“控制變量法”在初中物理教學中的運用

王昆明

(江蘇省新沂市棋盤初級中學 221400)

素質教育的重點是著眼于改變學生的學習方式，而“控制變量法”則是初中物理學習最重要且最常見的教學方法之一.可以說，物理學科中許多的猜想和假設都是通過“控制變量法”驗證的，在初中物理教學中運用“控制變量法”不僅可以降低物理知識探究的復雜性，同時還能進一步培養學生的物理學科思維，無疑是一種行之有效的教與學方法之一.本文，筆者從三個方面談一談“控制變量法”作為思維能力培養方式的應用策略，力求以“控制變量法”為載體推動學生思維能力的發展，具體如下：

一、引導學生在猜想環節把握變量

我們都知道，物理探究過程中通常包括了提出問題、猜想、設計實驗、收集數據、獲取結論等幾大環節，其中猜想在整個物理探究過程中的重要性毋庸累贅.大部分的物理規律的探究都是起源于猜想，猜想的存在與否影響著物理知識的探究方向，猜想內容的合理與否通常又決定著整個探究的質量.很多人主觀的認為猜想就是提出問題，其實猜想看似簡單，但深入猜想本質是可以揭露很多真理的，所以猜想必須要有理有據，不能天馬行空地胡亂猜測，更不能讓猜想“走走形式”.另外，在初中物理教學中引導學生“控制變量法”展開物理探究的前提是學生對物理變量的把控，換言之就是學生懂得如何通過控制變量，在改變一個因素并保持其他因素不變的情況下如何進行綜合分析.所以，物理教師必須要重視猜想環節學生思維的發散，要讓學生了解到整個物理現象探究過程中會涉及可變因素和外部因素都有哪些，從而為后續的控制變量，設計實驗，得出結果提供基礎服務.比如，在學習影響蒸發快慢的因素時，教師要有意識為學生創造一定的教學情境啟發他們進行合理的猜想.首先，教師可以拿出一件潮濕的短袖，借助談話式的問題將學生引入探究情境中：同學們，教師想要盡快穿上這件短袖，誰知道怎么才能讓衣服更快變干呢？問題的創設以及教師的問題就宛如向平靜湖面扔下的小石子，引起了學生熱火朝天的討論.有的學生說一定要將潮濕的衣服舒展開來，并放在陽光充足的地方暴曬；有的學生說不僅在要將衣服舒展開放在太陽下暴曬，還應該不停地扇扇子，用風輔助其快速變干；還有的學生說可以直接用吹風機對著衣服大力地吹風，將衣服吹干……晾干衣服是學生日常較為常見的情境，在這種熟悉感下學生的思維很容易會得到啟發與開拓，在學生七嘴八舌的討論下教師再趁熱打鐵引導他們用物理語言去總結影響蒸發快慢的因素，進而為后續“控制變量法”的使用奠定基礎.

二、引導學生在探究環節控制變量

“控制變量法”在初中物理中的應用大部分是在物理實驗中的滲透.但是，傳統的物理實驗教學注重的是實驗結果的演示，所以在受到實驗器材短缺、實驗環境簡陋等客觀因素影響下，初中物理課堂教學中大部分的實驗都是教師操作，學生觀看.或者，為了提高實驗教學的時效性，很多實驗的步驟、器材的使用方法都是教師全盤準備好，學生只需要按照教師的安排，循規蹈矩地實施實驗就可以獲得應有的成果.這種方式看似是讓學生親自操作了實驗，但其實他們的思維是傀儡般受困在教師的安排之中，不利于他們物理思維的形成，也不利于他們實驗能力的培養，更不用說他們創新能力是否得到了充分的激發.我們都知道，科學探究既是學生的學習目標，同時又是他們必須要掌握的重要的學習方式.學生在探究性學習活動中，可以通過經歷與科學工作者相似的探究工作，一方面可以習得物理知識，另一方面又能體驗到探究的樂趣.所以物理教師應該盡可能為學生提供探究的平臺，為學生的綜合發展提供幫助.比如，在進行影響液體壓強大小的探究實驗中，教師應該讓學生從影響因素的猜想入手，到變量的控制方式以及整體實驗的步驟全部進行自主的設計或者合作的探究，進而讓學生在真實的環境下，在獨自思索中感受到通過干預或控制變量進行實驗探究的重要性，同時也讓學生明確在探究液體壓強大小過程中哪些因素可變，哪些因素不可變，從而不僅讓學生進一步把握影響液體壓強的因素有哪些，也讓他們的“終身學習”能力的形成更進一步.

三、引導學生在應用環節理解方法

無論是課堂上的猜想環節還是實驗環節，教師有意識地滲透“控制變量法”思想皆是為了幫助學生養成邏輯較強的物理思維能力.但是思維的養成不是僅僅通過啟發就可以完善的，更重要的要在思維能力形成過程中滲透訓練.所以，當學生對“控制變量法”有一定認知后，教師要引導他們學會利用“控制變量法”的思想解決物理問題.初中物理內容包羅萬象，同時初中物理也包括了各種形式的練習題.比如，初中物理中最為常見的就是比較物理量的練習題，而我們都知道初中物理中涉及的物理量往往會受到多個因素的影響，比如機械效率的物理量比較、電磁鐵磁性強弱的比較等.面對這里題目，有效運用“控制變量法”，學生的解題思維往往會更加清晰.另外，正如上文提到的物理實驗中運用“控制變量法”是一種行之有效的引導學生進行物理探究的方法，那么引導學生運用“控制變量法”思想解答實驗設計題也是訓練學生思維方式的重要手段.為了強化學生的實驗思想，教師可以有意識地設計一些實驗題，為學生“控制變量法”思想的滲透提供機會.“控制變量法”屬于程序性知識的范疇，具有抽象性和概括性，所以“控制變量法”思想的學習以及方法的運用都應該呈現一個由淺入深的過程，教師不僅要通過課堂的教學啟發學生的“控制變量法”思維，同時也應該有意識設計多種形式的練習題去鞏固他們控制變量的能力，最終在加深學生對“控制變量法”理解的基礎上促使他們形成物理獲得感.

總而言之，作為初中物理教師的我們應該注重學生物理思維的培養，重視“控制變量法”這類教學方法的滲透，力求讓學生對“控制變量法”達到理解、掌握、運用的程度，讓“控制變量法”更好地服務于學生今后深入的學習，為他們綜合素養的形成提供助推力量.