定义 通过控制变量、对比实验等科学手段,探究物理量之间定量或定性关系的思维过程。
从哪来 建立在“重力概念”和“弹簧测力计”之上。需先理解重力是物体间的相互作用力,并掌握利用弹簧测力计准确测量力的大小,才能开展关于重力大小与质量关系的实验探究。
为什么 物理规律往往隐藏在复杂现象中,单一因素变化难以直接观察。实验方法(特别是控制变量法)通过隔离干扰因素,让单一变量(如质量)的变化直接反映在结果(如重力)上,从而揭示客观规律,避免主观臆断。
讲法
适合:逻辑性强、喜欢推导的学生
讲法:逻辑演绎法
从“如果重力与质量无关,那么改变质量,读数应不变”这一假设出发。引导学生设计实验:保持其他条件不变,只改变砝码质量,观察弹簧测力计示数。若示数随质量改变而改变,则假设被推翻,从而确立二者有关。强调“控制变量”是排除干扰、锁定因果关系的逻辑工具。
讲法
适合:形象思维好、动手意愿强的学生
讲法:生活类比法
用“网购快递”类比。问学生:“为什么大箱子比小箱子运费贵?”引导学生意识到“重量(质量)”影响“费用(重力)”。接着演示:用弹簧测力计分别挂一个鸡蛋和一瓶水,让学生直观看到指针偏转角度不同。强调实验就是“用科学仪器去验证生活中的直觉”,将抽象的“探究”转化为具体的“称重”操作。
适合:基础薄弱、需要步骤指引的学生**
**讲法:流程拆解法**
将实验方法拆解为三个固定动作:
1. **选工具
确定用弹簧测力计测力,天平测质量。
2.
变条件:明确只改变物体的质量(换不同质量的钩码)。
3.
记数据:记录每一组质量对应的重力读数。
强调“不变”的是测量工具和地点,“变”的是质量,“看”的是重力。通过固定流程降低认知负荷,让学生先会做,再理解为什么这么做。