控制变量法在初中物理教学中的应用研究报告.doc

控制变量法在初中物理教学中的应用 物理学是一门以实验为基础的学科，物理思想是进行物理规律探索的先导，物理实验是科学探索物理现象的最有效途径，在物理实验的各种指导思想中，最重要，也是最基本的思想就是把影响物理规律的多种要素中的两个要素提出来研究，控制其它要素不变。控制变量法是初中最常用到的研究方法，在力学、电学中都有应用。文中主要探究物质的密度与质量和体积的关系，科学探究压强与压力和受力面积的关系。控制变量，创设“理想”的研究环境，有利于问题的解决。如何在初中物理教学中有效渗透控制变量法是应该注意的问题，应做到了解学生的情况，采取相应的教学步骤；深入教材内容，教师要善于挖掘教材中用控制变量法进行教学的素材，抓住知识和方法的结合点；采用“教师设疑，学生释疑”的方法激发学生的探究兴趣，最后加以训练，使学生能够理解掌握控制变量法。 1引言 在自然界中发生的各种物理现象通常是错综复杂的，因此影响物理学研究对象的因素往往是多种因素结合，共同起作用的，并不是仅仅只有某个单一的方面。物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法[1]。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。对于初中阶段的学生，要想更好地学习物理知识就需要掌握一定的物理科学方法，可以克服盲目性，变被动接受知识为主动获取知识。可以说，物理科学方法是进入物理大门的金钥匙[2]?。 比如说做功的快慢也就是功率不仅与做功的多少有关，还与做功的时间有关。在相同的时间内，做功越多，功率就越大；如果做功的多少相同，做功用的时间越少，功率就越大。因此要想准确地了解研究对象的各种特性，弄清事物变化的原因和规律，仅仅靠在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的影响，造成特定的便于观察的条件，这就是“控制变量”的方法。例如为了研究某物理量同影响它的二个因素中的一个因素之间的关系，可将另外一个因素人为地控制起来，使它保持不变，以便观察和研究该物理量与这一因素之间的关系。 在利用物理知识去分析和解决实际问题时，如能灵活运用“控制变量法”去进行分析和处理，将会收到事半功倍的效果[3]。控制变量法的使用可以使研究的问题简单化，利用这种方法可以对影响物理量的多个因素逐一进行研究，然后再进行分析和综合[4]。这一思想在初中物理中得以逐步渗透，初中物理教学中还有许多概念或规律的探讨和推导的实验中，都运用了“控制变量法”这一科学方法，以“控制变量法”在教学中的应用为中心，加强在教学中研究问题方法的指导。 可见，在解决实际问题时，如果能恰当运用科学方法进行分析，的确能起到提高解题速度与准确率的良好效果。有时，方法比知识更重要，授人以鱼，可供一餐之需，授人以渔，则使人终生受益，说的就是这个道理。在初中物理学中，通过对一些实际问题的解决过程，使学生如何应用“控制变量法”等科学方法去分析、解决问题作了有效尝试，如在声学、力学、电学等领域中的使用，为学生灵活应用这一科学方法去解决问题奠定了坚实基础[5]。 2控制变量法在初中物理实验教学中的应用 在初中物理教学中，研究物理问题的方法有很多，如“类比法、物理模型法、等效法、理想实验”等，但控制变量法用得最多[6]。通过初中物理的学习，学生应能够根据已学物理知识，判断影响研究结论的m个因素，判断后人为地控制起来m-1个影响因素，使它们保持不变，以便观察和研究该物理量与剩余的这一因素之间的关系。随后不断变化控制的变量进行研究，最终得出全面综合性的结论。比如有个结论D，有三个因素影响到它的变化，分别是P、Q、R，那么用控制变量法研究的模型就是 （1）控制变量P、Q不变，改变R，研究结论D的情况，研究出结论D和影响因素R的关系； （2）控制变量P、R不变，改变Q，研究结论D的情况，研究出结论D和影响因素Q的关系； （3）控制变量Q、R不变，改变P，研究结论D的情况，研究出结论D和影响因素P的关系； 研究控制变量法的方法是：若研究的物理量与多个物理量有联系时，先把一个或几个物理量先控制起来,使它们保持不变，把所研究的问题先转化为一个物理量与单个物理量之间的关系问题，使被研究的问题由复杂变简单，容易发现物理量间的联系，最后将各种联系综合起来，得到正确结论。其方法的特点是：应用此方法的每一步往往只是定性或定量研究其中两个变量之间的关系,而其余变量必须控制不变[7]。控制变量法在初中物理教学中的应用非常广泛，如在力学教学中的应用有：（1）研究压强与压力及受力面积之间的关系?。（2）研究液体压强与密度及深度的关系（?）。（3）研究动能与质