论文探究控制变量法在初中物理教学中的应用2

探究控制变量法在初中物理教学中的应用
控制变量法”是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一，下面就它在教学中的应用作一探讨。

华教版初三物理15章一开始就强调了这种方法，教师应重视研究方法的指导。

一是教师要引导学生懂得欧姆定律的研究是在如下科学方法的指导下进行的。

在三个（或三个以上）物理量中，先要确定研究对象的物理量（如电流），然后逐一研究这个物理量和另一物理量（如电压或电阻）的关系。

研究时，要假定除这两个物理量外的其他物理量（如电阻或电压）不变，然后将这些单一关系综合起来，就得到这三个物理量之间的变化关系了。

自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的，因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的，而是多种因素相互交错、共同起作用的。

所以要想精确地把握研究对象的各种特性，弄清事物变化的原因和规律，单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的，还必须对研究对象施加人为的影响，造成特定的便于观察的条件，这就是“控制变量”的方法。

首先，“控制变量法”是一种在初中物理实验过程中最常用的、非常有效的探索客观物理规律的科学方法。

例如，在引导学生探索、研究导电体的电阻的大小同导电体哪些特性有关系的实验时，可先故意将横截面积、长度都不同的一根镍铬合金丝和一根铜丝分别串入接有小灯泡的直流电路中，让学生分别观察灯泡发光的亮度，并问学生：刚才的实验现象能否说明电阻大小与导电体的某个特性有关？学生经过思考与讨论，得到的结论当然是否定的，再用横截面积和长度都不同的两根镍铬合金丝分别串入上述电路中，观察小灯泡的亮度，并让学生思考这个实验能否说明电阻大小同导电体的某种特性有关，结论同样是不能。

这时就可不失时机地问学生：“那么，我们应该取怎样的两根金属丝串入上述电路来做这个实验，以研究导电体的电阻大小到底与哪些因素有关呢？”同时向学生出示课前准备好的几根金属丝让他们选择。

学生经过思考并相互讨论后，有的回答：应取两根横截面积相同、但长度不同的镍铬合金丝进行上述实验；，有的同学回答：应取两根长度相同、但横截面积不同的镍铬合金丝进行上述实验；还有的同学说应取长度、横截面积均相同的一根铜丝和一根镍铬合金丝进行实验比较。

这时，教师可适时指出上述几种方法都可以，同时指出要研究电阻的大小同导电物质的长度、横截面积、材料种类这三个因素任何一个因素间的关系，就要人为地控制另外两个因素，使它们相等，并指出这种实验的方法就是“控制变量法”，再让学生运用这一方法系统地进行上述实验，使学生在实际操作过程中去体验这一科学方法。

教师要熟悉整个初中物理教材中哪些地方应用了这种研究方法，以便有目的、有计划地渗透科学方法的教育，并逐步提高要求，加强训练，例如，第一册课本中研究压强的大小、研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关以及探索“力的作用效果同力的哪些因素有关，最终得出力的三要素”等实验过程中都用到了这一科学方法。

第二册第14章研究导体的电阻与哪些因素有关等应用了这种研究方法。

在引导学生探索“导电体中电流大小同其两端电压大小和其电阻大小之间的定性关系，最终得出欧姆定律”和本章之后研究磁场对电流的作用（定性），研究电磁感应现象（定性），怎样计量做功的多少，研究动能与哪些因素有关，势能与哪些因素有关等等，实际上也都是这种基本研究方法的应用事例，教学中应引导学生用这种研究方法去获得新知识。

使学生对“控制变量法”不断加深理
解，并逐步达到有意识地去应用的目的。

其次，在利用物理知识去分析和解决一些实际问题时，如能灵活运用“控制变量法”进行分析，有时可起到事半功倍的效果。

在初中物理中，可用“控制变量法”去分析和解决的实际问题是很多的，这就为这一科学方法的教学和应用提供了很好的机会。

例如，某学生在河边玩耍，看见两女士在河边散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，尽管她们体重看起来相当，但她们留在河边湿地上的脚印深浅有明显的差异。

高跟鞋后跟的印痕窄而深，平跟鞋的则宽而浅，这一日常生活事例中已经用到了控制变法。

“她们体重看起来相当”即控制压力不变，不同点是高跟鞋和平跟鞋对地面的作用面积不同，从而造成地面的破坏效果不同。

即在压力不变的情况下，压力的作用效果与受压面积成反比。

再如，华教版第19章第2节有这样一道选择题：质量相等的铝块和铅块，在吸收了相等的热量后，它们升高的温度：（A）相同
（B）铝块升高的温度较多
（C）铅块升高的温度较多。

对于这一道习题，初看起来似乎有一定的难度，因为这道习题中包含了四个互相关联的物理量，也就是说，要比较谁的温度升高较大，就要同时分析其它三个物理量（质量、热量、比热容）对它的综合影响，如果没有一种科学的分析方法，要解决这样一个实际问题，不仅费时费力，且准确率不高，但如能对学生加以恰当的引导，让他们考虑是否可用物理实验中常用的科学方法来解决这道实际问题。

经过思考及同学间的相互讨论，许多同学便会想到用“控制变量法”结合公式Q=cm△t来解决这个问题，思路是这样的：因为这个问题要解决的是△t（升高的温度）的大小，所以先将此公式变成△t=Q/cm 的形式，再分析题目发现，m（质量）、Q（热量）相同，即这个问题中△t仅取决于c（比热容），且从△t=Q/cm这一关系式中可以看出，△t与c成反比，而铝的比热容大于铅的比热容，因此很容易得出这个问题的答案是：“铅块升高的温度比铝块多”。

可见在解决物理问题时，如能恰当运用科学方法，进行分析，确实能起到提高解题速度与准确率的良好效果。

更为重要的是，通过这一实际问题的解决过程，使学生对如何运用“控制变量法”等科学方法去分析、解决问题做了有益的尝试。

在初中物理（如在力学、电学、热学）中，可用“控制变量法”这一科学方法去分析解决的实际问题还很多，这就为学生灵活运用这一科学方法解决问题提供了保证。

教学实践证明，“控制变量法”的使用能促进学生多动脑、多探索，提高学生的主观能动性，培养学生的实验能力、思维能力、分析解决问题的能力，可见“控制变量法”的教学对培养学生素质也具有重要作用。