初中科學電學知識控制變量法的應用

涂和平

摘 要：在初中科學知識中電學屬于一個非常重要的組成部分，然而普通學生本身具有較低的感性認知，因此在對復雜的物理電學關(guān)系進行學習的時候很難取得良好的學習效果。作為一種研究復雜數(shù)理關(guān)系的重要方式，控制變量法目前被廣泛地應用到初中科學電學知識的學習中，學生通過控制變量法能夠更好地掌握分析和解決電學問題的方法。

關(guān)鍵詞：初中科學；電學知識；控制變量法

在對某個物理量與多種因素的關(guān)系或者某個物理問題進行研究的時候，每次對其中的一個因素進行改動，使其他因素保持不變，對該因素與實際研究的物理問題之間的關(guān)系進行分析，這樣就能夠很好地轉(zhuǎn)化該問題的難易程度，并且更好地解決問題。

1 初中科學中物理部分教學的現(xiàn)狀分析

在新課改不斷推行的今天，我國目前傳統(tǒng)的初中科學物理部分教學模式實現(xiàn)了較大的轉(zhuǎn)變，但是在實際的教學過程中仍然存在著較多的問題：首先，缺乏充足的教學硬件設(shè)施，很難將一些物理實驗完成。其次，現(xiàn)在很多初中學生都具有比較少的自主學習時間，在學校課程安排非常多的情況下，學生普遍面對著較大的學習壓力，在物理自主學習中缺少足夠的時間。最后，由于受到應試教育的影響，物理教學中存在著較多的問題，不能夠充分地達到物理教學的教育目標[1]。

2 控制變量法簡介

所謂的控制變量法主要是指對影響問題的主要因素進行嘗試考慮，并且具備對變量進行控制的初步意識。在物理學科中存在著數(shù)量眾多的多樣性問題，而這些多樣性問題都是由很多因素組成的。通過這些問題能夠讓學生產(chǎn)生深層次的體會，除了主要因素之外，這些多樣性問題往往很少會受到其他因素的影響[2]。

3 在初中科學知識中控制變量法的具體應用

3.1 在分析探究電流和電阻關(guān)系時運用控制變量法

①在分析探究電流和電阻關(guān)系時運用控制變量法：首先，要準備好滑動變阻器、電壓表、電流表等相關(guān)的實驗儀器；其次，要將與之相對應的電路圖表畫出來，該電路圖表示意圖見圖1。

以電路圖表為根據(jù)對具體的實物圖進行連接，隨后將開關(guān)斷開，隨后使滑動變阻器接入最大值，仔細地檢查電路，在確定其沒有任何問題之后將開關(guān)閉上。隨后放入第一個電阻R，調(diào)節(jié)滑動變阻器，對此時的電壓和電流進行讀數(shù)，并且將讀數(shù)的記錄工作做好。緊接著，選擇電阻R1取代電阻R，同時電壓保持不變，對滑動變阻器進行再次調(diào)節(jié)，將此時的電流讀出，并且進行記錄。通過這種方式就能夠?qū)㈦娮韬碗娏髦g的關(guān)系得出：電流和電阻在保持電壓不變的情況下成反比的關(guān)系。

②在分析探究電阻和電壓關(guān)系時運用控制變量法。在進行該實驗的時候仍然采用圖1作為例子，并且選擇與上述實驗相同的實驗器材。以電路圖表為根據(jù)對實物進行連接，將開關(guān)斷開，在確定其沒有任何問題之后將開關(guān)合上。隨后放入第一個電阻R，調(diào)節(jié)滑動變阻器，同時保持電流不變，對此時的電壓進行讀數(shù)，并且將讀數(shù)的記錄工作做好。選擇電阻R1取代電阻R，同時電流保持不變，對此時的電壓進行讀數(shù)。通過這種方式就能夠?qū)㈦妷汉碗娮柚g的關(guān)系得出：電壓和電阻在保持電流不變的情況下成正比的關(guān)系。③在分析探究電流和電壓關(guān)系時運用控制變量法：在進行該實驗的時候仍然采用圖1作為例子，并且選擇與上述實驗相同的實驗器材。以電路圖表為根據(jù)對實物進行連接，將開關(guān)斷開，使此時的電阻值保持不變，在確定其沒有任何問題之后將開關(guān)合上，對此時的電壓和電流進行讀數(shù)。接下來對電路的電壓進行調(diào)節(jié)，并且使電阻保持不變，將此時的電流數(shù)讀出。通過這種方式就能夠?qū)㈦妷汉碗娏髦g的關(guān)系得出：在保持電阻不變的情況下，電壓越小，電流就越大；電壓越大，電流就會越小。

3.2 在動態(tài)電路難點問題的解決中運用控制變量法

在圖2的電路示意圖中在向左移動滑動變阻器的滑片時，電壓表和電流表的讀數(shù)會出現(xiàn)怎樣的變化。

通過控制變量的問題解決方法，使I、R兩者中的一個因素保持不變，只對另外一個因素進行變化。電流I在該電路中必然會出現(xiàn)變化，因此要立足于定值電阻R著手解決問題。電流I在電路中變大之后，保持R不變，這時候通過歐姆定律我們可以發(fā)現(xiàn)，R兩端的電壓UR就會出現(xiàn)變大的情況。在保持電源電壓不變的情況下，UR會出現(xiàn)變大的情況，UC則會相應變小。在電學中該電路屬于一個非常典型的電路，而且該題目衍生出了很多中考題目。學生在對該電路進行分析的時候往往感到非常的困難，因此在答題的時候具有較低的準確率[3]。學生在向左移動滑片的時候，很容易判斷電流I在電路中的變化和電阻 Rc的變化，但是很難判斷UR、UC的變化。通過這種方式能夠讓學生將正確的分析方法掌握住，這樣就能夠通過控制變量法將難點問題很好地解決掉。

4 結(jié)語

作為非常重要的一種科學研究方式，控制變量法在物理中的運用具有十分重要的作用，其能夠有效地幫助學生將物理學習中遇到的各種難題很好地解決掉，并且讓學生在學習物理電學知識的過程中學會對控制變量法的靈活運用，因此能夠極大地提升學生的思維能力和動手能力。

參考文獻：

[1]李守海.控制變量——初中物理教學中的重要方法[J].課程教育研究，2014（12）.

[2]田苗.控制變量法在初中物理教學中的應用[J].中小學教學研究，2013（12）.