淺談控制變量法在物理教學中的作用

摘 要：物理是自然科學中最重要的學科之一，而“控制變量法”是常用的探究物理問題、分析和解決物理問題的最重要的方法，本文就控制變量法在物理教學中的應用作一些粗淺的探討，希望能起到拋磚引玉的作用。

關鍵字：控制變量法 ；物理 ；因素 分析

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）22-001-01

新課程改革以來，物理教學從單一重視知識的傳授和掌握，轉向同時重視學生學習能力的培養，所以作為物理學的重要研究方法—控制變量法在物理教學中的作用是越來越明顯，又因為這種方法可以使復雜的問題變得非常簡單，所以它的地位越來越突出。

一、控制變量的的界定

自然界中發生的各種物理現象往往是錯中復雜的，因此影響物理學研究的對象在許多情況下并不是單一的，而是多種因素相互影響的，物理學中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。它是科學探究中的重要思想方法，廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。s=v t 即位移=速度*時間，（如果你不能理解什么是位移，可以暫且認為它就是距離好了）。這個公式可以用控制變量法來研究，就是說，知道速度、位移、時間，但為了研究出位移=速度乘以時間這個公式，我們要采用控制變量法，研究的方法是這樣的，我們讓一輛小車勻速行駛一段時間，然后看它的位移。為了研究位移跟速度、時間是什么關系，我們先讓實驗小車以不同的速度行駛相同的時間，比較兩種情況下行駛的位移。例如：先以3m/s的速度行駛7秒，記下位移21m；接著以9m/s的速度行駛7秒，記下位移63m，這樣，我們可以看到在同樣的時間里，速度翻了幾倍，位移也翻了幾倍，即位移和速度成正比。注意在這個例子中，我們故意讓小車兩次行駛的時間保持一致（都是5秒），從而就可以發現“位移和速度成正比”這個關系，因為是控制住“時間”這個變量，使其不變，來研究問題，所以這種方法叫“控制變量法”。同樣的，如果我們控制住“速度”這個變量，也同樣可以發現“位移和時間成正比”這個關系，另外在這個關系中，最重要的是要找到保持什么量不變，研究什么量和什么量之間的關系。

二、控制變量法的優點

控制變量法可以有序的分解和呈現物理研究問題，當影響某一物理量變化的因素可能較多時，要研究這些因素的變化對該物理量是否有影響，這時就需要使用控制變量法去研究，將復雜的多變量的物理問題轉化為簡單的單變量的問題，將多因素的抽象的大問題，轉化為直觀的易于操控的小問題，造成特定的便于觀察的條件，進行研究。通過對相關測量數據的深入研究、分析判斷、總結歸納，最后找出這個因素跟我們想要研究的物理量是什么關系。比如說：在研究影響導體電阻大小的因素時，導體電阻的大小可能與導體的材料、導體的橫截面積和導體的長度等因素有關），要得出導體電阻的大小與導體的長度之間具體關系的方法是：控制導體的材料、橫截面積不變，探究電阻與導體長度的關系；控制導體的材料、長度不變，探究電阻與導體橫截面積的關系；控制導體的長度、橫截面積不變，探究電阻與導體材料的關系；然后總結規律：導體的電阻與導體的長度有關，長度越長，電阻越大；導體的電阻與導體的橫截面積有關，橫截面積越長，電阻越小；導體的電阻與導體的橫截材料有關。在用控制變量法探究物理規律的過程中，應使學生認識到，具體的科學問題常常都是由多個因素共同造成的結果，幫助學生在科學探究中體會變量的概念、同時也使學生對控制變量法有了較系統的認識，對于以后用這種方法去探究其它類似的物理規律時也起到較好的示范的作用。

三、控制變量法很好的體現了新課改的教育理念

新課改的理念是追求每位學生的全面發展，發展學生的創新能力和實踐能力，倡導學生主動參與，樂于研究，勤于動手，培養學生收集和處理信息的能力，獲取新知識的能力，分析和解決問題的能力，控制變量法的教學充分體現了新課程的教育理念。因而物理中的控制變量法的教學恰恰就鍛煉了學生信息收集和整理的能力，培養了學生分析問題、解決問題的能力和創新的能力，掌握這種方法，學生還可以終生使用，終生受益在傳授知識的時，不僅要使學生掌握物理知識，而且要培養學生科學探究的能力，特別是利用控制變量法探究物理規律的能力。這將為學生形成科研能力、探究能力、解決實際問題的能力打下堅實的基礎。學生通過對這種方法的了解與掌握，在學習物理方面都有了質的飛躍，可以很好的理解物理過程，自己總結出物理規律，這樣學生的思維能力也有了質的發展，對學生在學習物理這個學科上是很大的進步，對物理成績也有比較大的影響和提高。

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