淺談初中物理教學中“控制變量法”的應用

[摘 要]：控制變量法是初中物理學習的一個科學的方法，對幫助學生加強對物理基礎知識的掌握以及學生物理思維的培養起著積極的促進作用。本文筆者結合自己的教學實踐，分析了控制變量法的基本概念，重點從三個方面探討了控制變量法在初中物理教學中的應用策略，目的是為初中的物理教學提供參考和借鑒。

[關鍵詞]：初中 學生 物理 牛頓定律 控制變量法 實驗

課程改革對初中物理教學提出了更高的要求，不僅要引導學生掌握基本的物理學知識，并將學生能力的培養作為初中物理教學的一個重要目標。為了提高初中物理教學的質量，需要結合物理教學的特點和學生的實際需要對教學方法進行改革，其中控制變量法就是提高物理教學質量的一個有效方法，對培養學生的學習能力和探究能力的培養起著積極的促進作用。

一、控制變量法的概述

控制變量法是物理教學的一個有效方法，為調動學生學習物理的積極性，提高教學質量起到了積極的促進作用。所謂的控制變量指的在解決物理問題的過程中，人為的對影響實物變化規律的因素進行有效的控制，并且只是改變其中一個因素并保持其他因素不變，進而分析物理問題與該因素的關系，得出解決問題的方法。可見，控制變量是在眾多的物理量中，只是將研究的因素進行變化，然后觀察其他物理量的變化情況，進而探究物理研究物理量的變化對其他物理量的影響。這樣就可以降低物理學習的難度，將學習任務進行細分，在研究完一個物理量以后再研究另外一個物理量，實現了物理關系的簡化處理。

就初中物理學習而言，首次接觸到控制變量法是在聲音的學習中，讓學生對物理變量的研究方法形成了基本的認識。例如在鬧鈴實驗中，實驗的目的是為了研究聲音在真空和空氣中的傳播情況，其中的物理變量為鬧鈴的性質、鬧鈴的位置以及研究者距離鬧鈴的長度。通過實驗分析，可以得出聲音能在空氣中傳播，但是無法在真空中傳播。此外，教師為了為學生提供更大的發展空間，要將控制變量法向學生進行簡單的介紹，為后期的探究實驗做好充分的準備。

在控制變量法的應用中，必須在一個物理量中存在兩個以上的因素，這樣才能夠研究物理因素對物理量的影響。為了更好的利用控制變量法進行物理教學，需要按照提出問題—猜想反駁—實驗驗證—分析論證—得出結論的順序進行，不僅使學生把握控制變量在物理學習中的基本應用，并且提高了學生的探究能力和創新能力，為學生拓展思維和開發智力起到了積極的促進作用。

二、控制變量法在探究影響滑動摩擦力大小因素中的應用

滑動摩擦力是物理力學中的一個核心內容，也可以借助控制變量的方法進行探究，影響滑動摩擦力因素有摩擦面的粗糙程度和所受壓力。為了充分的掌握各個因素對摩擦力大小的影響，需要通過相應的實驗進行探究：

首先，保持物體的表面粗糙程度不便，即將物體放在同一材質的物體上改變壓力，觀察物體的滑動摩擦力大小，總結出所受壓力與滑動摩擦力的物理關系，即二者成正比例關系。

然后將物體所受的壓力保持一致，然后改變物體的表面粗糙程度，觀察滑動摩擦力的大小，探究出二者的相互關系，即正比例的關系。

可見，在借助物理變量法探究物體滑動摩擦力大小的，可以讓學生對各個因素之間的關系和對物理量的影響形成清晰的認識，也為運用物理知識解決物理問題創造了有利的條件。

三、控制變量法在探究歐姆定律中的應用

歐姆定律是物理學電學的核心內容，更是物理學習的重點和難點，對學生后期物理學習有著基礎性的影響。為了真正的掌握歐姆定律，需要掌握三個基本的概念，即電流、電壓和電阻，進而以此為基礎應用控制變量法開展教學活動。

首先，控制電阻不斷，通過改變導體兩端的電壓，然后觀察電流的變化，進而探究在電阻保持一致的情況下，電壓與電流的關系。在改變導體兩端的電壓變化時，可以采用兩種方法：一種是借助改變電源兩端的電壓改變導體的電壓，另一種是借助調節滑動變阻器的方法改變電阻的電壓。

其次，要保持電壓不但，通過改變電阻的阻值，觀察電流的變化，進而得出電流與電阻的關系。通常而言，改變電阻的阻值有兩種方法：一是保持導體兩端的電壓不變，只是更換電阻，直接可以探究出電阻與電流的關系，二是在使用有內阻的電池時，需要借助滑動變阻器的方式保證導體兩端的電壓不變。

這樣通過以上兩個步驟的探究，有效的運用了控制變量法，降低了物理探究的難度，這樣學生很容易總結出電壓、電流與電阻的關系，進而為正確使用歐姆定律解決物理問題奠定了堅實的基礎。

四、控制變量法在探究電阻大小影響因素的應用

在教學實踐中，通過運用控制變量法探究電阻大小的影響因素也具有較好的效果，能夠使學生對電阻的影響因素有清晰的認識，為解決物理問題創造了有利的條件。影響電阻大小的因素有：導體的材料、導體的長度以及導體的橫截面積。

首先，保持導體的材料和橫截面積一致，通過改變導體的長度，觀察電阻的大小變化，進而總結出導體長度與導體電阻大小的關系，即導體長度與導體的電阻成反比例關系。

其次保持導體的材料和長度不變，通過改變導體的橫截面積，觀察電阻的大小變化，分析電阻的橫截面積與電阻大小之間的關系，可以得出導體橫截面積與導體的電阻成反比例關系。

此外，在保持導體的橫截面積和長度一致的情況下，更換導體的材料，觀察阻值的變化，發現材料性質的不同會導致電阻阻值的變化。

結束語：

可見，在解決物理問題時，如能恰當運用科學方法進行分析，確實能起到提高解題速度與準確率的良好效果。更為重要的是，通過這一實際問題的解決過程，使學生對如何應用“控制變量法”等科學方法去分析、解決問題作了有益的嘗試。

總之，控制變量法作為一種重要的科學研究方式，不僅在物理中得到很好地運用，在生活中也能進行有效滲透，為我們解決各種生活中的難題，通過讓學生在物理電學中掌握好控制變量法，對他們以后的生活和學習也是大有裨益。因此教師要結合物理實驗教學的特點和學生的實際需求，正確運用控制變量法開展物理教學，提高教學質量，為學生分析能力和創新能力的培養創造有利的條件。

參考文獻：

[1]單而軍.探究教學中如何應用控制變量法[J].人民教育出版社，2012（11）

[2]張傳正.控制變量法在物理實驗教學中的效果分析[J].物理天地，2011（05）