初中物理電學(xué)中控制變量法的運(yùn)用芻議

周祥根

【內(nèi)容摘要】電學(xué)是初中物理課程中的重要內(nèi)容。本文首先對控制變量法進(jìn)行了簡單分析，進(jìn)而對控制變量法在初中物理規(guī)律、電阻學(xué)習(xí)和課后習(xí)題三方面的具體運(yùn)用進(jìn)行實例探討。

【關(guān)鍵詞】初中物理 電學(xué) 控制變量法 運(yùn)用

初中物理課程中，電學(xué)是一大重要的模塊，要十分重視對此部分內(nèi)容的教學(xué)。然而由于學(xué)生所處年齡階段的特殊性，以及物理電學(xué)的復(fù)雜性，導(dǎo)致在實際的電學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不理想。因此，要想讓學(xué)生全面掌握初中物理電學(xué)的知識，達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果，應(yīng)當(dāng)采取恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法，而控制變量法正是一種能夠幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)效果的方法。

一、控制變量法概述

控制變量法通常運(yùn)用在科學(xué)研究領(lǐng)域，能夠有效實現(xiàn)能力的培養(yǎng)。新課改推行后，各大學(xué)校更為重視對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，在初中物理這門學(xué)科中，各個物理量的形成都與一定的因素有關(guān)，一旦這些因素發(fā)生變化，相應(yīng)的物理量也會發(fā)生變化。由此便可以引出控制變量法的概念，即在保持不相關(guān)因素不變的前提下，改變將要研究的因素，并進(jìn)一步觀察此因素在發(fā)生變化的過程中，所引起的物理量變化的過程和特點(diǎn)。在初中物理電學(xué)教學(xué)中運(yùn)用控制變量法，可以幫助學(xué)生更好地認(rèn)識電學(xué)，并進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和了解物理電學(xué)。

二、初中物理電學(xué)中控制變量法的具體運(yùn)用

1.控制變量法在物理規(guī)律中的運(yùn)用

歐姆定律是物理學(xué)中最重要的定律之一，是電學(xué)中最為基礎(chǔ)的內(nèi)容，它將電流、電壓和電阻三者之間的關(guān)系進(jìn)行了串聯(lián)。在電學(xué)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生首先接觸的是電流、電壓和電阻這三個概念。在探究三者關(guān)系時，學(xué)生可以充分運(yùn)用控制變量的方法展開學(xué)習(xí)，通過設(shè)計實驗，在保持其他因素不變的情況下，改變某一因素，并通過認(rèn)真觀察，明確歐姆定律的內(nèi)容。

首先，保持電阻R不變，將導(dǎo)體的電壓U進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，然后研究電流I和電壓U之間的相互聯(lián)系。保持電阻值不變應(yīng)當(dāng)將電阻值固定起來。要觀察電阻值不變的情況下，電壓值的變化情況，可以通過以下兩種方式實現(xiàn)：一是調(diào)整電源兩側(cè)的電壓，以此改變導(dǎo)體兩側(cè)的電壓值。如此一來，學(xué)生通過使用控制變量法，可以更好地了解電流和電壓之間的關(guān)系。二是通過調(diào)整滑動變阻器，以此改變電阻R兩側(cè)的電壓值，滑動變阻器可以使電阻兩端的電壓發(fā)生變化，幫助學(xué)生明確電阻電路。

其次，保證導(dǎo)體兩側(cè)的電壓值U固定，通過調(diào)整電阻值探究電阻和電流之間的關(guān)系。在對電阻值進(jìn)行調(diào)整時，應(yīng)當(dāng)通過更換不同定值的電阻來實現(xiàn)。在保持電壓值不變的情況下，對電阻進(jìn)行調(diào)整，并觀察電阻值的變化對電流和電阻之間關(guān)系的影響，主要有以下兩種方式實現(xiàn)方式：一是使用統(tǒng)一的電源，以保證導(dǎo)體兩側(cè)的電壓固定，同時也是為了方便更換不同定值的電阻，這可以使得電流和電阻的關(guān)系直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。二是在實驗中采用干電池，容易對實驗產(chǎn)生影響，造成一定的誤差。這是由于干電池自身帶有電阻，電阻兩側(cè)的電壓會在外接電阻的影響下發(fā)生變化。在更換電阻的過程中，如果滑動變阻器的滑片失效，容易引起電阻兩側(cè)的電壓產(chǎn)生變化，這種情況下，電流與電壓之間的關(guān)系就不能得到應(yīng)有的體現(xiàn)，所得出的結(jié)果就會有誤差，學(xué)生也比較容易落入這樣的誤區(qū)之中。

2.控制變量法在電阻學(xué)習(xí)中的運(yùn)用

學(xué)生在進(jìn)行電阻知識的學(xué)習(xí)之前，學(xué)生全面掌握電路中的電流和電壓的知識，在電阻知識的學(xué)習(xí)中，會更為輕松，然而學(xué)生并沒有掌握科學(xué)的放方法進(jìn)行物理電學(xué)的學(xué)習(xí)，這就需要教師進(jìn)行一定的引導(dǎo)，將控制變量法運(yùn)用到教學(xué)之中。比如教師可以引入一些較為經(jīng)典的電學(xué)例題進(jìn)行課堂講解。學(xué)生在最初已經(jīng)掌握電流和電壓概念的前提下，再進(jìn)行電阻的學(xué)習(xí)，就不會產(chǎn)生太大的學(xué)習(xí)壓力。在講完電阻概念之后，教師應(yīng)當(dāng)專門排出一節(jié)物理課，用控制變量法對一些經(jīng)典的例題進(jìn)行講解。

例如，在研究導(dǎo)體電阻的影響因素時，將粗細(xì)均勻的一節(jié)導(dǎo)體段成兩截，并將其接到如圖1所展示的電路之中，以便用于探究_____。

此題利用控制變量法，可以清楚地得出：此題目是用于研究導(dǎo)體電阻和長度的關(guān)系的。

圖1 電路圖

（三）控制變量法在物理課后習(xí)題中的運(yùn)用

物理中最為常見的一種題型是比較物理量的大小，這種題型看似容易，實則是學(xué)生在考試中的最容易失分的地方，這源于學(xué)生并沒有真正掌握解題的技巧，一開始就進(jìn)入了錯誤的思考模式，而控制變量法的運(yùn)用，可以幫助學(xué)生掌握解題技巧?？刂谱兞糠ㄍǔＪ侵竷蓚€或以上的因素對某一物理量的影響，在進(jìn)行大小的比較時，應(yīng)當(dāng)保持一個以上的因素不變，并將其余的因素改變，同時研究物理量的變化情況。比如下題：

初始溫度一樣，質(zhì)量一樣的鐵和銅在吸收同樣的熱量后，溫度較高的是（ ）

A.銅 B.鐵

C.一樣 D.無法確定

以上這道題通過控制變量法可以得出答案為：B。

三、結(jié)語

初中物理課程中的電學(xué)是學(xué)生以后進(jìn)行電學(xué)知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，可以幫助學(xué)生更好地了解和掌握電學(xué)的知識。學(xué)生在進(jìn)行電學(xué)知識的學(xué)習(xí)中，會遇到一系列的問題，這些問題不利于學(xué)生學(xué)習(xí)物理電學(xué)知識。因此，教師需要做好引導(dǎo)工作，幫助學(xué)生充分運(yùn)用控制變量法進(jìn)行電學(xué)的學(xué)習(xí)，并可以幫助學(xué)生解決實際生活中遇到的電學(xué)問題。

（作者單位：江西省石城縣第二中學(xué)）