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就物理學科而言，其本身就蘊涵著極其豐富的科學方法，大致可將這些方法歸納為以下四類：

1.物理方法

物理方法主要包括以下內容：理想化、實驗、等效、模型、放大以及觀察等。如薄透鏡、電磁波等，均是按照物理方法建立起來的理想模型，它們不但是物理知識構筑的基礎，同時也是一種處理物理問題的實用方法。

2.數學方法

數學方法實質上屬于一種工具，對于一些較為復雜的物理問題有時可轉化成數學問題，再通過比例法、圖像法、方程法等，可以簡化物理問題的求解過程。如電阻、密度等物理量的實驗一般使用的都是比例法及圖像法。通過這兩種方法能夠使學生更容易掌握物理概念及規律。

3.邏輯方法

邏輯方法中包括以下內容：推理、分類、歸納、綜合、分析、類比、概括、抽象等，例如，在尋求兩件物品的相同點和不同點時，運用的就是比較法；焦耳定律及牛頓運動定律，也都是按照綜合、分析、推理、歸納等，并以實驗事實為依據總結出來的。

4.哲學方法

哲學方法包括：絕對相對、量變質變、控制變量法、一般特殊、部分整體、原因結果、統一對立等。如，在探究“浮力的影響因素”的實驗教學中就運用了控制變量法，在實驗的設計階段，應結合實際生活中的物理現象對浮力的影響因素進行有根據的猜想，再以每一個因素是否與浮力有關為主題設計實驗步驟。在設計試驗過程中，應突出控制變量法的運用，即對影響浮力的因素和條件施加人為控制，改變某個變量、保持其他變量不變，測量并計算出浮力的大小。

二、初中物理科學方法教育的意義

1.重視科學方法教育是當前世界科學教育的趨勢

現今，隨著科學技術的快速發展，科技的競爭日趨激烈，與此同時，教育人士也逐漸認識到，能力的高低主要取決于掌握方法的多少以及對方法運用的熟練程度。因此，教師在進行物理教學中，不僅應該讓學生了解并掌握物理學的各種現象、概念及規律，同時還應該讓學生對科學的態度及方法更加重視。

2.科學方法教育是新課改的目標當前

我國的新課程標準已將科學方法確定為普通初中物理教學內容中的一部分，這一點較為充分地體現出課改對科學方法教育的重視程度。在《普通初中物理課程標準》的總目標中詳細闡明：應發展學生自主學習能力、學習科學探究方法、養成良好的思維習慣、能夠運用物理知識及科學探究方法解決問題。

3.科學方法是形成正確世界觀的基礎

就物理學而言，其是哲學及其他自然學科的基礎，這一點決定了學好物理有利提高全體學生的科學素質。因此，學生具備科學的學習方法及思維習慣，不僅能夠有利于學生更好地學習其他學科的知識，而且還有利于學生理解及應用唯物論和辯證法，進而促進了學生科學世界觀的建立。

4.科學方法教育有利于提高學生學習能力及科學素養

科學方法是遵循教育要面向世界、面向未來、面向現代化戰略思想的必然要求。從某種意義上講，科學方法是由各種科學知識衍生而來的，可以說它是科學知識的延伸，也是對科學知識最好的論證。因此，科學方法既是學生掌握物理知識及訓練基本技能的重要途徑，也是培養學生科學精神、思維及態度的主要依托。借助科學方法對學生進行教育不僅有利于提高學生各方面的學習能力，同時還可以培養學生的科學素養。

三、初中物理科學方法教育應遵循的原則

1.科學性原則

《物理課標》為物理教學明確了科學方法教育目標，教師應依據新課標的要求，在熟悉教材知識體系的基礎上，認真分析教材內容，從中挖掘適應于物理教學的科學方法教育因素。同時初中物理科學方法教育必須符合學生的年齡特點、心理特征以及接受能力，制定可行性強的物理科學方法教育策略，促使科學方法教育的內容和目標更為科學化。

2.物理科學方法與物理知識相結合的原則

物理科學知識及科學方法均屬于整個物理教育體系中的一個分支，而科學方法則是以知識為載體的，因此，在進行物理科學方法教學時，千萬不能脫離物理知識教學，應將兩者有機的結合在一起。那種忽視物理知識而僅注重科學方法的教學方式，勢必會增加學生的學習負擔，不利于提高學生的學習積極性和學習興趣。

3.科學探究原則

學習將科學探究滲透在教學過程中，讓學生在科學探究時，不僅學習物理知識與技能，體驗科學探究的過程，還可以學習科學探究的方法，養成科學探究的能力，這是科學方法教學的一個途徑，所以，探究教學的開展必須以運用物理科學方法為前提條件，并結合物理知識、聯系生活實際，以學生為教學主體，調動學生的學習興趣，以此來提高教學效果。

4.隱性為主、顯性為輔的教育原則

物理科學方法的隱性教育是指在教學過程中潛移默化地發揮物理科學方法的向導作用，而不要對具體方法進行詳細介紹和闡釋，屬于滲透性教育。物理科學方法的顯性教育是指在教學過程中根據學生接受的方式和程度提出科學方法的名稱，闡述科學方法的內容、特征以及如何具體運用這些方法解決物理問題。在初中物理科學方法教育中應實施隱性教育為主、顯性教育為輔的教育策略，以適應初中生現有的思維能力、知識水平和接受能力。

5.以學生為主體的原則

新課改中明確指出應以學生為主體進行教學。而科學方法只有在實踐中才能得到充分體現，因此，在教學的過程中，應讓學生主動參與到教學的過程中，不要僅是一味的進行理論知識的灌輸，使學生只能被動地接受，這樣勢必無法調動起學生的主觀能動性，教學效果可想而知。

四、初中物理科學方法教育實施的策略

1.初中物理實驗中實施科學方法教育

初中物理實驗根據實驗在物理研究中的不同作用可分為驗證性實驗、探索性實驗、測量性實驗等。將科學方法教育運用到實驗教學中，可以引導學生通過親身實踐去領會物理知識和規律，逐步形成運用科學方法探究新知識、研究新問題的良好習慣。如在進行定滑輪的特點實驗教學時，教師可以從三個方面進行探究實驗，引導學生總結出定滑輪特點，在整個實驗過程中滲透了實驗法、比較法、觀察法和理論分析法等科學方法。第一步，利用幽默的漫畫創設教學情境，讓學生大膽假設，并讓學生動手實驗驗證，并得出結論；第二步，指導學生觀察教師的演示實驗，得出定滑輪是等臂杠桿的結論；第三步，指導學生用理論分析法，將定滑輪視為變形杠桿，得出使用定滑輪與不使用定滑輪提拉物體的用力大小是相等的，所以定滑輪不省力。

2.在物理學史教學中實施科學方法教育

在初中物理教學中穿插物理學史，不僅可以使學生深入了解科學家的思維方式和人格魅力，激發學生學習物理知識的興趣，更可以啟發學生掌握科學研究方法。教師在物理課堂教學中，應充分考慮歷史資料與教學內容和教學目標的相關性，以及歷史資料本身的吸引力和趣味性，選擇適當的教學時機將科學方法教育滲透到物理學史介紹中，從而讓學生潛移默化接受和感知科學方法教育。如在《力和運動》這一章節教學中，教師可以講述伽利略是如何進行實驗反駁亞里士多德認為“物體越重，下落越快”的觀念的，從而使學生了解物理學家探尋真理的方法和態度，進一步深化對所學知識的理解。

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1.引言

掌握物理中的知識已經不是對學生的唯一要求，還要培養學生的有價值的物理學習素養，現在有很多學校已經成功改變了教學方式，使學生變被動為主動，不再單一地被動接受講臺上老師教授的知識，而是大家共同合作，一起探求科學的內涵，彼此互助，更好地達到學習的效果。學生在新的物理教學中提高自己的學習素養，擁有更好的創新意識和實踐能力。在物理學中逐漸滲透科學的方法，不再單純地追求答案，而是對探究過程提高重視，讓學生掌握的不僅是物理知識，更重要的是科學探究的方法，這對全面推進素質教育具有極大的促進作用。

2.初中物理滲透科學方法的策略

2.1利用物理基礎知識

學生通過自主探究式學習實現教學目標，是初中物理探究教學的主要內容，它作為新課標提倡的創新型教學模式，可以最大限度地調動學生學習的積極性，改變傳統的教學模式。那么在探究式學習的環節要聯系科學方法，就要通過利用物理基礎知識實現。研究物理問題急需科學的方法，這種方法是學生獲得知識的最佳途徑，通過這樣的科學方式，可讓學生更好地理解物理知識和概念。可是再好的方式都必須有基礎知識的支撐，這就顯示出了物理基礎學習的重要性，所有的后續內容都必須有基礎知識的支持，否則就會難以開展。

2.2利用物理實驗

在物理教學中，大多數教師為了讓學生直觀地理解物理概念，都會在課堂上針對教學內容，向學生展示各種物理模型，或者組織學生參加相關的物理實驗，以對物理學習起到幫助作用。在探究式物理學科的教學中，實驗同樣是一種很好的輔助方法，學生通過自己動手操作，處理自己實驗中得到的數據，并一起討論、分析、評價，最終得出普遍性的規律，以此幫助學生更好地理解物理中抽象的概念和知識。同時，老師與學生之間也可以有適當的溝通和交流，所以，老師可以利用這種物理實驗的方式向其滲透科學方法。下面通過一個例子進行說明：物理中有一個很經典的實驗，就是證明空氣是可以傳聲的。讓同學們將完好的一個電鈴放在一個密封性很好的容器里，通電之后，外面的人可以非常清晰地聽見電鈴發出的聲音，但是這并不能證明什么，因為還缺少對照實驗，不能排除其他因素的影響。至于對照實驗，要找出關鍵的點，那就是保持其他因素不變，只是將密封容器內的空氣抽出，使其變為真空狀態，這時再接通電源，外界的同學就無法聽見電鈴的聲音了，可能有的時候并不能保證容器達到完全真空，但是隨著內部空氣的逐漸減少，電鈴的聲音也跟著變小，經過反復實驗仍然得到相同的結果，那么這樣的結果就是可信的。這樣經過嚴密的對照和反復確認，就可以得出空氣是可以傳聲的，它是聲音的傳輸介質。

2.3利用物理現象

物理學科不僅是一項理解性很強的學科，還是一個對操作能力和實踐能力都有很高要求的科目，對它的學習方法要保證靈活多樣，這樣才會使物理學習更加有效。對于探究式的初中物理學習，看得見的物理現象對物理問題的解釋是最有說服力的，通過對物理現象的觀察和分析，就會發現物理世界的奇妙多彩，也可以用來對學生的猜想加以驗證。所以通過物理現象滲透科學是直觀可行的，可讓學生理解物理現象中包含的科學道理。

舉例來說，初中物理中有對凸透鏡成像的實驗，通過對光的折射與反射實驗，讓學生盡快掌握光的傳播特性，了解這種具體的科學內容，并舉一反三，在之后的學習中學會使用。做這個實驗并不需要很多材料，應用一個標準的凸透鏡就好，因為之前都了解了凸透鏡成像的原理。具體實驗中最關鍵的部分就是找到它的焦點，其實方法是很簡單的，在紙上畫出一個上下不同的圖案，將凸透鏡先從最接近紙張的距離開始觀看鏡下的圖案，剛開始圖案是正置的，逐漸將鏡面遠離紙張，直到鏡下的圖案變為倒置的那一個高度，量出此時凸透鏡鏡面到紙張的距離，這段距離的長度就是此凸透鏡的焦點距離。通過對這一現象的觀察，可以讓同學們更加深入地理解凸透鏡焦距的相關理論，這一實驗也能證明光是沿直線傳播的。

3.結語

初中物理教學要適應時展的需要，不斷在教學中開拓進取。在初中物理新式探究學習中，要適當地向學生滲透科學方法，讓他們熟練掌握并使用，這樣學習的難度就會降低很多，慢慢地提高學生的探究能力和實驗能力，綜合發展，掌握了這種方法對他們的后續物理學習有很大的幫助。

參考文獻：

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在當前的課程改革中，一些教師存在一種錯誤的思想，認為新課程標準改革就是要找到一種學習物理比較輕松的方法來，記得兩千多年前古希臘數學家歐幾里德在回答另一學者托勒玫的問題時說“不存在任何通向幾何學的不費力氣的方法”，因此也有理由這樣說“不存在任何通向物理學的不費力氣的方法”。知識是方法的載體，脫離了知識科學方法教育就成了空中樓閣，開展科學方法教育要符合學生的認知規律，應根據學生的年齡特征、知識水平和思維發展循序漸進地進行。以下就教育上談談自己的看法。

一、初中物理科學方法教育的兩種方式

一般地說，科學方法教育有“隱性”和“顯性”兩種方式。隱性方式是“用科學探究的一般程式去組織對科學知識的概念、規律、原理的教學過程，使學生的認識過程模擬科學探究過程，但教學過程中并不明確地去揭示所采用的科學方法原理。”顯性方式是在“進行科學方法教育時，明確指出科學方法的名稱，傳授有關該方法的知識，揭示方法的形式、操作過程，說明原理。隱性方式重在使學生感受科學方法，受到科學方法的啟蒙和熏陶，初步體會到科學研究的方法和策略。這種方式適合于學生對感性認識不足時，或者對所研究的問題并不占主要地位時使用。顯性方式重在解決問題中模仿應用科學方法，對科學方法進行操作訓練，使學生有意識地掌握科學研究的方法和策略。這種方式適合于學生對感性認識較豐富的前提下，有目的、有意識地培養學生解決科學問題的能力時使用。尤其在初中教育階段，隱性方式教育是非常重要的。學科內容只有在經過系統學習，使學生掌握經過整理的系統知識時，才能培養起進行思維活動的能力。

二、初中物理科學方法教育的原則

1.與物理知識教學緊密聯系的原則；物理學整體是由物理知識和物理學的方法論組成的，物理學的方法論是伴隨物理學的發展而建立的，在教學過程中注重傳授概念、規律產生的背景、產生的過程以及在科學技術發展中應用的實例。例如，通過物理學史的小故事讓學生明白為什么要提出某個概念，這個概念是怎樣提出的，這個概念提出后對物理學的發展起到什么作用，讓學生感受科學方法和物理知識的產生與應用緊密相聯，知識與方法是血肉相聯的整體。

2.與初中生年齡特征相適應原則；初中生主要思維特點是在頭腦中可以把事物的形式和內容分開，可以離開具體事物，根據假設事件進行邏輯推演，但水平仍很低，因此初中階段的科學方法教育方式主要是潛移默化，并不需要把各種科學思維方法傳授給學生。

3.長期性原則；科學方法教育是科學能力的外化，提高能力比掌握知識要難。初中物理教材中的科學方法許多都是隱含的，科學方法教育在初中段也基本要求是隱性的，我們并不為講“控制變量法”或“等效替換法”而專門講這些方法，只是在講相關概念、規律時用這些方法，所以學生只有在長期的熏陶下，才能潛移默化地，自覺不自覺地學到一些科學方法。例如講“密度”一節時用到控制變量方法，講“壓強”一節時用到控制變量方法，在講歐姆定律時還要用到控制變量方法，等等。

4.促進學生發展為本的原則；現代認知理論認為，學習的過程是學習者自己建構的過程，學習者的能力培養、科學素質提高，有賴于學生的自主性和學習所處的情境。因此在對學生進行方法教育時要充分調動學生學習的積極因素，開展探究性學習、合作學習等多種學習方式，進行師生互動、生生互動，讓學生在掌握科學方法的過程中，知識體系、情感、態度、價值觀得到同步發展。

三、初中物理科學方法培養的主要方式

物理體系自身包含著豐富的科學方法，總的說來，這些科學方法大致可以分為四類，那就是：物理方法、數學方法、邏輯方法、非邏輯方法。所以培養方法也有很多種.

1.在學生親自體驗中培養科學方法；物理學是一門實驗科學，極有利于學生親身體驗。許多過去的演示實驗改成學生實驗，還增加了學生的社會調查和實踐，新教材的這些變化都是要加強學生的自身體驗，學生通過體驗可以很好的感受知識體系內的科學方法。例如水沸騰實驗，學生沒有實驗前總認為只在100攝氏度時，水才“內部與表面”同時“劇烈”的汽化，親身做了實驗后才發現實際沒到100攝氏度時，水“內部與表面”就開始汽化，只是“劇烈”的程度不同罷了。通過自身體驗使學生真實的看到“量變與質變”的關系，感受相對與絕對的區別。

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其實做任何事情都要講究方法。方法對頭，才能事半功倍。有人問到愛因斯坦成功的秘訣時，他給我們總結了一個公式：成功=艱苦的勞動 +正確的方法+少說空話。由此可見，“正確的科學的方法”是一個十分重要的因素，也是成功的必備條件。

科學方法教育的內容和意義

物理科學方法教育是指在物理教學中，有目的、有意識、有步驟地滲透和傳授物理科學研究方法，使學生受到科學方法的熏陶和訓練，逐步地掌握最基本、最主要的物理科學方法。

物理教師在現代教育背景下，初中物理教學中，應注重進行科學方法教育，其意義在于：

（一）科學方法教育能有效提高學生各項基本素質

方法即是為了解決某一具體物理問題從理論或實際生活上所采取的方式或手段。學生在學習知識的同時，也能學習，學會取得物理知識的方法。在這樣的長期教育的熏陶下，科學方法的實施必然有利于發展學生的智力，增長學生的智慧。通過科學方法教育，學生將來借鑒學到的卓有成效的方法再去探索未知領域中的新問題。

（二）科學方法教育可以促使學生思想品德的健康成長及科學的正確的世界觀的形成

科學家成功的方法中閃耀著熱愛科學、無私奉獻的思想光輝，同時也體現著辯證唯物主義世界觀的思想觀點。如觀察物理實驗的科學方法教育就可以培養學生實事求是的科學態度；那么在物理課后實踐的科學方法教育中，就體現出實踐是檢驗真理唯一標準的重要思想。

初中物理教學中如何正確實施科學方法教育

在初中物理的教學過程中，不同的版塊，模塊，知識點，采用的方法也有所不同，更重要的是如何讓學生通過科學方法的學習，再利用科學的方法來解決具體實際問題，為此，針對不同的物理情景應采用不同的教學方法。

1．實驗的教學方法

（1）實驗探索法

實驗探索法就是根據物理規律的自身特點，設計實驗，讓學生通過自己動手實驗，分析，總結，歸納出有關的物理規律。

例如在動能的影響因素試驗教學中，讓學生通過實驗探索動能與速度的關系以及質量的關系．使學生得出：在質量一定的條件下，物體動能與速度平方成正比；在速度一定的條件下，物體動能與質量成正比的結論。在此基礎上，教師指導學生總結物體動能與質量和速度的關系，從而得出動能與哪些因素有關。

采用實驗探索法，不僅能使學生將實驗總結出來，而且理解深刻、記憶牢固，還能充分調動學生學習的主觀能動性，增強學習興趣，更重要是也鍛煉了學生的動手能力，可謂一舉多得。

（2）實驗驗證法

實驗驗證法是采用證明的方式論證物理實驗及規律的方法，從而使學生理解和掌握物理原理，物理規律。其方法是先結合書本物理知識點，結合實驗，提出物理問題，將有關物理規律告訴學生，然后教師和學生一起通過觀察分析現象、總結結論，論證物理規律。

如在“驗證杠桿的平衡條件”的教學中，讓學生通過實驗驗證杠桿的平衡條件，在此基礎上，進行理論探討，得出杠桿平衡條件的表達式。實驗驗證法的最突出特點是學生學習過程非常主動。這是因為在驗證物理實驗規律時，學生已知物理實驗有關問題的答案，對于接下來的學習目的及方法已經非常清楚，所以更加有的放矢，目的性強。

（3）實驗演示法

實驗演示法就是物理教師通過課前準備典型物理實驗，上課展示，由學生觀察，根據實驗現象，師生共同分析、歸納，總結出有關的物理規律，物理結論。

如在“歐姆定律”的實驗教學中，可采用如下的方法：

①研究方法：控制變量法。當電阻R一定時，研究電流I與電壓U的關系。當電壓U相同時，研究電流I與電阻R的關系；

②通過演示實驗找出I與U和R的關系。這個演示實驗的關鍵是實驗數據的分析，通過對數據分析做出兩函數圖象：I-U圖像I-R圖象．通過學生對兩幅圖的分析結合數學知識得出正反比關系。由實驗得出結論：當R一定時，I與U成正比；當U一定時，I與R成反比。

③根據演示實驗數據，分析得出歐姆定律。這種方法要充分發揮演示實驗在物理課堂中的核心作用，大大增強演示實驗的效果。

2．理想規律的教學方法

理想規律是在物理事實的基礎上，通過合理推理至理想情況而總結出的物理規律。因此在教學中應用“合理推理法”。如在聲音的傳播條件的物理教學中，將手機放入廣口瓶內，蓋緊瓶塞，通過抽氣機不斷從瓶中往外界抽氣，要引導學生分析手機的鈴聲與空氣濃度的關系的實驗，發現隨著空氣越來越稀薄，聽到的手機鈴聲越來越小。如果推理到真空沒有空氣的情況下，即使手機在廣口瓶不停振動，外界也聽不到手機振動產生的聲音，從而總結聲音傳播需要介質。

3．理論規律的教學方法

理論規律是由學生已經掌握的物理規律經過推導，得出的新的物理規律．因此，在物理理論教學中應用“理論推導法”。

如在初中物理“機械功，功率”的教學中，教師提出問題功率概念及表達式時，功率指物體單位時間內所做的功。請學生運用所學的知識，根據物理概念確定動率表達式。學生在老師的指導下，根據速度的概念及表達式v=S/t，都能運用“理論推導法”“類比法”推導出P=W/t數學表達式。

4．探索物理規律的教學方法

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在初中物理教學中有意識地以科學方法教育為線索組織教學過程，讓學生在科學方法的引導下主動的去獲取知識，能夠既讓學生對知識的獲得過程有切身的體驗，從而加深對知識的理解，同時又能受到科學方法的熏陶，逐步掌握這些方法.這不僅對學生學習物理學科，而且對于學習其它學科和以后的工作、學習都會產生良好的影響.

2 初中物理教學中涉及的科學方法

2.1 類比法

就是根據兩個或兩類對象有某些共有的，相同或相似的屬性，推出一個對象可能具有另一個或另一類對象已經具有的屬性.它是借助于事物之間的相似性，通過比較將一種已經掌握的特殊對象的知識推移到另一種新的特殊對象中去的研究方法.如初中物理中將電壓與水壓類比；將功率的概念與速度的概念類比等等.

2.2 觀察和實驗的方法

觀察和實驗是發現物理現象和規律的重要手段.所謂觀察是指人們對物理現象在自然發生的條件下進行考察的一種方法；而實驗則是人們根據研究的目的，利用科學儀器、設備，設法控制或模擬物理現象或物理過程，忽略次要因素，突出主要因素，在最有利的條件下研究自然規律的方法.由于物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，因此，觀察和實驗一直貫穿在學生學習物理過程的始終.

2.3 數學方法

數學是定量化的工具，是表達物理規律的最簡潔的語言.初中物理教學中對數學方法的運用主要體現在：一是用兩個或多個物理量之比來表示一個新的物理量，即用比值法定義物理量.如速度v= s/t、密度ρ=m/V、功率P=W/t等等.二是常用圖線、圖象描述物理概念、物理過程和物理規律，其優點是形象、直觀，動態過程清楚.如力的圖示、晶體的熔化圖象等等.

另外，在初中物理教學中還經常涉及到分析與綜合的方法、 歸納與演繹的方法、科學想象的方法、等效替代的方法、轉換的方法等等.

3 初中物理教學中進行科學方法教育的原則

3.1 滲透性原則

在初中物理教學中進行科學方法教育，應滲透在物理教學的各個環節之中，而不能脫離教材去簡單說教.因此教師備課時，要注意充分挖掘教材，精心設計教學過程，把科學方法教育滲透在物理知識教學和能力培養之中，讓學生在收獲知識的同時，也能受到相應的科學方法教育.

3.2 循序漸進的原則

初中物理教學中的科學方法教育，要根據教材的需要，結合學生的年齡、心理特征，循序漸進的進行.初中生剛開始學習物理，應著重進行觀察、實驗方法的教育，而對于分析、比較，歸納、概括等思維方法的訓練，則應在教師的指導下逐步進行.

3.3 形式多樣的原則

在初中物理教學中進行科學方法教育，應結合教學內容，采取多種形式，靈活多樣的進行.既可以貫穿在知識教學中，也可以穿插在習題講解中；既可以在知識教學中，畫龍點睛的說明，又可以隱含在教學中，通過教師的示范作用，對學生起到潛移默化的熏陶作用.

4 初中物理教學中進行科學方法教育的途徑

4.1 在物理知識教學中進行科學方法教育

物理知識教學是教學過程的中心環節之一.在知識教學中要充分利用觀察、實驗，或在回顧生活經驗的基礎上，引導學生對已掌握的事實通過分析、歸納、概括出基本概念和基本規律，從而獲取物理知識.在這一過程中，不僅要重視得出科學的結論，更要注意讓學生感受到物理學家的物理思想和研究方法.

如在歐姆定律的教學中，通過回顧以前學過的電流、電壓、電阻的概念，讓學生猜想它們之間的關系，然后設計并進行實驗，觀察記錄實驗數據，接著引導學生分析表格中的數據或根據實驗數據描繪的圖象，歸納出在電阻一定時，電流和電壓的關系；以及在電壓一定時，電流和電阻的關系.從而概括出歐姆定律，并給出數學表達式I=U/R.顯然本實驗采用了多種科學研究方法.象這樣進行知識教學，就能夠在傳授知識的同時，使學生感受到科學方法在建立概念、發現規律中的作用，進而激發學生自覺的學習和運用科學方法解決實際問題的積極性.

4.2 在實驗教學中進行科學方法教育

物理實驗是初中物理教學的重要組成部分.在實驗教學中，教師應利用演示實驗中的言傳身教從方法上給予啟發、引導和示范；在分組實驗中可以讓學生通過觀察實驗、處理數據、分析歸納等親自體會科學方法；而在課外實驗中則要讓學生運用科學方法分析解決實際問題、進行積極的自主探究.

如在探究決定導體電阻大小的因素時，作為分組實驗可先引導學生猜想電阻的大小可能和導體的材料、長度、橫截面積等因素有關.再引導學生分析出，要探究電阻的大小與長度是否有關，就應該控制導體材料、橫截面積都相同，進而選取器材進行實驗，然后再分析得出結論.類似地可探究電阻的大小與導體材料、橫截面積的關系，從而歸納出決定導體電阻大小的因素.這樣就讓學生在探究過程中親自體會到了進行研究和學習的基本科學方法.

4.3 在習題教學中進行科學方法教育

在習題教學中進行科學方法教育，主要是訓練學生的科學思維方法，提高思維能力和分析解決問題的能力.因此，教師要站在科學方法論的高度，認真研究新題型，并進行分析歸類，加強例題教學的示范性，從而充分利用習題，對學生進行思維訓練.通過讓學生在解決實際問題中運用科學方法，能夠更直接地感受到學習科學方法的意義.

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在科技迅猛發展、科技競爭日益激烈的今天，教育人士已普遍認識到，能力的高低在一定程度上，表現為掌握方法的多少和熟練程度。因此，物理教學中既應讓學生掌握物理學的概念和規律，更應讓學生重視科學的態度和科學的方法。

2．科學方法教育是新課程改革的目標

《普通初中物理課程標準》的總目標之一是：“學習科學探究方法、發展自主學習能力、養成良好的思維習慣、能運用物理知識和科學探究方法解決一些問題。”新課程標準把科學方法確定為普通初中物理教學內容的一部分，充分體現了新課程改革對科學方法教育的重視。

3．掌握了科學方法才能形成正確的世界觀

物理學是其他自然科學和哲學的基礎，物理科學方法必然與世界觀密切相關。學習物理科學方法有助于學生更好地學習，理解和應用唯物論和辯證法，促進科學世界觀的建立。

4．科學方法教育是提高學生學習能力和科學素養的重要途徑

科學方法與科學知識相伴而生，是學生掌握物理知識和訓練基本技能的重要手段，是培養科學思維、科學態度和科學精神的主要依托。在中學物理教學中開展科學方法教育是物理教學深化改革的需要，也是遵循教育要面向現代化、面向世界、面向未來戰略思想的必然要求。

二、物理學中科學方法的內容

初中物理知識內容豐富，物理問題千變萬化，它所包含的科學方法也是多方面的，主要有以下幾種：

1．物理方法

物理方法包括觀察、實驗、模型、理想化、等效、放大、控制變量等。例如：電磁波、薄透鏡等，都是以物理方法建立起來的理想模型，這些模型既是構筑物理知識大廈的基礎，也是處理物理問題的一種方法。

2．數學方法

數學方法作為一種工具，在表達物理規律、處理物理問題等方面，有其獨到的功能，有時將物理問題轉化為數學問題，適當運用代數中的等式、比例、數列的性質、幾何圖象、矢量圖解、角知識等，能使問題的求解變得簡單方便。實驗后處理數據時，運用圖象方法，恰當地選擇縱軸和橫軸表示的物理量，可以使圖線反映的物理意義更形象、直觀。

3．邏輯方法

邏輯方法包括比較、分類、類比、推理、分析、綜合、歸納、演繹、抽象、概括等，物理學中的很多規律，如牛頓運動定律、焦耳定律等，都是以實驗事實為基礎，運用分析、綜合、推理和歸納總結出來的。

4．哲學方法

哲學方法包括對立統一、量變質變、肯定否定、絕對相對、現象本質、形式內容、特殊一般、原因結果、部分整體等。

三、中學物理科學方法教育的實施策略

1．通過物理學史進行科學方法教育

物理學發展史就是一部科學方法論發展史，在物理教學中插入物理學史，可使學生們領略到科學家的人格魅力及思維方法，從而培養學生追求真理的美好心靈，啟發學生掌握科學的研究方法。教師應充分發揮課堂教學的主渠道作用，在物理教學中把握好史料與教學內容的緊密性、史料本身的趣味性，適時地把科學方法教育滲透到史料介紹之中，讓學生潛移默化地獲得科學方法的教育和熏陶。盧瑟福在1911年提出了“原子結構的太陽系模型”的新假說，這個假說確立了原子的基本結構。按照經典的電磁學理論，電子在圍繞原子核做圓周運動時將會不斷地發射出電磁波，從而喪失能量，最后掉到原子核里。玻爾從光量子理論中得到啟發，突破了經典物理學的局限，在盧瑟福模型的基礎上提出了進一步的假說，電子圍繞原子核所做的圓周運動本身是量子化的，即電子只能分立在不連續的固定軌道上運動。電子在不同軌道之間的躍遷導致原子光譜的發射。這段史料的插入，不但深入了知識的學習，更深化了方法的教育。

2．通過物理概念、規律滲透科學方法教育

在概念的教學中，教會學生形成概念的方法，從提出問題到經過觀察、實驗（直接感官）、分析、比較（抽象思維），最后演繹出概念。在物理規律的教學中，建立形成規律的方法，從已有概念、規律到提出假設，再邏輯推理、實驗最后形成規律，培養學生嚴謹的思維方法。教師在教學中應充分利用和挖掘教材中科學方法的教育因素，抓住概念、規律與方法的結合點，以具體的教學內容為依托，采用不同的教學方法和手段，適時點撥，通過概念的形成、規律的得出、模型的建立、知識的運用等，讓學生在獲取知識的同時掌握不同的科學方法。

3．通過探究實驗進行科學方法教育

物理學是一門實驗科學，探究實驗是加強科學方法教育的有效途徑。教學中要注重把教材上的演示實驗、學生實驗變為學生探索實驗，引導學生通過親身實踐去領會科學家們研究問題的科學方法，內化為自己的思維和行為方式，培養他們用科學方法主動探求新知識、研究新問題的習慣和能力。

4．通過練習、復習強化科學方法教育

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“比較”是人們常用的思維方法，是找出事物之間的差異點和共同點的思維方法，通過事物間相同特征或相異特征的比較，提示事物的本質和區別。人們認識事物往往是從區別事物的本質特征開始的。而要區別就要有比較，有比較才有鑒別。事物之間在現象上和本質上都存在著同一性和差異性。現象上的同一和差異一般來說是容易識別的，而本質上的同一和差異就不那么容易識別。物理學中有許多物理思維和物理規律具有可比性，運用比較法可幫助學生接受新概念并加深對概念的理解，尤其在復習課上運用，能使知識融會貫通，開拓學生的思維，并培養學生的知識遷移能力。在物理教學中，既要求學生找出差異性極大的物理現象或物理概念之間本質上的共同點，又要求學生找出表面上極為相似的物理現象和物理概念之間本質上的差異。

比較法教學對于學生的概念學習有所幫助，比較實驗可以加強直觀教學，有助于學生建立概念，理解規律，突破難點。例如，為了證明大氣壓的存在，可用一只底部開有小圓孔的塑料杯子，用右手手指按住小圓孔，在杯口向上時將塑料杯里盛滿水，用紙片把杯口蓋嚴，左手按住紙片把杯子倒過來使杯口向下，放開左手后，紙片不會掉下來，杯子里的水也不會流出來。這時，有學生認為“紙片是被水粘住了”，然后老師拿掉按住小圓孔的右手指，結果紙片掉下來了，水也流出來了。這樣通過手指按住小圓孔和不按住小圓孔兩次實驗的比較，使學生觀察到兩次實驗中紙片都與水接觸，所不同的是后一次實驗是杯底與大氣相通。從而解除了“紙片是被粘住了”的誤解。提高了“大氣壓存在”這個結論的可信度。

2.假設法

物理解題中的假設，從內容要素看有參量假設、現象假設和過程假設等，從運用策略看有極端假設、反面假設和等效假設等，利用假設，我們可以方便地對問題進行分析、推理、判斷，恰當地運用假設，可以起到化拙為巧、化難為易的效果。

假設法的運用，不僅為快捷解題提供了便利，更為培養創新能力開辟了途徑。但是，要正確恰當地運用假設法，必須深刻把握其“設而不假”的關鍵要領，即假設的內涵與問題本身并不矛盾。否則，就會造成“失之毫厘，謬以千里”的后果。

3.控制變量法

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一、物理課程的開放式教學首先要從教學內容的開放做起

通過調整課堂教學內容使得物理教學內容更加貼近學生的日常生活，將整個物理教學貫穿于學生的日常生活當中。因為物理這門學科本身就是探究日常生活、自然以及事物之間關系的，所以在物理教學課程內容的選擇上要更加強調開放性，使得教學內容不再受制于教材和書本，能夠熟練地將教材作為一種而不是唯一的教學資源進行教學的交叉式切入，從而不斷提高和充實物理課程的教學內容。只有這樣才能從不同角度上來分析，才能實現各個階段的學生得到符合自己學習要求的提升，從而使得整個課堂的教學水平和教學質量都能得到明顯的提高。在進行開放式的物理教學時，可以選擇具有特色的教學內容，如，在人數較多的班級內可以選擇分組討論實踐的方式進行學習，通過給各組分配不同的任務進行比賽，以此激發學生的學習熱情，從而使得學生對學習內容產生更加濃厚的學習興趣和動力。

二、要對傳統封閉的教學形式進行開放式改革

通過更加開放的教學方式引導學生進行主動學習。開放式教學可以采用師生互動的教學形式進行教學，改變了傳統封閉教學教師為教學的唯一主體教學條件，在這種教學形式下可以讓成績比較好或者表達能力比較強的學生進行教育，通過學生教學生的方式能

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在科學探究的學習過程中，猜想這一步驟有著舉足輕重的地位，它是物理智慧中最活躍的成分，對學生猜想能力的培養起著重要的促進作用，也是物理探究過程中的一個重要環節，而且猜想決定了科學探究的方向。因此，在物理教學的過程中，引導學生科學合理地猜想就顯得格外重要。

首先，猜想要有一定的經驗和知識作為基礎。在進行科學猜想能力方面的教學時，可先針對問題讓學生展開想象的翅膀，鼓勵學生把所有可能的情況都大膽地說出來，然后讓學生根據已有知識和生活經驗逐一進行分析，想想生活中有哪些事實支持它，它和已有知識是否一致，排除那些與經驗和知識相矛盾的想法，留下的就可能是科學的猜想了，沒有一定的知識和經驗，猜想恐怕只能是無本之木，無源之水。所以在教學中為了避免學生胡猜亂想，讓學生說出猜想的理由、事實依據是有效地避免課堂混亂的手段，也是培養學生探究能力的方法之一。

另外，教師引導學生猜想要注意把握好方向性。在學生的自主探究過程中，教師的引導可以起到畫龍點睛的作用。由于課堂教學的時間和器材，以及學生的知識的限制，我們不可能將學生講的、說的一一進行探究，必須進行去粗取精、去偽存真，才能讓探究過程順利完成。

例如在猜想動能大小與哪些因素有關的時候，學生猜想到的因素可能有質量、速度、重力、斜面坡度、高度，等等，特別應該注意要讓學生說出猜想的理由和依據，要能舉出相關的實例來證明。然后教師引導學生把其中類似的因素歸為一類，即質量和重力可以歸為質量這個因素，斜面坡度、高度、速度都可歸為速度這個因素。這樣就把動能大小歸納猜想為與質量和速度這兩個因素有關。同時引導學生復習前面學習過的牛頓第一定律實驗，可以知道要控制物體到達斜面上的速度相同，必須控制物體從斜面上滑下的高度相同。然后通過控制變量的研究方法，這個探究實驗就不難完成了。在完成實驗后，教師可補充做一個實驗，即把質量和速度分別增大一倍，觀察木塊被推動的距離，來判斷質量和速度這兩個因素中到底哪一個因素對動能的影響更大，這樣為到高中的繼續學習打下基礎。

二、控制變量法

“控制變量法”是初中物理中常用的探究問題的科學方法。由于影響物理研究對象的因素在許多情況下并不是單一的，而是多種因素相互交錯、共同起作用的，因此要想精確地把握研究對象的各種特性，弄清事物變化的原因和規律，必須人為地制造一些條件，便于問題的研究。例如當一個物理量與幾個因素有關時，我們一般是分別研究這個物理量與各個因素之間的關系，再進行綜合分析得出結論。這樣就必須在研究物理量同其中一個因素之間的關系時，將另外幾個因素人為地控制起來，使它們保持不變，以便觀察和研究該物理量與這個因素之間的關系。這就是“控制變量”的方法。

初中物理用到控制變量法的實驗有：影響聲音的音調、響度等的因素有哪些？蒸發的快慢與哪些因素有關？導體的電阻大小與哪些因素有關？導體中的電流與導體兩端電壓和導體的電阻的關系，電熱的大小與哪些因素有關？影響電磁鐵磁性強弱的因素有哪些？研究感應電流方向與哪些因素有關？研究通電導體在磁場中受力方向與哪些因素有關？力的作用效果與哪些因素有關？影響滑動摩擦力大小的因素有哪些？影響壓力作用效果的因素有哪些？研究液體的壓強與哪些因素有關？研究浮力的大小與哪些因素有關？研究動能或勢能的大小與哪些因素有關？研究物體吸引熱量的多少與哪些因素有關？等等。

控制變量法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規律的科學方法。通過控制變量法，可以讓我們很方便地研究出某個物理量與多個因素之間的定性或定量關系，從而能得出普遍的規律。

三、轉換法

所謂“轉換法”，主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見、不易見的現象轉換成可見、易見的現象；將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題；將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法。

例如，在研究電熱的功率與電阻關系的實驗中，電流通過阻值不等的兩根電阻絲產生的熱量無法直接觀測和比較，而我們通過轉換為讓煤油吸熱，觀察煤油溫度變化情況，從而推導出哪個電阻放熱多。進而再問：該實驗能否不用煤油而改用其他方式來觀察電阻通電后的發熱情況？這樣促使學生思維得以發散，轉換的思維方法得到訓練，設計實驗的能力也隨著提高了。

初中物理中有很多地方都用到了轉換法的原理。研究物體升溫吸熱的多少與哪些因素有關時，可通過觀察放入其中的相同電熱器加熱時間的長短來判斷吸熱多少。利用擴散現象來研究分子的運動及分子運動的快慢。研究動能或勢能大小時通過觀察運動的小球推動紙盒移動距離的大小或是木樁被打入地下的深度，來推斷動能和勢能的大小。研究力、電流、磁場時，由于它們都是看不見摸不著的東西，我們可以利用力所產生的效果、電流產生的各種效應、磁場的基本性質來研究它們。比如可以通過泡沫塑料凹陷的程度來知道壓力的作用效果大小，用燈光的亮度來感知電流的大小、用電磁鐵吸引大頭針的個數來判斷其磁性強弱。將光在透明空氣中的傳播轉換為在煙或水霧中的傳播來觀察光的傳播方向。

四、理想化方法

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1 控制變量法

在多個因素同時存在的物理實驗中，先考察其中一個因素對研究問題的影響，而保持其他因素不變的實驗方法叫控制變量法.這種方法在實驗數據的表格上的反映為某兩次試驗只有一個條件不同，若兩次實驗結果不同則與該條件有關，否則無關.反之，若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關，則應只使該因素不同，而其他因素均應相同.

控制變量法是最常用的實驗方法之一.在對多個因素同時起作用的實驗探究過程中，我們都要用到控制變量法.例如，在著名的“歐姆定律”實驗中.歐姆雖然事先知道，電壓和電阻的變化都會影響到電流的變化.但如果電路中的電流發生了變化，到底是由電壓變化引起的還是由電阻變化引起的呢？歐姆認為如果能控制電壓不變，那么電流的變化就是由電阻的變化引起的；如果能控制電阻不變，那么電流的變化就是由電壓的變化引起的.他的實驗思路是控制變量法應用于實驗探究的一個典型的范例.正因為歐姆選擇了正確的實驗方法，再加上他十年的不懈努力，最終在電學方面做出了巨大的貢獻，電阻的單位也用他的名字命名.

又如：（1）在研究導體的電阻跟哪些因素有關時，為了研究方便采用控制變量法.即每次挑選兩根合適的導線，測出它們的電阻，然后比較，最后得出結論.為了研究導體的電阻與導體長度的關系，應選用材料橫截面相同的導線，為了研究導體的電阻與導體材料的關系，應選用兩根導線的長度和橫截面相同的導線，為了研究導體的電阻與導體橫截面的關系，應選用兩根導線的材料和長度相同的導線；（2）在研究影響力的作用效果的因素；（3）研究影響液體蒸發快慢的因素；（4）研究決定液體內部壓強大小的因素；（5）研究決定動能，勢能大小的因素；（6）研究影響琴弦發聲的音調高低的因素；（7）研究物質吸放熱性能與物質的種類，質量，溫度的變化的關系；（8）研究滑動摩擦力大小與哪些因素有關；（9）研究電功或電熱與哪些因素有關；（10）研究通電導體在磁場中受力與哪些因素有關；（11）研究影響感應電流方向的因素等實驗中均采用了此方法.

2 轉換法

物理學中對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法.簡而言之、轉換法就是對一些看不見摸不著的物理現象或不易測量的物理量把它轉換成看得見摸得著的現象或物理量來間接認識或間接測量的實驗方法.

如：根據“磁場對磁體有力的作用”來認識“磁場的規律”；根據電流的效應來認識電流的存在；利用“液體的熱脹冷縮的性質”來“測量溫度”；采用累積法來測一張紙的厚度和細金屬絲的直徑；采用“以直代曲法”或“滾輪法”來測曲線的長度等實驗中都用到了轉換法.

再如：（1）利用物體發生形變或運動狀態改變來證明物體受到力的作用；（2）通過馬德堡半球實驗來證明大氣壓的存在；（3）霧的出現可以證明空氣中含有水蒸氣；（4）影子的形成可以證明光沿著直線傳播；（5）月食現象可證明月亮不是光源；（6）奧斯特實驗可證明電流周圍存在著磁場；（7）指南針指南北可證明地磁場的存在；（8）擴散現象可證明分子做無規則運動；（9）兩塊緊密接觸的鉛塊實驗可證明分子間存在著引力；（10）運動的物體能對外做功可證明它具有能；（11）用指針偏轉的程度來表示電流或電壓的大小；（12）用燈泡的明暗程度來判斷電路中電流的大小；（13）用泡沫小球彈離音叉來說明音叉在振動；（14）用壓強計中U型管的液面出現高度差來說明液體內部有壓強；（15）在研究物質的比熱容實驗時用溫度計示數的變化來表示物質的吸放熱性能的強弱等都用到了轉換法.

3 等效替代法

在保證某種效果相同的前提下，將實際的、復雜的物理問題和物理過程轉化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程的處理方法叫做等效替代法.等效替代法能將復雜的問題簡單化，是物理學中常用的一種實驗方法.

如：讀者熟悉的“曹沖稱象”的故事，聰明的小曹沖先把大象拉到船上，記下船的吃水深度，再用許多石頭代替大象，使船達到“同樣的吃水深度”，稱出石頭的總重，也就知道大象的體重了，他就是利用了等效替代法，解決了其他文武大臣都無法解決的難題，而千古留芳.

又如：（1）在測滑動摩擦力時，由于摩擦力發生在兩物體的接觸表面難以測量，實驗中摩擦力就是通過與它“平衡”的拉力來測出的；（2）在探究平面鏡成像特點實驗中，用等大的沒有點燃的蠟燭放到點燃蠟燭像的位置上“好像點燃一樣”，來確定虛像的位置和大小；（3）把物體各部分受到重力的作用等效的看成作用在物體的某一點――重心上；（4）在研究串并聯電路關系時引入總電阻（等效電阻）的概念，在串聯電路中把幾個電阻串聯起來，相當于增加了導體的長度，所以總電阻比任何一個串聯電阻都大，把總電阻稱為串聯電路的等效電阻；（5）在并聯電路中把幾個電阻并聯起來，相當于增加了導體的橫截面積，所以總電阻比任何一個并聯電阻都小，把總電阻稱為并聯電路的等效電阻；（6）在電路分析中可以把不易分析的復雜電路簡化為等效電路，在這些研究中同樣用到了等效替代法.

4 模型法

模型法是將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型來表示，便于想象和思考研究問題的一種方法.理想模型法忽略了事物的次要因素，用簡明、概括、直觀的方法，把事物的主要特征表示出來.物理學的發展過程可以說就是一個不斷建立物理模型和用新的物理模型代替舊的或不完善的物理模型的過程.

如：在探究擺的奧秘時，用“細線系上小球”代替鐘擺，建立了鐘擺的模型；在研究光現象時，用“一條帶箭頭的直線”形象化描述光的傳播路徑和方向，建立了光線模型；在研究磁現象時用“一條條帶箭頭的曲線”形象化地描述磁場的分布和方向，建立了磁感線模型.

再如：（1）研究肉眼觀察不到的原子結構時，建立了原子核式結構模型；（2）研究液體內部壓強大小和浮力是怎樣產生的建立了液柱模型；（3）研究連通器的特點時建立了液片模型；（4）用木尺和砝碼代替蹺蹺板和人建立杠桿模型；（5）力的示意圖是實際物體和作用力的模型；（6）電路圖是實物電路的模型；（7）研究發電機的原理和工作過程時用到的手搖發電機模型；（8）研究內燃機結構和工作原理時用到的汽油機、柴油機模型.

5 類比法

所謂類比就是“觸類旁通”、“舉一反三”，實際上是一種從特殊到特殊，從一般到一般的推理，它是根據兩個或兩類對象之間在某些方面的相同或相似而推出他們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維.從而可以幫助我們理解較復雜的實驗和較難的物理知識.類比是一種推理方法，不同事物在屬性、數學形式及其它量描述上有相同或相似的地方就可以用類比推理.類比法是提出科學假說、做出科學預言的重要途徑，物理學發展史上的許多假說都是運用類比方法創立的，由這種方法得出的結論雖然不一定可靠，但是，在邏輯中卻富有創造性.開普勒也曾經說過：“我們珍惜類比推理勝于任何別的東西”.

如：《電壓》既是教學的重點，也是教學的難點.難就難在電壓較抽象，不能直接實驗，教學中通過水壓類比得出電壓，具體探究過程是：（1）從水壓實驗總結出水壓是水管中的水發生定向移動形成水流的原因；（2）引導學生討論得出電壓是使電路中的電荷發生定向移動形成電流的原因；（3）教師總結出抽水機是提供水管兩端有水壓的裝置；（4）引導學生得出電源是提供電路兩端有電壓的裝置.整個過程盡管多花些時間，然而對培養學生科學的思維方法大有益處.正如前蘇聯學者瓦赫羅夫說：“類比像閃電一樣，可以照亮學生所學學科的黑暗角落”.

再如：（1）功率概念與速度概念；（2）電流與水流；（3）內能與機械能；（4）原子結構與太陽系；（5）電磁波與水波；（6）通信與鴿子傳遞信件等都可將它們作類比.

6 理想實驗法

所謂理想實驗又叫“假想實驗”、“抽象的實驗”或“思想上實驗”.它是人們在思想中塑造的理想過程，是一種邏輯推理的思維過程和理論研究的重要方法.理想實驗雖然也叫實驗，但它同真實的科學實驗是有原則區別的，真實的科學實驗是一種實踐活動，而理想實驗則是一種思維的活動，前者是將設計通過物理過程而實現的實驗，后者則是由人們在抽象思維中設想出來而實際上無法做到的實驗.

但是，理想實驗并不是脫離實際的主觀臆想.首先，理想實驗是以實踐為基礎的，是在真實的科學實驗的基礎上，抓住主要矛盾忽略次要矛盾對實際過程做出更深入一層的抽象分析.其次，理想實驗的推廣過程是以一定的邏輯法則為根據的，而這些邏輯法則都是從長期的社會實踐中總結出來并為實踐所證實了的.

理想實驗在自然科學的理想研究中有著重要的作用.但是，理想實驗的方法也有其一定的局限性，理想實驗只是一種邏輯推理的思維過程，它的作用只限于邏輯上的證明與反駁，而不能用來作為檢驗正確與否的標準.相反，由理想實驗所得出的任何推論都必然由觀察實驗的結果來檢驗.

如：研究真空是否能夠傳聲時，將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內，當罩內空氣被抽走時，鐘聲變小，由此推理出：真空不能傳聲.顯然上述實驗是人們在思維中進行的理想過程，與實際實驗相比，理想實驗能更大程度地突出實驗中的主要因素，忽略次要因素，得出更本質的結論.

再如：在進行牛頓第一定律的實驗時，當觀察到物體在越光滑的平面上運動就越遠時，進而推理出：如果平面絕對光滑，物體將永遠做勻速直線運動.

這兩個結論都是在實驗的基礎上加以科學的推理，概括出來的，但經受住了實踐的檢驗.

7 圖象法

圖象是一個數學概念，用來表示一個量隨另一個量的變化關系，很直觀.由于物理學中經常要研究一個物理量隨另一個物理量的變化情況，因此圖象法在物理教學中有著廣泛的應用.實驗中運用圖象來處理實驗數據，探究內在的物理規律，具有獨特之處.

如：在探究固體熔化時溫度的變化規律和水的沸騰情況的實驗中，就是運用圖象法來處理數據的.它形象直觀地表示了物質溫度的變化情況，學生在親歷實驗自主得出數據的基礎上，通過描點、連線繪出圖象就能準確地把握晶體和非晶體的熔化特點、液體的沸騰特點了.

再如：研究小燈泡的電功率時，燈泡中的電流隨電壓而發生變化的I-U曲線；研究伏安法測電阻時電流隨電壓而發生變化的I-U圖線；研究物質的密度時質量隨體積的變化的M-V圖線等都用到了圖象法.

8 比較法

比較法是確定研究對象之間的差異點和共同點的思維過程和方法，各種物理現象和過程都可以通過比較確定它們的差異點和共同點.比較是抽象與概括的前提，通過比較可以建立物理概念總結物理規律.利用比較又可以進行鑒別和測量.因此，比較法是物理現象研究中經常運用的基本方法.比較法有三種類型：（1）異中求同的比較.即比較兩個或兩個以上的對象而找出其相同點；（2）同中求異的比較.即指比較兩個或兩個以上的對象而找出其相異點；（3）同異綜合比較.即比較兩個或兩個以上的對象的相同點和相異點.

如：（1）像汽車，輪船，火車，飛機它們的發動機各不相同，但都是把燃料燃燒時釋放的內能轉化為機械能的裝置即都是熱機，這是異中求同的比較；（2）汽油機和柴油機雖然都是內燃機但是它們的構造、吸入的氣體、點火方式、使用范圍等方面都有不同，這是同中求異的比較；（3）蒸發與沸騰兩者的相同點都是汽化過程.不同點是發生汽化時液體的溫度、發生汽化的部位及現象都不同，這是同異綜合比較；（4）用比較法研究質量與體積的關系；重力與質量的關系；重力與壓力的關系；電功與電功率的關系等.

9 觀察法