物理教学中如何应用控制变量法

来源 :数理化学习·教育理论版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mnwang2008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:在探究初中物理知识的过程中,控制变量法是一种最常用的、非常有效地探索客观物理规律的科学方法.控制变量法:当研究多个因素之间的关系时,往往先控制住其他几个因素不变,集中研究其中一个因素所产生的影响,这种方法叫控制变量.掌握控制变量法对探究物理规律、理解物理概念、设计物理实验、解决物理问题等都有重要的作用.本文就控制变量法在初中物理教学中的应用作一些粗浅的探讨.
  关键词:控制变量法;应用;探究;物理规律
  一、控制变量法概念的建立
  自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的,因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的,而是多种因素相互交错、共同起作用的.譬如,研究某段通电导体放出的热不仅与导体中的电流有关,还与导体电阻、通电时间有关,实验时通过液体吸收的热量反映,这与液体的种类、质量、热损失等因素有关.所以要想精确地把握研究对象的各种特性,弄清事物变化的原因和规律,单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的,还必须对研究对象施加人为地影响,造成特定的便于观察的条件,这就是控制变量的方法.
  在初中物理教学中有许多概念或规律的探索和推导的实验过程中,都运用了控制变量法这一科学方法,如,密度、固体压强、液体压强、物体运动快慢、动能、重力势能、机械功、功率等.控制变量法这一概念的建立,就是为了探究以上物理现象究竟与哪些因素有关.
  二、控制变量法在初中物理实验中的应用
  在初中物理实验过程中,控制变量法是一种最常用的、非常有效地探索客观物理规律的科学方法.在自然界中引起某个事物变化的因素可能很多,我们想知道事物变化与某个因素的关系,我们要把其他因素控制相同,只研究变化了的事物与某个单因素的关系这样把多因数的问题转变为多个单因数的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这类方法叫控制变量法.控制变量法是科学探究的一种重要方法,掌握控制变量法对探究物理规律、理解物理概念、设计物理实验、解决物理问题等都有重要的作用.在教学中我们要让学生运用这一方法系统地进行上述实验,使学生在实际操作过程中去体验这一科学方法.例如,在探究液体蒸发快慢时(猜想:液体蒸发的快慢可能与液体温度、液体表面积、液体表面气流速度等因素有关),要得出液体蒸发的快慢与液体温度之间具体关系的方法是:控制液体表面积、液体表面气流速度不变,只改变液体温度,判断液体蒸发的快慢的变化,从而得出规律;再采用类似的步骤分析得出液体蒸发的快慢与液体表面积、液体蒸发的快慢与液体表面气流速度之间的规律.又如,“欧姆定律”是电学的基础和重点,处于电学的核心位置.学生通过之前的学习掌握了电路的3个基本部分:电流、电压、电阻.它们之间有怎样的关系呢?根据新课程标准的要求,教材安排了一个比较完整的探究活动,涵盖了探究的7个要素.其中重点是如何运用“控制变量法”的方法来设计整个实验,明确用什么方法保证什么物理量不变,用什么方法改变什么物理量.(a.控制电阻R不变,改变导体两端电压U,探究电流I与电压U之间的关系.b.控制导体两端的电压U不变,改变电阻R,探究I与R的关系 .)经过以上两个环节的探究,学生得出“导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系”便水到渠成了.
  除了“欧姆定律”外,“影响电阻大小的因素”、“焦耳定律”、“电磁铁磁性的强弱与什么因素有关”等探究过程也为“控制变量法”的教学和应用提供了很好的机会.教师应充分利用这些机会,使学生对“控制变量法”不断加深理解,并逐步达到有意识地应用“控制变量”的研究方法去探究物理规律.
  可见,在解决物理问题时,如能恰当运用科学方法进行分析,确实能起到提高解题速度与准确率的良好效果.更为重要的是,通过这一些实际问题的解决过程,使学生对如何应用“控制变量法”等科学方法去分析、解决问题作了有益的尝试,为学生灵活运用这一科学方法解决问题提供了保证.
  三、控制变量法的教学充分体现了新课程的教育理念
  新课程的核心理念是以学生发展为本,课程改革要培养学生的信息收集和整理的能力、发现问题和思考问题的能力、分析问题和解决问题的能力、终生学习和创新的能力以及生存和发展的能力.控制变量法的教学恰恰就锻炼了学生信息收集和整理的能力,培养了学生分析问题、解决问题的能力和创新的能力,掌握这种方法,学生还可以终生使用,终生受益.所以说,控制变量法的教学充分体现了新课程的教育理念.因而物理教师在传授知识时,不仅要使学生掌握物理知识,而且要培养学生科学探究的能力,特别是利用控制变量法探究物理规律的能力.这将为学生形成科研能力、探究能力、解决实际问题的能力打下坚实的基础,也将对他们的学业和今后的人生之路产生积极而深远的影响和促进.教学中,我们应该充分发挥控制变量法的优点,让其更好地为师生服务,为教学服务.
  我们周围的世界处在不停的变化之中,一个问题往往受到多个因素的影响,控制变量法的思路在我们解决多变量问题中起着重要的作用.对于控制变量法的学习,仅仅记住它的名称、或者仅仅记住它的几个运用实例是远远不够的,我们应当在日常的教育教学中引导学生领悟它的思想内涵,在分析处理具体问题时加以灵活运用.
  参考文献:
  [1]中华人民共和国教育部制.《全日制义务教育物理课程标准》(实验稿) 北京师范大学出版社.
  [2]季德祥.例析物理实验题中“控制变量法”的应用.
  [3]周学海.学科教育研究法导论.南宁:广西教育出版社.
其他文献
千百年的水患至新中国画了休止符  人类的历史和中华五千年的文明,都与水密不可分。  从4000多年前大禹治水,到秦朝李冰父子修建都江堰,再到隋唐时横跨中国南北的京杭大运河,历代都把兴修水利作为安邦大计。  新中国成立以来,一座座“长虹”凌空飞跃,一条条“巨龙”逶迤向前,一片片绿洲奇迹般诞生,一个个水利工程润泽山川……  锁住黄淮海  淮河流域的江苏省宿迁市西北,有座安澜龙王庙。解放前人们到这里,祈