¿Todos los experimentos en física de la escuela secundaria?
Primero, el método de la variable de control.
Cuando estudiamos problemas físicos que involucran múltiples variables, a menudo adoptamos un método que permite que solo una condición cambie y otras condiciones permanezcan sin cambios. En la enseñanza experimental que explora las leyes físicas, a menudo se utiliza el método de la variable controlada. Por ejemplo, cuando aprenden "La relación entre la corriente y el voltaje sobre la resistencia", después de confirmar que el objeto es una corriente, se guía a los estudiantes para que realicen experimentos exploratorios utilizando el método de variable controlada. Primero controle una cantidad física: la constante de resistencia, estudie la relación entre corriente y voltaje, luego controle otra cantidad física: la constante de voltaje, estudie la relación entre corriente y resistencia y finalmente saque conclusiones basadas en estas relaciones. Otro ejemplo es estudiar "qué factores están relacionados con el efecto de la presión", "qué factores están relacionados con la resistencia del conductor" y "qué factores están relacionados con la magnitud de la fricción". En la enseñanza de ideas y métodos experimentales, los profesores deben diseñar y crear cuidadosamente situaciones, paso a paso, para que los estudiantes puedan dominarlas y aplicarlas.
En segundo lugar, el método de sustitución equivalente.
La equivalencia es un método para captar dos procesos físicos aparentemente diferentes y buscar el mismo efecto. Úselo para explorar conceptos y leyes físicas y resolver problemas físicos. La nueva reforma curricular no se limita a los libros de texto. Después de aprender los métodos generales de medición de la densidad, diseñé preguntas experimentales exploratorias que no podían medir directamente masa o volumen. Por ejemplo, utilice el siguiente equipo: dinamómetro de resorte, botella vacía de agua mineral, alambre fino, suficiente agua y leche para probar la densidad de la leche. Análisis: La masa de leche se puede medir directamente usando un dinamómetro de resorte. Si el volumen de leche (volumen de la botella) se reemplaza por la masa y la densidad del agua, el problema está resuelto. Posteriormente, se diseñaron preguntas de investigación sobre la medición de la densidad de materiales como "masas iguales", "presiones iguales" y "flotabilidad igual" para cultivar las habilidades innovadoras de los estudiantes.
3. Método de transformación de problemas.
Para transformar la abstracción en intuición, la dificultad en facilidad y el contenido desconocido en problemas intuitivos conocidos, se implementa la "sustitución de variables". Si la corriente es invisible. No puedo tocarlo. Podemos comprobar si fluye corriente a través de un conductor mediante tres efectos principales de la corriente. Por poner otro ejemplo, podemos estudiar los fenómenos atmosféricos mediante experimentos para estudiar la presión atmosférica, conocer la existencia de campos magnéticos a partir de la deflexión de pequeñas agujas magnéticas N y S, y conocer el movimiento irregular de las moléculas a partir de experimentos de difusión de sólidos, líquidos y gases. . En la enseñanza, no sólo es necesario explicar claramente los conceptos y reglas relevantes, sino también enseñar a los estudiantes cómo explorar dichas cuestiones.
Cuarto, analogía.
A partir de la similitud o identidad de dos objetos en algunos aspectos, se infiere que pueden ser similares o idénticos en otros aspectos. Este método de investigación de especial a especial puede inspirar y ampliar nuestro pensamiento, proporcionarnos hipótesis científicas y formas de explorar nuevos conceptos, y desempeñar un papel importante en el desarrollo de la física y el aprendizaje de la física por parte de los estudiantes. Por ejemplo, el "voltaje" es el foco y la dificultad de la enseñanza. La dificultad es que el voltaje es abstracto y no se puede probar directamente. En la enseñanza, el voltaje se obtiene mediante una analogía hidráulica. El proceso de exploración específico es el siguiente: 1. Saque una conclusión del experimento hidráulico: la presión del agua es la razón por la cual el agua en la tubería de agua se mueve en forma direccional para formar un flujo de agua. 2. Guíe a los estudiantes para que analicen que el voltaje es la razón por la cual se mueve la carga en el circuito; de manera direccional para formar una corriente eléctrica; 3. El maestro concluye que la bomba de agua proporciona agua en ambos extremos de la tubería de agua. 4. Guíe a los estudiantes para que lleguen a la conclusión de que un suministro de energía es un dispositivo que proporciona. voltaje en ambos extremos de un circuito. Aunque todo el proceso lleva mucho tiempo, es muy beneficioso cultivar los métodos de pensamiento científico de los estudiantes. Como dijo el ex académico soviético Vakhrov: "Las analogías son como relámpagos, capaces de iluminar los rincones oscuros de las materias de los estudiantes".
Quinto, método de deducción.
Un método de razonamiento y pensamiento de lo general a lo específico.
En la aplicación, los juicios generales se utilizan a menudo como punto de partida del razonamiento (premisa mayor), y los juicios intermedios de la narrativa se denominan premisas menores, a partir de las cuales se infieren los resultados (conclusiones). Por ejemplo, hay dos tipos de cargas en la naturaleza, "y sólo hay dos tipos de cargas". En el experimento se utilizan los siguientes hechos experimentales:
1. después de ser frotados por los cables, tienen la misma carga.
2. Dos varillas de goma frotadas por un pelaje se repelen, como si las cargas se repelieran.
3. La varilla de vidrio frotada con seda y la varilla de goma frotada con piel se atraen entre sí: tienen cargas diferentes, por lo que hay dos tipos de cargas.
4. Después de que varias sustancias se froten entre sí, cualquier cosa que atraiga la varilla de vidrio frotada por la seda repelerá la varilla de pegamento frotada por el cabello; cualquier varilla de goma que frote el pelaje repelerá la varilla de vidrio que frota la seda; , y se concluye que existen dos clases de cargas en la naturaleza, y sólo dos clases de cargas. Si los profesores sólo dan las conclusiones anteriores y no prestan atención al proceso de investigación, perderán la oportunidad de la educación en métodos de investigación.
6. Métodos de abstracción e idealización
Lo abstracto es un método importante en la enseñanza de la física experimental. Cuando se enseña sobre energía cinética y energía potencial en la escuela secundaria, al demostrar el hecho de que experimentos como bolas rodantes, martillos para levantar pesas y resortes de compresión pueden funcionar, se guía a los estudiantes para que analicen, comparen, sinteticen y resuman los conceptos de energía cinética y energía potencial, que son las características esenciales de las cosas abstractas.
Para explorar las características esenciales de un tipo de cosas; aislar algunas propiedades de la materia y el movimiento e idealizar el proceso experimental.
La idealización científica se diferencia de la fantasía infundada y tiene su base objetiva. Las cosas complejas que existen objetivamente tienen muchas características y se encuentran bajo muchas condiciones. Sin embargo, en un determinado fenómeno no todas las propiedades y condiciones juegan un papel igualmente importante. Sólo una o unas pocas juegan un papel importante, y el resto no tiene ningún efecto o tiene poco efecto. La idealización consiste en resaltar las propiedades o condiciones principales e ignorar por completo otras propiedades o condiciones. Por ejemplo, en la enseñanza de la palanca, ¿por qué la palanca está hecha de una varilla recta de espesor uniforme y cuál es el propósito de colgar su posición central con un hilo? A través de la discusión, los estudiantes pueden entender que la palanca utilizada en el experimento puede considerarse como una palanca ligera ideal. La palanca solo se ve afectada por la fuerza y la resistencia. Por lo tanto, es sencillo estudiar las condiciones de equilibrio de la palanca. obtener las condiciones de equilibrio de la palanca.
En la investigación experimental, a veces para resaltar la esencia de las cosas, es inevitable ignorar algunas pequeñas contradicciones y restringir algunas condiciones ideales. Por ejemplo, en la enseñanza experimental que estudia los principios de funcionamiento, no se debe considerar el peso propio y la fricción de palancas y poleas; al estudiar las leyes de conservación y conversión de energía mecánica, no se debe considerar la resistencia del aire y la fricción de un péndulo rodante. Algunas son idealizaciones de modelos físicos, como "puntos de apoyo" y "planos horizontales suaves y sin fricción"; varillas y poleas pulidas que no consideran la gravedad al aprender la fórmula de la presión del líquido, imagine una columna de líquido para estudiar la presión; Juntas en forma de U, etc. relación entre. Algunas son idealizaciones de modelos abstractos, que introducen líneas de inducción magnética al estudiar campos magnéticos utilizando luz para describir la propagación de la luz;
El experimento ideal se basa en experimentos científicos reales, captando las contradicciones principales, ignorando las contradicciones secundarias y analizando y razonando más a fondo el proceso de acuerdo con leyes lógicas. Galileo basó su experimento ideal en una pelota que rodaba de un tobogán a otro, donde cuanto menor era la pendiente, más lejos rodaba la pelota. Utilizando este enfoque idealizado, se pueden cultivar y desarrollar la imaginación y las habilidades de razonamiento lógico de los estudiantes.
Si bien los estudiantes comprenden las características del método idealizado, también deben comprender que las reglas obtenidas bajo ciertas condiciones idealizadas solo son aplicables bajo (o muy cerca de) estas condiciones.
7. Método de comparación
La "comparación" es un método de investigación común y un método de investigación para descubrir las similitudes y diferencias entre las cosas. Al comparar características iguales o diferentes entre cosas, este método de investigación es el método comparativo. Los profesores pueden guiar a los estudiantes para que introduzcan el concepto de calor específico a través de comparaciones experimentales. Coloque masas iguales de agua y queroseno en dos vasos, caliéntelos con el mismo calentador eléctrico y mida cuando sus temperaturas aumentan en el mismo valor. El tiempo de encendido requerido es diferente, es decir, el calor absorbido es diferente, lo que se refleja; el material El calor específico; al "estudiar las condiciones de la fluctuación de los objetos", la misma cáscara de pasta de dientes de plomo se convirtió en una caja y se puso en el agua, y luego flotó en el agua, luego se amasó la cáscara de pasta de dientes hasta formar una bola. y lo metió en el agua, y se hundió hasta el fondo. A través de la comparación se obtienen las condiciones para que el objeto suba y baje. El concepto de densidad se deriva de comparar las diferentes masas de diferentes sustancias por unidad de volumen. Esto no sólo es fácil de aprender y dominar, sino que también resulta más impresionante para los estudiantes.
8. Método del diagrama
La imagen es uno de los métodos importantes para describir procesos físicos, revelar leyes físicas y resolver problemas físicos. Tiene las características de imagen, intuición y un proceso de cambio dinámico claro, que puede simplificar los problemas físicos y hacer que el proceso de exploración sea optimizado, efectivo y simple. Por ejemplo, en el proceso de exploración de la fusión del nailon, los datos experimentales son los siguientes: Figura (1)
Es fácil comprender las características de la fusión de cristales. Basado en hechos experimentales, se combinan seis cambios de estado y relaciones endotérmicas (exotérmicas).
El método del gráfico también es un método comúnmente utilizado en la enseñanza experimental. A través de una gran cantidad de observaciones experimentales, se obtienen datos y luego se procesan y organizan en reglas. Por ejemplo, al explorar las reglas de imagen de lentes convexas, puede obtener fácilmente las reglas de imagen de lentes convexas realizando experimentos exploratorios de acuerdo con la siguiente tabla.
La distancia (u) del objeto a la lente convexa
es similar a la distancia de la lente convexa.
Distancia del tamaño de la imagen (v)
(Acercar o alejar) Invierte la imagen.
Realidad de la imagen (vertical o invertida)
(Imagen virtual o imagen real)
U>2f f2f reduce e invierte la imagen.
U=2f V=2f etc. invierte la imagen real.
Imagen real ampliada e invertida F2f V & gt2f
U=2f no tiene imágenes.
(Haz paralelo)
U v & gtu amplía la imagen virtual vertical
Los anteriores son algunos métodos de consulta comunes, y también hay algunos en secundaria enseñanza experimental de física escolar Otros métodos de investigación. Como observaciones, conjeturas (hipótesis), simetría, fórmulas, etc. Cómo guiar a los estudiantes para que elijan métodos de investigación apropiados para descubrir y resolver problemas es la clave para cultivar el espíritu innovador de los estudiantes y mejorar su alfabetización científica.