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新教材更重视“控制变量法”中的“综合解决”

2015-06-05王华刚李政津

读写算·素质教育论坛 2015年2期
关键词:控制变量法阿基米德浮力

王华刚++李政津

中图分类号:G633.7

文献标识码:A

文章编号:1002-7661(2015)02-0024-01

人教版新教材(2012版)在八年级下册第51页《第十章浮力》第一节“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中这样给出“控制变量”的定义:对于多因素(多变量)的问题,常常可以采取控制变量的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决。

我们大部分物理教师在实验教学中需要用到“控制变量”法的时候,总是在强调“要控制哪些变量”和“怎样控制这些变量”,总在强调“只让要探究的因素发生变化,看我们的物理量会如何随着这个因素的改变而改变”,探究得出某物理量与多个单因素的关系以后却很少突出强调对这些结论的“综合解决”的作用。

《浮力》第一节通过探究得出了“浮力大小只与两个因素有关:物体浸入液体的体积和液体的密度,与其他因素无关”的结论后,在第二节《阿基米德原理》中为什么又重新探究浮力大小与“排开液体所受的重力”的关系呢?把前一节两个单立探究结论中的两个因素(排开液体的体积和排开液体的密度)加以综合分析,可以猜想物体所受浮力与“它排开液体的重力”有关。这个新猜想是建立在前面的探究结论基础上的,对这个新猜想的验证,即探究浮力与排开液体的重力的关系,其实就是对前一节探究结论的“综合解决”。教材的第53页,用了较大的篇幅来阐述由前一节的探究结论重新过渡到第二节的探究的思维过程和物理上的逻辑关系,然后再在54页郑重地重新安排探究实验,最后得出著名的“阿基米德原理”,让学生真正理解了用控制变量的方法探究得出单个结论以后的“综合解决”在物理研究中的意义。

“控制变量法”贯穿了整个初中物理教学,在初中物理教学中的应用是非常广泛、普遍的,在八年级上册就出现了。而在2012新版物理教材中,“控制变量”的定义,却是在学生已经接触过控制变量思想很多次以后,才放在八年级下册第十章《浮力》第一节“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中明确给出。前面诸如“探究影响摩擦力大小的因素、影响压力作用效果的因素”等实验中虽然也要用到“控制变量”的办法,但“综合解决”这一环节的作用却难以显示。教材这样处理的目的,其实是提醒教师要注意让学生在第一节探究的基础上,通过第二节《阿基米德原理》的学习,理解什么是“综合解决”,真正把这种思想内化,因为把对多个单因素探究的结论“综合解决”得出综合性的结论无疑是探究的最终目的,而控制变量仅仅是为了得出科学可靠的结论不得不采用的办法。我们物理教师一定要在这节课中让学生发现或者告诉学生这一点。

从“浮力与液体的密度、排开液体的体积有关”进而猜想到“浮力与排开液体的重力有关”,这样的思路其实具有典型性,更深刻地理解这种“对控制变量法得出的结论进行综合处理”的思想可以为九年级、高中、大学甚至终身的后续学习中很多“定量探究”做准备。而且从纷繁的现象和很多看似不相关的探究结论中综合分析得出最简单而普遍的物理规律,往往能让探究者发现物理知识的真理性、多样统一性、简洁明快性等美学特征,可以激发学生学习物理的兴趣,使学生在良好的心理状态下进行学习,获得怡情益智的效果。新版教科书明显注重了这一点,尽到了应有的启发和引领的责任。

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