控制變量法在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

鐘煥昌

新一輪課程改革的核心是基礎(chǔ)教育改革，在改革課程教學(xué)內(nèi)容的同時，科學(xué)研究方法教學(xué)也是重要的改革內(nèi)容.

新課標指出，物理課程的基本理念要注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化，應(yīng)改變過分強調(diào)知識傳承的傾向，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實踐能力以及創(chuàng)新意識.可見，科學(xué)方法教育在初中物理教學(xué)中具有重要意義，其中重要的一種科學(xué)方法就是控制變量法.所謂控制變量法，就是把一個多因素影響的某一物理量問題，通過控制某幾個因素不變，只讓其中一個因素改變，從而轉(zhuǎn)化為多個單一因素影響某一物理量的問題的研究方法.控制變量法在初中物理習(xí)題中也頻繁出現(xiàn)，對于開拓學(xué)生的思維具有較好的效果.

下面就控制變量法在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用談點體會.

1.控制變量法在力學(xué)中的應(yīng)用

例1在探究影響浮力大小因素的活動中，同學(xué)們提出了下列三種猜想：猜想1：浮力的大小與物體浸入液體中的體積有關(guān).猜想2：浮力的大小與液體的密度有關(guān).猜想3：浮力的大小與物體的重力大小有關(guān).同學(xué)們通過實驗探究，驗證了猜想1和猜想2是正確的.對于猜想3，甲乙兩同學(xué)分別進行了如下的實驗探究.甲同學(xué)的實驗探究如下：實驗：利用彈簧測力計、水和鹽水，測算出同一鐵塊浸沒在鹽水中受到的浮力大小和浸沒在水中受到的浮力大小不相等.分析：由于鐵塊的重力大小不變，而鐵塊所受的浮力大小不等，所以鐵塊受到的浮力大小與鐵塊的重力大小無關(guān).結(jié)論：猜想3是錯誤的.乙同學(xué)的實驗探究如下： 實驗：利用彈簧測力計和水，測算出體積相同的鐵塊和鋁塊浸沒在水中受到的浮力大小相等.分析：由于鐵塊、鋁塊的重力大小不等，而它們受到的浮力大小相等，所以浮力大小與重力大小無關(guān).結(jié)論：猜想3是錯誤的.對甲、乙兩同學(xué)的實驗，你認為（甲同學(xué)/乙同學(xué)）的實驗方法是不正確的，請具體指出他的錯誤是，根據(jù)他的實驗和他的分析思路還可得出，這個結(jié)論是（正確/錯誤）的.

解析：本題研究的是物體的重力這一因素對浮力的影響，根據(jù)控制變量法，就需控制除物理重力的其他對浮力有影響的其他因素，單獨改變物體重力，觀察浮力的變化.

答案：甲同學(xué)研究與重力的關(guān)系卻控制了重力不變浮力大小與浸入液體的體積大小無關(guān)的結(jié)論錯誤

2.控制變量法在電學(xué)中的應(yīng)用

例2在“探究電阻上的電流跟電壓關(guān)系”的實驗中，小華同學(xué)用下圖的電路圖進行探究，它釆用改變電池節(jié)數(shù)的方法改變電壓的大小，分別用定值電阻R1（5Ω）和R2（10Ω）進行6次實驗，記錄數(shù)據(jù)如下表.（1）從實驗次數(shù)1和2的數(shù)據(jù)可以看出：.（2）從實驗次數(shù)和的數(shù)據(jù)可以看出，在時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比.

解析：本題主要考查學(xué)生運用控制變量法的能力和用文字規(guī)范表達實驗結(jié)論的能力，注意控制量和被控制量.

答案：（1）在電阻一定時，電壓和電流成正比（2）14電壓一定

3.控制變量法在熱學(xué)中的應(yīng)用

例3初溫相同和質(zhì)量相等的銅塊和鐵塊，吸收相同的熱量后，溫度高的是（）.

A.銅塊B.鐵塊

C.都一樣D.無法確定

解析：本題控制了初溫、質(zhì)量和熱量，單一改變材料，求溫度高的是哪種材料.根據(jù)不同材料的比熱容，可以解答本題.

答案：B

總之，在初中物理教學(xué)中，教師不僅要使學(xué)生掌握物理知識，而且要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，特別是利用控制變量法探究物理規(guī)律的能力.利用控制變量法研究物理問題，注重了知識的形成過程，有利于扭轉(zhuǎn)重結(jié)論、輕過程的傾向，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí).