江西省崇仁县礼陂中学 袁增如

应试教育向素质教育的转轨,就是要改过去的满堂灌教学为培养学生能力的教学;使学生不仅学会课本知识,还要掌握分析解决问题的方法和操作技能。控制变量法不但是初中物理教学中的一种重要方法,而且对学生的平

时学习也起很大的作用。例如在学习压强p = F 、液体压强 P=ρgh,电流、

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电压与电阻的关系等问题时,如果把控制变量法运用于其中,那么教师将教得顺利,学生也将学得轻松,会收到事半功倍、举一反三的攻效。

下面就以《电流跟电压、电阻的关系》为例,来谈谈控制变量法在教学中的渗透和应用。

在“电流跟电压、电阻的关系”这节新课教学中,为了让学生能领会方法而得出规律,则必须做好对学生的引导工作。因此,在讲授新课之前,要让学生先回忆初二学的“压强”的研究方法。因为压强和压力与受力面积都

有关系,所以在研究时,是先保持压力 F 不变,通过演示实验而得出P ∝ 1 ,

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然后保持受力面积P = F 不变,通过实验再研究 P 和 F 的关系,从而得出结

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论:P,最后综合得出: P = F ,应当指出,这儿运用的研究方法就是控制变

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量法。也就是说:若研究的物理量与多个物理量有联系时,就把其中的一个或几个物理量先控制起来,使它保持不变,从而把所研究的问题首先转化为一个物理量与单个物理量之间的关系问题。这样使被研究的问题由复杂变简单,容易发现联系,最后将各个联系综合起来得到所需结论。控制变量法是研究多变量问题的有力武器,所有多变量问题原则上都可用控制变量法来研究、求解。

然后教师提出问题:电压是产生电流的原因,那么电压越高,电流是否会越大?又因为电阻对电流起阻碍作用,那么:导体电阻越大,电流是否越小?即为:电流与电压、电阻之间关系如何呢?这是一个多变量问题,应如何通过实验来研究确定三者的关系?马上就有学生回答:运用控制变量法。即先保持电阻 R 不变研究电流 I 与电压 u 的关系,再保持电压 u 不变,研究电流 I 与电阻 R 的关系。沿着这条思路,再进一步启发学生:怎样保持 R 不变(用同一电阻器),又怎样保持 u 不变(移动变阻器,使电阻器两端电压恒定)。在此基础上,再和学生一道进行总结归纳,从而得出了电流与电压、电阻的关系,同时又为后一节“欧姆定律”打下基础。

在后面的《电功》、《焦耳定律》教学中,都可以采用控制变量法启发学生来教学,都获得很好的效果。因此本人认为控制变量法不仅是一种实验

研究方法,而且是一种带有普遍意义的思想方法。通过这种方法,任何多变量问题都可以转化为单变量的问题来研究,这样就可以使一个很复杂的问题变得简单、容易,便于学生理解和掌握。这样就使我们的教学不仅仅“授学生以鱼”,更重要的是授予了学生自己“渔猎”的本领和方法,使学生在以后的学习中更加轻松、愉快。

下面就通过两个例子来说明这种方法的作用。例 1:“导体越长,电阻越大”。

在这里教师可以指出导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积都有关。这是一个多变量问题。因此应该用控制变量进行讨论。但是题目中没有控制变量,即没有说明材料、长度和横截面积,因此无法下结论,所以此命题是错误的。

像这一类型的例子还有很多,例如1.电阻越大,电流越小。

  1. 电流越大,产生的焦耳越多。

  2. 质量越大,物体的密度也越大,等等。

如果学生掌握了“控制变量法”研究问题的方法,那么就能触类旁通, 不仅可运用于电学,而且可以贯穿整个物理学,乃至于其他学科和领域,达到举一反三的功效。

例 2:如图,电源电压恒定,当滑动片 P 向右滑动时,○ V 表读数将:() A.不变;B.变大;C.变小。

分析:当 P 向右滑动时,变阻器接入电阻 R 变大,使整个电路中电流变小,而 u=I·R,因 R↑,I↓,涉及两个变量,○V 表读数不能确定。根据控制变量法,应将其转化为单变量问题进行议论,否则无法下结论。

从上两例可知:控制变量法对处理多变量问题是很有效的。在电学教学中,我把控制变量法作为主线,使学生明确每次实验的前提条件,顺利完成了电学教学中的系列难题,同时加深了学生对控制变量法的认识,提高了学生解决问题的能力。这对学生将来读高中、走上社会都是十分有益的。