义务教育物理课程中控制变量思想的目的性分析

1、义务教育物理课程中控制变量思想的目的性分析义务教育物理课程中控制变量思想的目的性分析1课标要求在义务教育物理课程标准2022年版的课程性质局部指出义务教育物理课程应综合反映人类在探究物质、互相作用和运动规律等过程中的成果。物理学不仅含有探究大自然的知识成果，而且含有探究者的科学思想、科学方法、科学态度和科学精神等。由此可以看出物理学丰富的内涵，涉及物理知识、物理方法、物理思想、物理态度和物理精神5个方面。在课程的详细施行中，一般以知识作为载体，以方法作为通道，以思想作为目的，使学生由外而内深入地领悟知识，从而端正科学态度，继而由内而外地物化思想发扬科学精神，使整个学习思维过程融会贯穿、淋漓尽致

2、。2科学方法与科学思想科学方法与科学思想在某种程度上无法别离，甚至共为一体。在义务教育物理课程中，尤其是实验中展现了很多科学方法，并有相对应的思想浸透其中。2.1放大法放大法，又可称为累积法。例如，在要测量一条导线的直径时，直接测量操作难度大，且误差较大，故可采用放大法累积法进展测量。可以将导线严密地缠绕在一个光滑的柱状物体上，然后测量几十匝或者几百匝导线的长度，然后除以匝数可获得导线直径。这种方法其实是化零为整的思想，提供应学生一种思想方法：面对细小物体的测量问题应该具有怎样的思维方向和思维意识。本文由论文联盟.Ll.搜集整理2.2类比法因为中学生的经历知识在学习活动中是不可忽略的学习背景，

3、对学生学习有很大的影响，因此，将学习过程与现实生活适当地类比，可以减少学生的思维跨度，加强新知识的亲切感和立体感。比方，为了帮助学生理解电流和电压，可以把电流、电压与水流、水压进展类比，抽水机提供了水压，水压使水沿着一定的方向流动形成水流，水流通过涡轮使涡轮转动消耗水能。类比法所浸透的思想是由此及彼的思想：让学生学习到如何用自己理解的此去理解新知识的彼。2.3控制度量法纵观义务教育物理课程中使用最多的科学方法应该是控制变量法，其主要表达在两个方面：一是实验方法，二是物理量及其计算公式的引人。2.3.1实验方法实验中的控制变量法，即保持一个或多个量不变，使另一个或多个量改变，来探究这些量之间的关

4、系。其实，在小学阶段的科学课程中，就对控制变量这一思想有所浸透。在科教版5年级科学上册第1节课就引入了这一方法。当然，对于小学生并没有正式给出方法确实切名称，整个探究过程是在比照活动中进展的。课本要求学生探究水是否对种子的发芽有影响。实验设置了实验组和对照组，整个实验过程保证其他因素不变，只是给实验组定期加适量水，对照组不加水，过一段时间，比照两组实验种子的发芽状况，从而得出结论。比照实验是小学阶段科学课上较常用的一种实验方法。要想科学地完成比照实验，需要进展控制变量。变量是指在实验中可以发生变化的因素。控制是比照实验的灵魂，实验中变量控制的好坏决定着比照实验的成败。由此可见，控制变量的思想在

5、小学阶段就已经进入课堂，从某种意义上可以说，比照方法是控制变量方法的雏形。小学阶段通过比照实验对学生的探究意识进展启迪，并随着学生身心的逐渐开展与完善，对这一方法会有更深入的认识和理解。因此，在初中物理课程中的很多物理实验都是采用了控制变量法对问题进展探究的。比方，探究滑动摩擦力的影响因素，影响蒸发快慢的因素，动能的影响因素，电磁铁磁性的强弱等，不同之处是有的实验很明显是运用控制变量法进展实验，而有的是将控制变量思想隐含其中。以北师大9年级物理在研究重力势能时的影响因素为例，要求学生通过观察和考虑得出影响重力势能的因素，教材内容如图1所示。可以看出甲组实验只改变铁块高度这一因素，保持铁块质量一

6、样、木质小桌一样、沙子量一样等来研究高度与重力势能的关系；乙组只改变铁块的质量，保持高度一样、木质小桌一样、沙子量一样来研究质量与重力势能的关系。不难看出，在这个考虑与观察的过程中，学生必须把握好不变因素与变量因素才能明晰地分析问题得出正确的结论。但是，教材中并没有提出这是控制变量方法的运用，但这种思想很显然浸透其中。2.3.2物理量及其计算公式其实，义务教育物理课程的很多概念都是基于控制变量思想而给出的，比方密度、比热容等。那么，物理概念的控制变量思想如何表达？下面以密度的学习为例进展讨论。密度概念的学习无处不浸透着控制变量的思想。在学习密度这一课时，首先，会向同学呈现不同的物体，让学生利用

7、不同的方法进展区别，结果发现学生普遍使用感觉器官，比方眼睛、鼻子进展区分，均属于感官识别。感官识别是通过最明显、区分度最大的因素进展甄别，不考虑其他因素，与控制变量思想有异曲同工之妙：抓住最主要的因素，对其他因素进展适度处理。但继而向学生展示外观一模一样的两个长方体，并告知学生一个是铁块，一个是木块，询问学生如何区别。当感觉器官无力解决问题时，学生就会进展略微复杂的思维过程，但学生并不难得出通过称质量来判别，质量大的是铁块，反之是木块。再举一例，有两个质量一样的物块，仍然一个是铁块一个是木块，又该如何判断？学生根据生活经历很容易得出体积大的是木块，反之是铁块。随即，老师引出问题：那么，我们是否

8、可以通过研究质量和体积来认识物质呢？面对这个问题，学生好似知道，但又说不清楚。此时，学生已经有所意识：一个因素一样，判断另外一个因素即可，但是详细的定量关系无法确定。于是，老师就引导学生研究质量与体积的关系，通过某种途径在他们之间搭一座桥来沟通联络，因为，之前的两组判断就是在体积一样时，根据质量大小来确定，质量一样时，根据体积大小来确定而得出结论的。这个过程中有3个变量，分别为：物质、质量、体积。自由组合可以分为4组实验：一样体积的不同物质，它们的质量一样吗；不同体积的一样物质，质量是否一样呢；一样质量，不同体积的物质一样吗；不同质量，一样体积的物质一样吗？很多老师是通过分析数据来发现同种物质

9、的质量，体积成倍增加，直接来向学生说明，学生其实并未觉察数据中的奥秘，所以接下来老师引导学生用质量除以体积，继而引出密度概念。这个过程中，学生的思维是有断层的。毫无疑问，学生很难发现这样成倍的关系，因为学生根本没有这样的意识，会产生疑问：为什么就要除？而且假如要通过观察分析数据得出，必需要有大量的实验数据，那样才会比拟直观地表达这一结论。但对于有限的课堂时间，课堂上记录的实验数据数量缺乏以完成结论的得出。其实，这里碰到的只是一个思维的转变，学生应该认识到：学习知识是为了使今后的学习和生活更加便捷。老师只要告诉学生：要区别两个物体，当体积一样时，只要比质量就可以，那么体积可以是l3、23、33等

10、，我们会发现不同的人可能选取的体积不同，那么，怎么才能最简单地比拟？学生自然而然也认为体积一样才可以有良好的比照性，而且体积都固定为13才最简单。这样学生很自然会将质量和体积作除法，紧接着面对计算后的数据，学生会容易地得出不同的物质，质量和体积的比值不同；一样的物质，质量与体积的比值一样。此时，密度的概念其实已经得出，即质量与体积的比值。学生就会明白对数据做这样的处理，只是通过化作最直观的比拟形式，帮助判断。这样，学生的思维会更加流畅，学习情绪也会更加高涨。其实，这个过程运用的就是控制变量的思想，保证无关变量一致，去研究单一变量。这个过程并不是有多么深奥，只是一个去繁从简的过程。物理学中的很多

11、方法思想都在表达物理的简洁美，比方：等效思想、理想模型思想等。除了密度这一重要概念浸透控制变量思想，还有比热容、速度等。比方，要比拟两种物质比热容，只有保证质量一样、升高或降低的温度一样，吸收或放出的热量才具有可比性；要比拟两者的速度，保持时间一样，仅通过比拟路程多少，就可得出准确结论。关于一些应用控制变量法进展探究的实验亦是如此。比方，在研究电阻的影响因素时，对于探究长度因素的影响，是通过保证材料、横截面积、温度一样的条件下进展研究的，这一过程就是在制造可比性，从而确保实验结果的有效性。4完毕语对于控制变量思想，最核心的内容应该是：如何使研究对象具有可比性和可观察性。控制变量是一种方法，一种研究单一因素影响力的方法；是一种角度，一种从错综复杂的问题中求得解决方案的角度；是一种思想，是一种平衡次要问题，突出主要问题的思想；更是一种态度，一种如何公正公平地去衡量某一事物的