所以，教师更要注意在实验教学中，培养学生在实验设计前分析实验的良好习惯，找准探究问题涉及的基础知识和概念，把探究问题和课本知识联系起来，找到解题的关键，突破实验设计难关。

二、强化练习，学会选择恰当的方法，完善实验方案

有时候，学生有一定的探究思路，但由于实验方法使用不当，使实验设计出现缺陷，影响实验探究的结果，达不到实验探究的目的。初中物理实验探究的方法主要有控制变量法、等效替代法、转换法、类比法等。其中应用最多的是控制变量法，其次是等效替代法，再次是转换法。而且在中考命题中这几种实验方法的考查往往不是课本上的实验，而是让学生通过实验探究生活中可能遇到的问题。这样的探究题目一般是考查实验方法的运用，不涉及课本以外的知识点，对于学生来说还是能解决的。但是有的学生会认为“探究题目没有学过，肯定不会”。如何让学生得心应手地应用各种实验方法设计实验？可以从以下几个方面加以尝试。

1.引导学生分析确定合适的实验方法，总结各种实验方法的运用规律

探究某个物理量与其他物理关系时运用控制变量法。如探究电流与电压、电阻的关系，探究电流热效应的大小与电流、电阻和通电时间的关系，探究导体的电阻与导体的材料、长度、横截面的关系等实验都应用了控制变量法。探究难于直接观察或感知的现象和物理量时要用转换法。如比较电磁铁磁性的强弱，比较电流通过导体产生热量的多少应用转换法。有了规律的引领，遇到这类探究题目，学生就不会摸不着头脑了。

2.平时多应用，多总结

教学过程中教师要注意随时渗透各种实验方法，还要多给学生创造实验探究的机会，练习使用各种探究方法，达到提高实验探究能力的目的。在教学电功率的大小与电压、电流的关系时，教师首先提出了探究问题，然后让学生回答应用哪种探究方法。学生回答正确后继续提问：“你学过的哪些实验应用了控制变量法？”学生答出十多个应用控制变量法的物理实验。这样，不仅顺利完成了当堂的实验探究，而且回忆了以前的实验，巩固了控制变量实验方法的应用。教师适时引导学生总结归类，学生形成完整思维体系。

三、适时点拨，启发思维，突破实验设计难关

学生在设计实验方案时，可能会受教材已有实验设计的影响，思维受到束缚。这时，教师要适时、适当地予以点拨、引导，点燃学生智慧的火花，对培养学生创新思维，提高学生设计实验的能力大有好处。

例如：测电阻的实验，课本上安排的是“伏安法”。学完课本上的实验后给学生出了一道新题目：如果其他器材不变，没有电流表，只给你一只电压表，再多给一个已知电阻R0，如何测量定值电阻Rx的阻值呢？解决这个问题需要涉及串并联电路的知识和伏安法测电阻的知识，对于初学者来说是个不小的挑战。怎样引导才能打开学生的思路呢？根据R=U/I，要得出电阻值必须测量的是哪两个物理量？根据题中的已知条件能测量哪个物理量？没有电流表怎么找到待测电阻的电流值呢？通过回答教师的问题，学生们会想到串联电路电流相等，利用电压表和已知电阻R0就能找到Rx的电流，问题就解决了。紧接着给学生又出了一道题目：如果其他器材不变，没有了电压表，只给你一只电流表，再多给一个已知电阻R0，如何测量定值电阻Rx的阻值呢？有了上面的经验，学生很容易确定了实验方案。并联电路电压相等，设计Rx与R0并联，利用电流表和已知电阻R0找到R0两端电压，即Rx两端电压，再用电流表测出Rx的电流值就可以求出Rx阻值了。

教师的适时点拨启发了学生的思维，开拓了学生的探究思路，从而提高了学生设计实验方案的能力和创新能力。探究实验重在设计，但也不能忽视操作，只有通过实验操作才能更好地提高学生设计实验的能力，使学生的探究水平走上可持续发展的轨道。

四、结束语

篇9

初中物理实验除了能够作为学习原理的有效性手段以外，它本身也具有一定的科学性和复杂性，因此，要教会学生正确对待物理实验，科学地完成物理实验不仅要重视实验的结果，更要注重实验本身所运用的方法、技巧等．例如:初中物理实验中利用了很多方法:转换法、控制变量法、等效替代法、类比法、建立模型法等等．平时的教学中教师要帮助学生理解不同方法的特性，从而理解在什么情况下使用什么方法才能高效的完成整个探究过程．例如探究电流与电阻的关系时，可以设计如下实验让学生仔细体会实验方法在实验中的应用．

教师以问题引出思路，引导学生设计出电路图．如在过去的学习中，我们有哪些方法可以改变电路中的电流?学生会回答改变电压或改变电路中导体的电阻．再请学生画出用滑动变阻器改变电流的电路图，指导学生将电源、电阻、电流表、小灯泡、滑动变阻器、开关先连成串联电路，再将电压表并在电阻的两端，调节滑动变阻器的滑片，观察到电压表、电流表的示数都发生了变化．这样一来，学生不但获得动手的乐趣，还对实验现象产生了疑惑．到底是哪个物理量对电流产生影响呢?我们如何来研究?接下来引导学生思考，上述实验中有两个变量会引起电流的变化，若我们要研究电流与其中电阻的变化关系，就应该让电压保持不变．试试看，当我们换用不同阻值的电阻做实验时，你是如何保持电压表的示数不变的，此时学生会调节滑动变阻器，几次调节后发现，这里是通过调节变阻器来控制电压不变．

教师:调节电压的目的是什么呢?学生:因为我们之前猜想电阻与电压，电流的关系，现在控制电压不变，就能探究出电阻与电流的关系．教师:正确，探讨这样的变量关系时，一定要注意控制其他的变量不变，才能判断实验对象与其中一个变量的关系．这就叫控制变量法．通过上述实验能让学生理解电阻改变后如何移动滑动变阻器的滑片才能保持电压不变，深刻理解只有电压不变时，才能得出电流随电阻的变化关系，从而理解控制变量的方法精髓．教师通过对控制变量法的特征和应用的强调让学生对实验方法留下深刻的印象，可以在接下来探究电阻与电压的关系时，从同样的角度出发进行思考，从而达到举一反三的效果，这才达到实验方法教学的目的．

二、优化实验设计培养自主实验探究的能力

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[关键词]：物理实验教学 教法 学法 指导

一、教师要运用灵活多变的教学方法引导学生在探究中学习

1.开设物理实验阅读课，培养学生的动手操作能力

物理实验阅读课就是课堂内，学生在老师的指导下，各自独立地进行练习。教师首先告诉学生实验的内容，指导学生操作阅读的思想和方法，私下解答学生提出的疑难等；学生通过阅读、思考、分析、训练，弄清实验原理，学会实验步骤，完成练习；课堂小结教师用适量的时间进行点评、检查学生对实验的掌握情况。

2.注重实验课知识生成过程的教学，提高学生的实际操作能力

物理实验中概念的建立、结论、公式、定理的总结过程，蕴藏着深刻的物理思维过程。进行这些知识生成过程的教学，不仅有利于培养学生的学习兴趣，对提高学生的动手能力也有着十分重要的作用。物理的新教材也注重了知识的引入和生成过程的编写，这也正是为了培养新型人才的需要。因此，我们应当改变那种害怕浪费课堂时间，片面追求提高成绩的做法，应当结合教学内容，设计出利于学生参与认知的教学环节，把实验的形成过程、操作的探索过程，结论的推导过程、公式定理的归纳过程等充分暴露在学生面前，从而提高实验操作能力。

二、利用学生的创新思维能力，教给学生学习方法

1.重视“控制变量”学法的运用

物理实验教学中，需要引导学生理解“控制什么？改变什么”，这些都是帮助学生研究和解决问题的关键。如在“电流、电压、电阻”的教学实验中，探究导体的电流与电压的关系，就需要在保持电阻不变的情况下改变导体两端的电压，以观察电流随电压的变化。那如何改变导体两端的电压呢？办法就是调节滑动变阻器，改变导体两端的电压。如果让学生去探究导体中的电流与电阻的关系，需要控制导体两端的电压不变。教师在实验中要换用不同大小的电阻，以使学生观察电流随电阻的变化情况。又如何保持导体两端的电压不变呢？办法就是要调节滑动变阻器，使导体两端的电压保持不变。又如在研究影响动摩擦力大小因素的实验中，如果研究滑动摩擦力大小与压力大小关系，就需要控制接触面的粗糙程度不改变，而要改变压力大小，就要观察滑动摩擦力与压力大小的关系。如何控制不变？办法就是要始终保持木块的底面与木板接触。如何改变压力大小？办法就是在木块上添加砝码改变压力。当然，在此实验过程中，教师还可引导学生观察掌握测定滑动摩擦力大小的方法――用弹簧测力计拉着木块在水平上木板上作匀速运动，记下弹簧测力计的示数即为摩擦的大小。再如，研究液体蒸发的快慢与哪些因素有关，研究压力作用的效果（压强）与哪些因素有关，研究决定电阻大小的因素，研究电功、焦耳定律等，都可以使用这种方法。总之，控制变量法在初中物理实验教学的过程中经常用到。

2.重视“类比”学法运用

初中物理教学中，学生学会运用类比法，可以有效地把实验的对象和熟知的对象进行对比，把未知的东西与已知的东西对比，能以旧带新，启发思想的火花，实现从形象思维到抽象思维的飞跃，有效地掌握物理知识、发展智力、培养能力，从而更好地提高课堂学习的效率。如在“电压”一节教学时，教师引导学生把电路模型类比水路模型，从而引入电压的概念。在教学中，教师通过引导学生观察课本中提供的水路模型和电路中形成电流的原因，然后将两幅图进行类比分析，找出二者之间的一一对应关系，如阀门对开关、水轮对灯泡、水泵对电源、水路对电路、水流对电流等，进而理解水流的形成是因为有水压，那么，电流的形成是因为有电压。如此，学生就很容易通过这种类比的学习方法，理解了电压是电流形成的原因，而电源是提供电压的装置，等等。教师通过精心的教学设计，可以对学生的学习起到良好的促进作用。