渗透科学研究方法 培养学生科学素养

　　众所周知，正是由于伽利略创立了以实验为基础，经过科学抽象、逻辑论证、运用数学方法得到结论的科学方法，才发现了自由落体定律和惯性定律。伽利略的研究方法，为物理学奠定了坚实的基础。历史证明，科学知识与科学研究方法是紧密联系在一起的，是不可分割的。

一、实验法

　　科学是一门以实验为基础的学科。科学实验，不仅用可以来验证定理或定律，也可以通过实验，引导学生掌握科学实验的方法，树立科学实验的思想。

　　“纸上得来总觉浅，绝知此事要躬行。”要学会自己动手完成实验，在实验中严肃认真，搞清实验原理，明确实验步骤，熟悉实验操作，抓住实验关键，注重数据采集，预料实验中可能发生的异常现象，寻找实验中各因素间的联系，以便通过自己的感知与思索，模仿与创造，去理解科学中的概念，去发现科学中的规律。

　　我们周围就是一个大实验室，在生产和生活中，科学知识、科学研究方法与现实的距离会大大缩短，学生掌握的实验技能会与所学理论结合起来，学生的认识水平，会由感觉提高到理论，从而达到借助于实验，深化学生对科学概念、科学原理的理解。

二、比较法

　　比较是科学的重要研究方法，运用比较的方法，可找出事物的共同点和差异处，区分事物本质特征，层层深入，以便于鉴别事物，认识事物，形成概念。

　　例如，在分析作用力与反作用力时可将其与一对平衡力作比较。如下表所示。

　　在讲解物体的运动时，可以通过不同的运动图像，来比较几种不同的运动特征，如下图所示。

　　探究方法也可作比较，如研究摩擦力对物体运动的影响得出牛顿diyi定律的实验、研究影响动能因素的实验，这两个实验方法和装置相似，它们的自变量、因变量和无关变量可以作比较，从而使学生更好地理解控制变量法和转换法。

三、理想化方法

　　理想化方法是科学研究方法的核心，它抓住研究对象的本质内容，摒弃次要因素，排除无关干扰，从而准确简明地得到结论。

　　1、理想模型

　　理想模型是从实物抽象出来的，通过对研究对象的简化和纯化，一方面近似地反映研究对象的本质特征，一方面又与研究对象存有一定的差距。理想模型是将事物本身理想化。例如，单摆、薄透镜、原子结构的卢瑟福模型、电子层模型、杠杆均反映了这一思想，即运用理想模型近似地处理研究对象——原型，进而深入研究原型，揭示原型的本质特征。

　　2、理想过程

　　理想过程是着重起主要作用的条件，暂时舍弃起次要作用的条件的模型。例如，在空气中自由下落的物体，在速度不大时，忽略空气阻力，抽象为自由落体运动。电子在电场中运动，可把电子所处的条件理想化，即不存在重力场，因为此时重力与电场力相比，太微弱了。在研究重力与质量的关系时，忽略物体的高度等因素;在研究质量守恒时，也不考虑物质是否完全反应等。

　　3、理想实验

　　理想实验是用理想客体代替实在客体的一种科学研究方法。理想实验是以真实的实验为基础，突出主要矛盾，忽略次要矛盾，对过程进行逻辑上的分析、推理，得到结论。理想实验，不是实际进行的，而是在思维中进行的，是一种逻辑推理的思维过程。

　　伽利略发现从斜槽滚下的小球，滚上另一斜槽，后者坡度越小，小球滚得越远，并以此为实验基础，设想了个理想实验：在无摩擦力作用的情况下，从斜面上滚下的小球，将以恒定的速度，在无限长的水平面上永远不停地运动下去，借此论证物体在不受摩擦力作用的情况下将一直做匀速直线运动。

四、数学方法

　　数学方法是科学重要的研究方法之一。人们以观察、实验的资料为依据，通过演绎、推理、综合、归纳，Z终以数学形式表述科学规律。在教学过程中，应申明数学方法的这一精髓。

　　在学习科学知识的过程中，随着数学语言越来越广泛的应用，这一科学的语言揭示的科学问题也越来越深刻。如：欧姆定律、密度公式、阿基米德定律等都是通过数学来揭示科学问题的。在教学过程中，应反复讲解，数学既是一种方法，也是一种科学抽象，在大量的实验的基础上，利用实验数据与数学方法自然地结合，即可得到结论，总结出规律。

　　例如，如上图所示，甲、乙两光滑斜面的高度和斜面的总长度都相同，只是乙斜面由两部分组成，将两个相同的小球从两斜面的顶端同时释放，不计拐角处的机械能损失，试分析两球中谁先落地。我们可以利用下图所示的数学图像来分析，这样就变得简单易懂了。

　　数学提供的让人信服的计算，使人们从对物理现象的定性分析过渡到绝妙的定量计算。牛顿从苹果落地现象开始思考引力问题，然后，根据向心力公式和开普勒三大定律，灵活地运用各物理现象之间的联系，运用数学运算的种种转化，充分发挥数学的创造力，Z终推出的万有引力定律。

　　数学以其精练而又准确的语言，叙述科学现象，揭示复杂的物体变化过程的内在联系，它与观察、实验有机的结合，从已知的关系求出未知的事物，数学方法蕴藏着巨大的力量，我们必须真正了解数学方法。