物理教學(xué)中“控制變量法”的應(yīng)用

朱克強(qiáng)

“控制變量法”是初中物理實(shí)驗(yàn)中常采用的一種重要方法。在初中物理教學(xué)中，教師要通過實(shí)際運(yùn)用來總結(jié)“控制變量法”的實(shí)質(zhì)，讓學(xué)生掌握控制變量法的使用方法，并運(yùn)用到學(xué)習(xí)過程中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

一、“控制變量法”概述

1.“控制變量法”的定義

“控制變量法”指的是在對(duì)某個(gè)問題進(jìn)行研究的時(shí)候，通過保持其他變量不變只改變其中一個(gè)變量的大小的方式來確定這個(gè)變量給所研究問題帶來的影響。“控制變量法”在初中物理學(xué)科中使用得非常廣泛，是一種非常實(shí)用的物理研究方法。

2.“控制變量法”概念的出現(xiàn)

在自然界中，有很多物理現(xiàn)象和規(guī)律都是非常復(fù)雜的，會(huì)受到很多因素的影響。因此在研究某些物理學(xué)現(xiàn)象的時(shí)候，需要對(duì)很多的因素進(jìn)行考慮。但是這些因素的變化通常都會(huì)引起其他因素也相應(yīng)的發(fā)生變化，因此要想準(zhǔn)確找出各因素對(duì)物理現(xiàn)象造成的影響，必須讓其他因素保持不變?！翱刂谱兞糠ā本褪窃谶@樣的需求下出現(xiàn)的，并被廣泛地使用。

二、“控制變量法”在初中物理教

學(xué)的應(yīng)用中需要注意的問題

1.準(zhǔn)備工作要充足

由于物理現(xiàn)象與規(guī)律的影響因素往往有很多，因此教師在運(yùn)用“控制變量法”探究物理規(guī)律的時(shí)候需要事先準(zhǔn)備好可能用到的材料，并找出可能的影響因素，以免在探究過程中遺漏某些影響因素。

2。提升學(xué)生解決問題的能力

“控制變量法”作為一種籠統(tǒng)地研究影響物理現(xiàn)象因素的方法，它的使用并沒有規(guī)定的套路，不同物理現(xiàn)象所需要控制的變量也不一樣，控制變量的方法也不一樣，因此教師在實(shí)際的運(yùn)用過程中要讓學(xué)生掌握“控制變量法”的實(shí)質(zhì)。

三、“控制變量法”在初中物理教

學(xué)中的應(yīng)用

1.運(yùn)用“控制變量法”探索客觀物理規(guī)律

例如，“控制變量法”可以探究影響滑動(dòng)摩擦力的因素。探索過程如下：首先可以放兩個(gè)一樣的木塊在同一桌面上，讓它們?cè)趶椈蓽y(cè)力計(jì)的拉動(dòng)下在桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，并記下此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)值，用F1表示。然后放一個(gè)重物在小木塊上，讓它們?cè)俅卧趶椈蓽y(cè)力計(jì)的拉動(dòng)下在桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，并記下此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)值F2。比較F1和F2，我們可以知道，壓力會(huì)對(duì)滑動(dòng)摩擦力造成影響，并且它們之間成正比關(guān)系。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，只有壓力是變量，其余的因素都保持不變。之后還可以保持壓力不變讓小木塊在鋪著毛巾的桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)此時(shí)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)明顯增大，由此學(xué)生就會(huì)知道，滑動(dòng)摩擦力還會(huì)受到接觸面粗糙程度的影響，同樣也是正比關(guān)系。

2.“控制變量法”有利于學(xué)生理解公式的推導(dǎo)過程

物理學(xué)科中很多公式的推導(dǎo)都會(huì)用到“控制變量法”。比如密度概念的來源就用到了這種方法。密度是通過比較體積相同的同一種物質(zhì)的質(zhì)量以及體積相同的不同種物質(zhì)的質(zhì)量得出了一個(gè)結(jié)論：對(duì)于同種物質(zhì)來說，質(zhì)量與體積之間的比值相同；而不同種物質(zhì)質(zhì)量與體積之間的比值就不同?？刂谱兞糠ǖ倪\(yùn)用幫助我們理解了密度的意義，并由此知道物質(zhì)的密度就是其質(zhì)量與體積的比值。

3?！翱刂谱兞糠ā痹诔踔形锢砭毩?xí)題中的應(yīng)用

例如，“質(zhì)量一樣的煤油和水這兩種物質(zhì)在吸收了相同的熱量之后，哪種物質(zhì)的溫度更高？”當(dāng)學(xué)生遇到這道題目時(shí)，可能會(huì)覺得無從下手，因?yàn)闇囟葧?huì)受到質(zhì)量、比熱容、熱量這三個(gè)因素的綜合影響。如果使用“控制變量法”，就可以結(jié)合熱量等于物質(zhì)的比熱容、溫度變化差值以及質(zhì)量三者乘積這一公式來解決這道題。

解題思路：由于這個(gè)題目需要比較的是溫度的變化，因此可以將上邊的公式變形為△t=Q1Cm。再分析已知條件可以知道，熱量與質(zhì)量這兩個(gè)因素都是相同的，因此在這個(gè)題目中，溫度的變化就只取決于比熱容這一個(gè)因素。根據(jù)公式可以看出，物質(zhì)的比熱容與溫度的變化是反比關(guān)系，因此物質(zhì)的比熱容越小，溫度的變化就比較大。煤油的比熱容比水的要小，因此這個(gè)題目的答案是煤油。

4.“控制變量法”在初中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

例如，在做“影響液體蒸發(fā)速度因素”實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可以預(yù)先猜測(cè)可能的影響因素，然后自己做實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。思路：首先保持其他變量一樣，只改變液體的溫度，觀察液體蒸發(fā)速度的快慢；保持其他變量一樣，只改變液體表面的氣流速度，觀察液體蒸發(fā)速度的快慢；保持其他變量一樣，只改變液體的表面積，觀察液體蒸發(fā)速度的快慢。學(xué)生根據(jù)影響液體蒸發(fā)速度快慢因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，就可以確定這些因素對(duì)液體蒸發(fā)速度的影響。

總之，在解決物理問題時(shí)如果可以找到有效的解決方法，就可以達(dá)到事半功倍的效果。“控制變量法”作為研究事物規(guī)律非常有效的方法，可以幫助初中學(xué)生提高解題速度、鍛煉思維并提升解決問題的能力，因此掌握好這一方法并有效的運(yùn)用到學(xué)習(xí)過程中去對(duì)于初中學(xué)生物理科目的學(xué)習(xí)是非常有利的。