Una breve discusión sobre varios métodos de investigación científica comúnmente utilizados en la enseñanza de la físicaDebemos prestar suficiente atención a la gran cantidad de métodos científicos contenidos en la enseñanza de la física, e incorporarlos en las actividades docentes, para poder Proporcionar orientación oportuna a los estudiantes Proporcionar introducción y orientación para que los estudiantes puedan experimentar y apreciar estos métodos científicos en las actividades de aprendizaje, mejorar gradualmente sus habilidades de investigación científica, dominar algunos métodos científicos y sentar una buena base para el aprendizaje permanente de los estudiantes. En los estándares del plan de estudios de física de la escuela secundaria, la investigación científica no es sólo el objetivo de aprendizaje de los estudiantes, sino también uno de los métodos de enseñanza importantes. En el proceso de exploración de las leyes científicas, los estudiantes utilizan sus manos y su cerebro y, a través del proceso de "redescubrimiento" conocido en física, experimentan la diversión de la investigación científica, aprenden los métodos de investigación científica de los científicos, comprenden las ideas y el espíritu científicos y dominan estrategias de aprendizaje científico y métodos de pensamiento científico, mejorando así la calidad científica. Para que la enseñanza de la física alcance los objetivos establecidos por los nuevos estándares curriculares, debemos prestar atención a la gran cantidad de métodos científicos contenidos en la enseñanza de la física, incorporarlos en las actividades docentes, presentar y orientar a los estudiantes de manera oportuna y permitirles experimentarlos y apreciarlos en actividades de aprendizaje Métodos científicos, mejorar gradualmente las habilidades de investigación científica de los estudiantes, dominar algunos métodos científicos y sentar una buena base para el aprendizaje permanente de los estudiantes. Analicemos con usted algunos métodos científicos comunes en la enseñanza de la física. Primero, adivinar ideas juega un papel importante en el proceso de aprendizaje de la investigación científica. Es el componente más activo de la sabiduría física y un vínculo importante en el cultivo de la capacidad de adivinación de los estudiantes en el proceso de investigación física, y la adivinación determina la dirección de la investigación científica. Por lo tanto, en el proceso de enseñanza de la física, es particularmente importante guiar a los estudiantes para que hagan conjeturas científicas y razonables. En primer lugar, las adivinanzas deben basarse en cierta experiencia y conocimiento. En la enseñanza de la capacidad de adivinación científica, los estudiantes primero pueden dejar que su imaginación se expanda sobre el problema, alentarlos a hablar con valentía sobre todas las situaciones posibles y luego dejar que los estudiantes analicen una por una en función de sus conocimientos y experiencias de vida existentes, y piensen en problemas en la vida. Qué hechos lo respaldan y si es consistente con el conocimiento existente, elimina ideas que contradicen la experiencia y el conocimiento y deja la especulación científica. Sin ciertos conocimientos y experiencia, adivinar sólo puede ser un árbol sin raíces y agua sin fuente. Por lo tanto, para evitar que los estudiantes adivinen aleatoriamente durante la enseñanza, es una forma eficaz de evitar el caos en el aula y también es una de las formas de cultivar la capacidad de investigación de los estudiantes. Además, los profesores deben prestar atención a la dirección cuando guían a los estudiantes para que adivinen. En el proceso de investigación independiente de los estudiantes, la orientación del profesor puede desempeñar un papel decisivo. Debido a las limitaciones del tiempo y el equipo de enseñanza en el aula, así como al conocimiento de los estudiantes, fue imposible explorar lo que dijeron uno por uno. Es necesario eliminar la escoria y seleccionar la esencia, descartar lo falso y retener lo verdadero, para poder completar con éxito el proceso de exploración. Por ejemplo, al adivinar con qué factores está relacionada la energía cinética, los estudiantes pueden adivinar factores como masa, velocidad, gravedad, pendiente, altura, etc. Se debe prestar especial atención a permitir que los estudiantes expongan las razones y los fundamentos de sus conjeturas, y a proporcionar ejemplos relevantes para probarlas. Luego, el maestro guía a los estudiantes para que agrupen factores similares en una categoría, es decir, la masa y la gravedad se pueden clasificar como masa, y la pendiente, la altura y la velocidad se pueden clasificar como velocidad. De esta forma, la energía cinética se reduce a estar relacionada con dos factores: masa y velocidad. Al mismo tiempo, guiamos a los estudiantes a revisar el experimento de la primera ley de Newton. Podemos saber que si queremos controlar que la velocidad a la que el objeto alcanza la inclinación sea la misma, debemos controlar la altura a la que el objeto se desliza. bajando la pendiente para ser el mismo. Luego, a través del método de investigación de control de variables, este experimento exploratorio no es difícil de completar. Después de completar el experimento, el profesor puede hacer otro experimento, es decir, duplicar la masa y la velocidad respectivamente, y observar la distancia que se empuja el bloque, para determinar cuál de los dos factores tiene un mayor impacto en la energía cinética, estableciendo así la base para el aprendizaje posterior en la escuela secundaria. Por supuesto, el desarrollo de la capacidad de adivinación de los estudiantes no se puede lograr de la noche a la mañana. Necesitamos que nuestros maestros presten atención al cultivo de esta habilidad en el proceso de enseñanza y siempre orienten a los estudiantes para que hagan conjeturas razonables para lograr el propósito de una educación de calidad. 2. Método de variable controlada El "método de variable controlada" es un método científico comúnmente utilizado para explorar problemas de física en las escuelas secundarias. En muchos casos, el factor que afecta al objeto de investigación física no es un solo factor, sino que múltiples factores se entrelazan y trabajan juntos. Por lo tanto, para captar con precisión las características del objeto de investigación y comprender las causas y leyes de las cosas, debemos crear artificialmente algunas condiciones que faciliten la investigación del problema. Por ejemplo, cuando una cantidad física está relacionada con varios factores, generalmente estudiamos la relación entre la cantidad física y cada factor por separado y luego sacamos una conclusión mediante un análisis integral. De esta manera, al estudiar la relación entre una cantidad física y uno de los factores, se deben controlar artificialmente varios otros factores para que permanezcan constantes con el fin de observar y estudiar la relación entre la cantidad física y este factor. Este es el enfoque de la "variable de control". Hay muchos conceptos o leyes en la enseñanza de física en la escuela secundaria y se debe utilizar el método de control de variables.
Por ejemplo, cuando entré en contacto con la física por primera vez en octavo grado, hubo un experimento exploratorio que exploraba "¿Cómo se propaga el sonido desde un objeto que suena a una distancia?" Haga que un estudiante golpee la mesa en un extremo de la mesa y otro estudiante escuche el sonido en el otro extremo, una vez contra la mesa y otra cerca de ella. Descubra que el sonido se puede escuchar dos veces y guíe a los estudiantes a analizar la propagación de estos dos sonidos a través de la mesa y a través del aire, mostrando que el sonido depende del medio. Al mismo tiempo, permita que los estudiantes comparen los sonidos que escucharon dos veces, para darse cuenta de que el sonido se propaga más rápido en los sólidos que en el aire, es decir, los sólidos tienen mayores capacidades de transmisión de sonido. Aquí, el docente debe enfatizar que la variable que se debe controlar en el experimento es que la distancia desde la que se escucha el sonido sea la misma que la intensidad del golpeteo en la mesa, para que los estudiantes puedan experimentar la idea de controlar las variables. y prepararse para futuros experimentos exploratorios. Los experimentos que también utilizan el método de variable controlada en física de la escuela secundaria incluyen: ¿Cuáles son los factores que afectan el tono y el volumen del sonido? ¿Qué factores están relacionados con la tasa de evaporación? ¿Qué factores están relacionados con la resistencia de un conductor? ¿Cuál es la relación entre la corriente en un conductor, el voltaje a través del conductor y la resistencia del conductor? ¿Qué factores están relacionados con el tamaño del calentamiento eléctrico? ¿Cuáles son los factores que afectan la intensidad de la inducción magnética de los electroimanes? ¿Qué factores están relacionados con la dirección de la corriente inducida? ¿Qué factores determinan la dirección de la fuerza sobre un conductor cargado en un campo magnético? ¿Qué factores están relacionados con la acción de la fuerza? ¿Qué factores afectan la fricción por deslizamiento? ¿Cuáles son los factores que influyen en los efectos del estrés? ¿Qué factores están relacionados con la presión de un líquido? ¿Qué factores están relacionados con el estudio de la flotabilidad? ¿Qué factores están relacionados con la cantidad de energía cinética o potencial? Estudiar qué factores se relacionan con la cantidad de calor que absorbe un objeto, etc. El método de variable controlada es el método científico más utilizado y eficaz para explorar leyes físicas objetivas. Mediante el método de la variable de control, podemos estudiar fácilmente la relación cualitativa o cuantitativa entre una cantidad física y múltiples factores para derivar leyes universales. 3. El método de sustitución equivalente tiene una historia histórica bien conocida: la imagen de Cao Chong. Usó el concepto de sustitución equivalente. Reemplazó al elefante con una piedra y midió de manera experta la gravedad del elefante. Por supuesto, aquí también se utiliza la idea de "romper todo en partes". Muchas grandes mentes suelen utilizar métodos equivalentes para simplificar los problemas de investigación. Por ejemplo, Edison utilizó la luz reflejada por un espejo plano para hacer una lámpara redonda sin sombras equivalente a varios soles. Mientras su asistente Upton luchaba por calcular el volumen de una bombilla, Edison le dijo que simplemente llenaría la bombilla con agua y mediría el volumen de agua para obtener el volumen de la bombilla. Además, Arquímedes descubrió una manera de identificar coronas verdaderas y falsas en el baño, lo que también condujo al descubrimiento de un principio importante: el principio de Arquímedes. De esta forma, cuando el equipo de medida no puede medir directamente una cantidad física, es necesario intentar sustituir la cantidad física que no se puede medir directamente por una cantidad física que se puede medir directamente. Este es el "método de sustitución equivalente". Lo único que hay que tener en cuenta al utilizar este método es que existen relaciones intrínsecas entre cantidades físicas que no se pueden medir directamente. Una vez que encontramos esta conexión interna, completamos el diseño del experimento. Consulta de clasificación de artículos de revistas Se puede decir que la idea de "sustitución equivalente" es la idea más fundamental e importante para el éxito de los experimentos físicos. Todas las leyes, teoremas, fórmulas y principios relevantes de la física se basan en la sustitución. pensamiento. Por ejemplo, medir el volumen de sólidos irregulares es utilizar el principio de que cuando un objeto se sumerge en un líquido, el volumen del objeto es igual al volumen del líquido desplazado por el objeto y el objeto en forma de V se reemplaza. por una fila en V. Cuando hay un cilindro medidor o una taza medidora, se puede utilizar el "método de compensación de drenaje" o el "método de ocupación igual de espacio" para la medición. En ausencia de un cilindro medidor y una taza medidora, puede usar una balanza de resorte y agua para calcular la fila V (inmersión total) midiendo la flotabilidad y el principio de Arquímedes, o usar una balanza para medir la masa de drenaje (inmersión total), y luego use el conocimiento de densidad para calcular la fila V. Cuando la masa de un objeto no se puede medir directamente, se puede utilizar el principio de F-flotador = G para flotar, y luego se puede conocer G midiendo F-flotador y se puede obtener la masa del objeto. Esta medida alternativa de masa o volumen suele ser más común en los métodos de medición de la densidad de una sustancia. Hay muchas cantidades físicas que se miden utilizando métodos de sustitución equivalentes. El método de sustitución equivalente también podrá utilizarse para la equivalencia de determinados equipos. Si es imposible o difícil revelar directamente la esencia física debido a limitaciones especiales del experimento en sí o del equipo experimental, se puede reemplazar por fenómenos equivalentes con características similares o * *. Esto no solo permitirá una conclusión sin problemas, sino también. ser fácilmente aceptado y comprendido por los estudiantes. Por ejemplo, en un experimento para explorar las reglas de imagen de un espejo plano, se utiliza una placa de vidrio en lugar de un espejo plano. Dado que las características de imagen de los dos son similares, los estudiantes las aceptan fácilmente. transparente, y la vela detrás de la placa de vidrio se puede observar a través de ella, lo cual es conveniente para estudiar las características de la imagen, revelando las reglas de imagen de los espejos planos.