(四)培养学生掌握物理学研究的方法
教师在物理教学中还应重视培养学生掌握物理学研究的一些基本方法。
①建立科学模型的方法
物理模型方法就是用模型来表示研究对象、物理状态和物理过程的方法。如力学中的质点,热学中的理想气体、空间点阵,电学中的点电荷,光学中的点光源,原子核物理中卢瑟福原子核式结构和玻尔量子化模型,还有描述物理状态和过程的匀速直线运动、匀变速直线运动,理想气体的等温、等容、等压过程等都是物理模型。
教师应指导学生理解每个物理模型建立的条件和范围,模型的结构以及在建立物理概念和规律中的作用。例如:研究火车从广州到北京的运动问题可以把火车看成质点,但研究火车在站台前运动的问题就不能把火车当成质点了。这个例子说明物理模型的建立是有条件的。
②理想化方法
理想化方法就是研究物理问题时,忽略次要因素、抓住主要因素, 忽略次要矛盾、抓住主要矛盾的科学方法。伽利略首先用理想实验证明了惯性定律。物理上很多模型也是理想化的,在分析物理问题时,常提到光滑斜面,忽略阻力,使研究问题理想化。
③等效方法
等效方法是从事物间等同效果出发研究物理现象和物理过程规律的一种方法。它把实际复杂的物理现象和过程转化为理想、简单、等效的
物理现象和过程来研究。
④物理学研究中的数学方法
数学方法在物理研究中有重要作用。物理概念、物理量之间关系的表达,要借助于数学公式或图象等手段。物理规律的建立、物理理论本身的发展和物理推理、论证都离不开数学。应用物理知识分析解决物理问题时,数学又是有力的计量和计算工具。只有掌握物理研究中的数学方法,才能更好地理解物理概念和规律,才能深入地揭示和描述物理现象和物理过程的本质。数学方法在物理学研究中有以下作用:
(a)运用数学语言和数学方法来描述和表达物理概念。(b)在观察物理实验过程中,利用测量相关物理量得到的数据,运用数学方法总结物理规律。
(c)运用数学知识来进行定量分析、判断、推理、论证以及推导物理公式和其它关系式,运用数学知识做工具来研究解决物理问题。