淺談初中物理實驗教學中如何利用控制變量法培養(yǎng)學生探究能力

1、初探初中物理實驗教學中如何培養(yǎng)學生的探究能力沾益縣大坡鄉(xiāng)第一中學 張石全 中學二級教師 電子信箱：382136777摘要：物理學是一門以實驗為基礎的科學，培養(yǎng)學生的實驗技能、了解物理學的研究方法、培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度、成為物理教學中的一個新主題。實驗教學是培養(yǎng)學生探究能力的重要手段之一，本文從“教”、“輔”、“放”三個過程，對在初中物理實驗教學中，如何利用控制變量法培養(yǎng)學生的探究能力作一些探討。關鍵詞：物理 實驗教學 控制變量法 探究能力物理新課程標準要求教師不僅應該注重知識的傳授和技能的訓練，還應重視學生科學探究能力、創(chuàng)新意識及科學精神的培養(yǎng)。讓學生經(jīng)歷科學的探究過程，學習科學

2、研究方法，改革以書本為主，實驗為輔的教學模式。為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、探究能力、提高課堂教學效益，我們教師應該樹立創(chuàng)新意識，進行教研、教改。當然創(chuàng)造或改進一種新的教學方法并非易事，現(xiàn)在我校教師處于新教材應用的起步、實施階段，發(fā)揮群體智慧、發(fā)揚特長、挖掘自身潛力是我校教師教研的一條指導思想。也只有進行教研教改，提高學生的學習效率，才能適應新教材對教師的新要求。那么，怎樣提高教學效益，培訓學生探究能力呢？提高教學效益，我認為出路在于課堂教學改革。從以往物理教學現(xiàn)狀來看：“教師講學生聽”、“課內(nèi)不足課外輔”、“實在不行練習補”的現(xiàn)象較為普遍。這種教學模式給學生帶來負擔重、壓力大、學習效率低、怕學、厭學

3、的后果，制約了物理教學的健康發(fā)展。因此必須要對課堂教學進行改革，向課堂要質(zhì)量、要效益。 課堂教學改革的一方面，應該培養(yǎng)學生的實驗興趣，提高學生的探究能力。通過實驗培養(yǎng)學生掌握探究問題的方法，在初中物理實驗教學中，控制變量法的實驗難度最大，老師怎樣教好這一方法，學生怎樣掌握好這一方法，并且在探究實驗中靈活應用，在初中物理實驗教學中就占有非常重要的地位。怎么培養(yǎng)學生應用好控制變量法呢？學生能力的形成要經(jīng)歷一個認知的過程，不可能一蹴而就。因此，應根據(jù)循序漸進與分層遞進的原則。一、以“教”為主，培養(yǎng)學生實驗技能，掌握基本知識。1、培養(yǎng)學生使用基本儀器的技能。掌握基本儀器的使用，是做好物理實驗的基礎。在

4、初中物理中基本儀器主要有：音叉、平面鏡、透鏡、光具座、刻度尺、量筒、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。新課標要求“學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數(shù)?！币寣W生了解這些儀器的構造、原理、用途，掌握儀器的量程、使用方法和使用規(guī)則，以達到熟練地、正確地讀數(shù)、記錄，并能對實驗結果進行初步分析。2、培養(yǎng)學生掌控實驗過程。培養(yǎng)學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據(jù)，采用什么樣的研究方法（包括控制變量法、模型法、轉化法等）。根據(jù)實驗的原理、要求對實驗進行設計，包括用什么物理定律、公式，電學

5、實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量，然后選擇所需的儀器和實驗條件，進而設計好實驗步驟。其次，培養(yǎng)學生正確調(diào)整和安裝儀器，正確連接電路的技能。這是做好一個實驗的基礎，要讓學生心中有底。第三培養(yǎng)學生正確畫記錄表格，記錄實驗數(shù)據(jù)，并能進行運算和分析，以得出正確結論的能力。要培養(yǎng)學生這方面的技能，要求學生集中精力，按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數(shù)據(jù)，有的實驗則要求測量或操作時動作迅速，要把握時機，要求學生做到一個“細”和“穩(wěn)”。第四，要求學生會寫一般的實驗報告。學生在實驗結束后，應根據(jù)原始記錄和實驗時的體會，寫出科學的實驗報告。二、以“輔”為主，幫助學生設計一些探究性實驗，培養(yǎng)學生的

6、探究能力。在初中階段，探究性實驗主要應用到的科學研究方法有：控制變量法、等效替代法、轉換法、理想化模型、理想化實驗、類比法等。下面我主要以控制變量法為例，介紹培養(yǎng)學生的探究能力?？刂谱兞糠ǎ阂鹉硞€事物變化的因素可能很多，我們想知道變化了事物與某個因素的關系，我們要把其它因素控制相同，只研究變化了的事物與某個單因素的關系，這樣把多因數(shù)的問題轉變?yōu)槎鄠€單因數(shù)的問題，分別加以研究，最后再綜合解決，這類方法叫控制變量法。初中物理利用控制變量法進行研究的實驗很多，如研究蒸發(fā)快慢的因素、決定電阻大小的因素、研究電流的熱效應等。下面我以“影響蒸發(fā)快慢的因素”來分析控制變量法的應用。此實驗我的教學方法是：首

7、先，借助生活，給學生介紹生活中一些利用控制變量法的例子，進行控制變量法思想的的傳授，完成“教”這一環(huán)節(jié)。如學生們都懂得影響花兒生長的條件是濕度、溫度和陽光。我就設計了一個實驗，指著教室里同樣大小的兩盆花問學生：我想知道植物生長與陽光的關系該怎么辦？學生會會說把一盆花放在教室里光照射不到的地方，另一盆花放到陽臺上，過一段時間來看兩盆花長勢。接著我又問如果在此過程中我一盆澆水，一盆不澆可不可以。他們會說不可以。我又問我研究這兩盆花的生長與陽光的關系，我把什么條件設計相同？學生告訴我溫度和濕度。接著再問同學們?nèi)绾窝芯炕ǖ纳L與濕度的關系？花的生長與溫度的關系？這樣在提問中把控制變量法的思想精隨傳授給

8、學生，學生們很快就理解了這一方法。并且我讓同學們自己完成上面的實驗，一個星期后把實驗結果告訴我。這樣不僅完成了控制變量的傳授與理解，并且讓學生自己設計、完成實驗。第二步我和學生共同設計實驗，研究影響蒸發(fā)快慢的因素有哪些？根據(jù)探究實驗的步驟，提出問題做出假設設計實驗分析數(shù)據(jù)得出結論。由于日常生活中的經(jīng)驗，同學們感覺到水的蒸發(fā)快慢與水溫的高低、水面積的大小、風的大小有關。我就借此經(jīng)驗，提出影響液體蒸發(fā)快慢的因素可能是液體的溫度、液體表面積的大小、液體上方空氣流動的速度。這一探究對初學者來說，設計實驗是一個難點，因為他們學物理時間短，設計實驗的能力差，設計的實驗不具備合理性和科學性，此時老師要“輔”

9、同學們一把，和同學們一起來設計實驗。首先研究水的蒸發(fā)與溫度的關系，問同學們要控制什么量相同？（空氣流動的速度和水表面積的大?。┐藭r同學們會設計出很多種方法，此時老師選取一、兩種最好的方法，如在兩片玻璃上分別用膠頭滴管滴上一滴酒精，把其中把一片把在陽光下，另一片則不。方法步驟按照探究實驗的順序，抓住主要環(huán)節(jié)采用填空的形式，使學生的探究活動有條理，關鍵地方突出，這樣就減小了學生的探究范圍和難度，讓學生自愿組成三、四人的實驗小組進行實驗。把實驗的內(nèi)容及結果填入空里，培養(yǎng)了學生的探究能力、創(chuàng)新能力、動手實驗能力及綜合分析能力。把另兩個影響蒸發(fā)快慢的物理量也以同樣的方法和學生一起探究，一起實驗，而老師此時是一個引路人，助學者。學生自己完成實驗，分析數(shù)據(jù)，得出結論，使他們體驗到了科研人員進行科學探究時的相似過程，體驗到了科學探究興趣，收獲了學習的動機，通過學習科學家的科學探究方法，領悟到了科學的思想和精神。三、以“放”方式“讓學生自己走路” “放”是找到探究對象，提供部分或全部實驗材料，讓學生完成實驗探究的全過程。初中物理設計到了不少利用控制變量法的探究實驗，經(jīng)過幾個實驗后，探究實驗我改成了學生實驗，讓學生獨立完成，教師在實驗中只起一個觀察者和助學者的作用。通過實踐結果表明，經(jīng)過教師轉換觀念，在控制變量法實驗的思維訓練中，配合“教”、“輔”、“放”的培養(yǎng)過程與傳授方法相結合，進入初三后的學