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摘要:在中學物理教學過程中,控制變量法是一種非常重要的教學方法,是學生運用物理知識解題的重要思路,也是學生進行研究論證、解決問題的重要方法和手段,是學生探究學習中必須掌握的基本方法、技能。在中學物理教學過程中,應該科學運用控制變量法,不斷優化學生的物理學習能力。
關鍵詞:控制變量法;中學物理;教學實踐
控制變量法主要是指在中學物理的教學過程中,需要研究或論證某一知識點時,該知識點存在若干個變量。為了提升研究的速率,更有效地快速切入,就需要利用控制變量法。在實踐過程中往往控制其他幾個因素不變,集中研究其中一個因素變化所產生的影響。在中學物理教學過程中,迎合新課改的需求,教師不僅僅要傳授給學生科學的物理知識,同時更應該向學生傳授科學的學習方法和探究方法??刂谱兞糠ň褪且环N非常科學的學習方法,它是中學物理學習的方法論,在中學物理教學中得到了廣泛的應用。
控制變量法是一種非??茖W的研究方法和論證方法,是中學生必須掌握的學習方法。在中學物理中,運用控制變量法能夠快速地引導學生切入研究項目,能夠指導學生在分析問題的過程中,善于抓住主要矛盾。利用控制變量法,應該遵循什么樣的科學原則呢?首先,在研究過程中,應該明確研究的內容和方向。一般有若干個變量存在,只有明確研究的方向,才能找出控制的方向和內容。其次,合理猜想可能產生作用的自變量。在中學物理教學實踐中,利用這種方法,需要分析兩個以上的自變量。比如電流做功的影響因子包括電壓、電流和通電時間。最后,在控制變量法的運用過程中,因變量與自變量的研究要彼此對照來進行。待所有對照都完成后,再進行分析與總結,進而得出準確的結果。
二、控制變量法在中學物理教學中的應用
在中學物理教學過程中,控制變量法的運用是非常普遍的,從物理概念性知識到物理應用題型的解答過程中,都可以運用控制變量法。中學物理教學在應用控制變量法的過程中,必須善于結合案例來進行實踐教學,以培養學生科學的認知能力。
(一)控制變量法在物理概念性知識中的教學應用
中學物理中包含著豐富的概念性知識,這些概念性的知識,學生不容易理解,只能依靠死記硬背的方式來強化記憶,這自然難以提升中學物理的整體教學效率,也難以培養中學生科學的實踐精神。在中學物理概念性知識、規律等教學過程中,利用控制變量法具有關鍵性的作用。
1.概念教學
物理概念是比較難理解的,學生在物理概念的學習過程中,只能通過死記硬背的方式來進行學習。但其實,在概念性教學過程中,教師可以利用控制變量法來優化學生對概念的認知。比如在密度教學過程中,作為中學物理的一個關鍵性的概念,就可以運用控制變量法來進行實踐教學。首先,教師應該讓學生自行準備生活中的物體,經過加工作業后,將兩種物品的體積設計成為相同的,如冰塊、塑料泡沫。然后教師引導學生通過直觀感覺來認知兩類物品的體積。學生會發現,體積一致的東西,因密度的差異,其質量也會存在差異,密度越大,質量越大。其次,教師自行準備質量一致的兩類物品,1kg的白砂糖與同等質量的棉花。教師引導學生仍通過直觀觀察的方式來判定二者的體積大小。學生會輕松地發現,質量相同的物品,因構成的物質存在差異,所以它的密度不同,密度與體積是呈負相關的,密度小,體積大。最后,教師還可以讓學生準備大小不一的兩塊橡皮,再引導學生測量它們的體積與質量。學生會發現,同一物質的東西,體積與質量是正相關的,體積增大n倍,質量同樣增大n倍,即m/V的值不變。在這些實驗都結束的條件下,教師便可以引導出新的課程———密度。當然在概念性教學過程中,還有諸多課程可以運用控制變量法,比如速度、壓強等。在這些概念性知識的教學過程中,控制變量法的運用能夠讓學生清晰地把握概念中各個變量之間的關系,進而理解概念,認知概念。
2.規律教學
在中學物理的教學過程中,一大部分規律是客觀存在的,物理先知們已經探究出恒定不變的規律,學生在認知規律的過程中,往往存在著先入為主的問題。教師應該引導學生積極運用控制變量法來認知規律,理解規律。如在“電流與電壓和電阻的關系”教學實踐中,教師就可以分步驟來應用控制變量法。第一,首先將電阻設定為恒定不變的,然后對電阻兩端的電壓進行調控,重點分析電壓值增大或減小時,電路內的電流情況。以此來引導學生科學分析電壓與電流之間的關系。第二,將電路中的電壓轉變為額定電壓,在實驗過程中,電路兩側的電壓是固定不變的。但電路中的電阻則是變量,在具體實驗過程中,可以調整電阻的大小,通過更換的方式或者其他科學的方式,通過明顯的數據對比,引導學生科學認知電阻與電流之間的關系,繼而引導學生認知歐姆定律。第三,在教師的展示性實驗或者引導性實驗結束后,教師應該充分發揮學生的主觀能動性,延長實驗的時長,讓學生嘗試運用控制變量法來認知以上三者之間的關聯性。在思考與實踐的基礎上,學生便能夠準確地自我認知到,電阻值額定時,電壓與電流是正相關的關系,電壓越大電流越大;當電壓額定時,電阻與電流是負相關的關系,電阻越大電流越小,反之也成立??梢姡谥袑W物理教學過程中,尤其是規律性知識的教學過程中,教師應該轉變傳統灌輸式教育,積極引導學生利用控制變量法,通過自我實驗、積極探究來正確認知規律,科學把握規律。
(二)控制變量法在物理解題過程中的應用
控制變量法是中學物理教學大綱的主要內容,也是各類大小型考試的核心題型。在中學物理教學過程中,尤其是在解題思路、解題方法、解題步驟的教學實踐中,教師應該積極引導學生科學利用控制變量法,準確把握控制變量法來正確解答題型。
1.在比大小題型中的應用
在中學物理教學中,一些大小對比的題型時常運用到控制變量法,通過控制某些因素來重點分析核心因素從而判定二者的大小差異。比如在題目“若煤油與水的質量是一致的,若二者同時吸收了相同的熱量,它們的溫度變化范圍哪個比較大?”中,教師應該引導學生積極將解答題型轉換為物理課本中的公式定義,然后運用控制變量法的方法來進行解答。若學生的思路僅停留在題型上,而沒有引申到物理公式上,則學生的思路會受阻,不利于快速性的解答。在上述題目中,學生將“比熱容”這個概念添加進去,分析四種變量之間的關系,自然很容易得出結論。
2.精準獲取題目解題思路
在中學物理的教學過程中,解題思路是非常重要的,學生快速地分析題干內容,快速進行解題思路的確定,能夠幫助學生快速切入,進而提升解答的效率。運用控制變量法在快速抓準解題思路的過程中具有關鍵性的作用。一方面,在物理題型的解答過程中,學生運用控制變量法,將題目中的抽象的內容轉換為具象的圖形,通過快速分析找準題干中的各種變量,然后再進行深入的控制變量法的分析。另一方面,在解題思路的確定過程中,比如電阻與電壓的關系、壓力與摩擦力的關系等題型中,學生可以快速通過控制變量法,找出分析的內容,然后再確定可控制的各種變量,再結合題干的要求,控制某兩個以上的變量,重點研判題干要求的變量。
三、總結
在中學物理教學實踐中,控制變量法是一種非常普遍的教學方法,也是學生分析物理知識、解答物理題型的學習方法。因此,作為物理教師,應該在平時的物理教學中,注重實踐與理論的結合,注重實驗教學的運用,全面提升學生控制變量法的運用水平。
參考文獻:
[1]陳花.探討初中物理電學中控制變量法的實際應用[J].文理導航,2013,(11):42-43.
[2]田苗苗.控制變量法在初中物理教學中的應用[J].學科教學,2013,(12):40-41.
作者:魏祖珠 單位:福建省建甌市東游中學