新课程变革要求,在突出科学探究内容的同时,要注重研究方式的指导。通过举例、专业的数学叙述能达到事半功倍的疗效。人类在探求自然规律的过程中,总结出了许多科学研究方式,如:“控制变量法”“等效取代法”“类比法”“理想模型法”等。
一、控制变量法
所谓控制变量法就是指一个化学量遭到多个数学诱因的影响和阻碍。这么在讨论这个数学量与其中某个诱因的关系时,只让这个诱因发生变化,须要先控制其他几个诱因不变,确定相关数学量之间的关系初二简单物理实验,这些方式叫控制变量法。例如在“探究影响电磁铁的磁性强弱与什么诱因有关”的实验活动中。中学生推测:①可能跟电压大小有关;②可能跟线圈阻值多少有关。要验证推测①跟电压大小有关,只改变通过电磁铁线圈中电流的大小,要控制线圈的阻值不变;要验证推测②可能跟线圈阻值多少有关,就应当只改变电磁铁线圈的阻值,而要控制通过电磁铁线圈电压大小不变。最后我们借助电磁铁吸引大头针的数目来剖析判别出它们之间的关系。
高中数学设计的实验主要有:
1.探究影响液体蒸发快慢的诱因有什么;
2.探究滑动磨擦力的大小与什么诱因有关;
3.探究压力的作用疗效与什么诱因有关;
4.探究液体内部的浮力与什么诱因有关;
5.探究液体压强的大小与什么诱因有关;
6.探究滑车架的机械效率与什么诱因有关;
7.探究动能、重力势能大小与什么诱因有关;
8.探究物体气温下降(或减少)时,吸收(或放出)的热量与什么诱因有关;
9.探究研究通过导体的电压与导体两端的电流以及导体阻值的关系;
10.探究探究影响导体内阻大小的诱因;
11.探究研究电压做功的多少跟什么诱因有关;
12.探究电压的热效应与什么诱因有关。
二、转换法
在数学学中对一些不易观察的化学现象或不易直接检测的数学量,一般用一些较直观、易观察的现象去认识,或用易检测的数学量间接检测,这些研究问题的方式叫转换法。在小学数学概念、规律学习和实验中常常应用这些技巧。例如说电压看不见、摸不着,不易研究它的大小,并且我们可以通过电压通过导体形成的三大效应(热效应、磁效应、化学效应)来研究它的存在及大小;磁场看不见、摸不着,我们可以通过观察倒入其中的小n极的偏转情况来判定磁场的存在;空气看不见、摸不着,我们可以按照空气流动所形成的作用疗效来认识它。
三、类比法
从两类不同事物之间找出个别相同或相像的量的思维方式,为了把要叙述的数学事物说得清楚明白,常常用具体的、易理解的、人们所熟知的事物来类比这些具象的、不易理解的、陌生的事物。例如在化学教材中用水流来类比电压;用水压来类比电流;用抽水机类比电源;用速率概念类比机械功率及电功率概念等。
四、等效取代法
等效取代法简称“等效法”,所谓“等效法”就是在特定的某种意义上,在保证疗效相同的前提下,将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、容易的、易处理的一种方式。中学数学教材中,在二力的合成中用合力等效取代分力;研究串、并联电路中电阻关系时引入等效内阻的概念;在电路剖析中可以把不易剖析的复杂电路简化成较为简单的等效电路。
五、建立理想模型法
为了研究的须要,把数学实体或化学过程经过科学具象转化为一定的模型,这些转化忽视了一些次要诱因,突出主要诱因,它使化学教学简单化、形象直观化,便于中学生理解。如:磁场是客观存在的一种特殊物质,而“磁感线”并不存在,为了描述磁场而引入的“磁感线”是假想的化学模型;光是客观存在的,为了研究光的传播路径和方向而引入“光线”,也是“假想模型法”;用图示的方式表示力;电路图是实物电路的模型;“管涌”是连通器模型;杠杆模型;车钩模型;斜面模型等等。
六、科学推理法
有些化学实验推论或规律单凭化学实验是难以完成的,它须要大量可靠事实为基础,以真实的实验为原型,通过大胆、科学、合理的推理得出推论,深刻地解释化学规律的本质,是化学学研究的一种重要的思想方式。诸如在进行牛顿第一定理的实验时初二简单物理实验,依据把物体放到越光滑的平面上就运动的越远的知识,我们可以推理出:假如平面绝对光滑且不受其他磨擦阻力,物体将永远做匀速直线运动;在做真空是否能传声的实验时,当我们发觉装置中空气越少,传出的声音就越小时,我们可以推理出:真空是不能传声的。
其实物理研究方式不仅仅是以上所谈,还有观察法、实验法、归纳法、累积法、微小放大法、比较法、比值法、图像法等等。
在进行科学探究、学习数学知识的过程中,渐渐扩宽视野,初步体会科学研究方式带来的思维灵感火花,才能从中感受化学学科的奥妙,因而体会“另类思维”给她们带来“柳暗花明又一村”的疗效。