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1、浅谈“控制变量法”在初中物理教学中的应用萍乡市安源区泉江中学袁灿萍从这些年新课程改革来看，现在已改变了过去那种只注重知识传授的倾向，强调形成主动的学习态度，使获得知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。教师从单纯注重传授知识转变为引导学生学会学习，学会交流合作。当然要达到这一目标，必须更新教育理念。新课程标准强调要培养学生的探究能力,重要的是在探究过程中逐步培养学生用科学的方法去探究，那么研究物理问题的科学方法有很多,如“控制变量法”、逆向思维法、综合分析法、总结归纳法、类比法、推理法等等。本文结合笔者在教学中的体验简单总结“控制变量法”这种科学研究方法在初中物理教学中
2、的应用。“控制变量法”是物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。“控制变量法”是指在研究某个物理问题或物理量与多种因素的关系时,每次只改变一个因素,控制保持其他因素不变,分析所研究的物理问题与该因素的关系。它把多因素的问题转变为多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决。例如为了研究某物理量同影响它的三个因素中的一个因素之间的关系，可将另外两个因素人为地控制起来，使它们保持不变，以便观察和研究该物理量与这一因素之间的关系。在课堂教学中运用“控制变量法”去分析问题、解决问题有着不可低估的重要作用,下边就“控制变量法”分别在探究物理规律、设计物理实验、解决物理问题等各举一例做一探
3、讨。一、“控制变量法”在探究物理规律时的应用如在引导学生探索“导电体中电流大小同其两端电压大小和其电阻大小之间的定性关系，最终得出欧姆定律”就用到了这一科学方法，使学生对“控制变量法”不断加深理解，并逐步达到有意识地去应用的目的。具体探究过程如下1、控制电阻R不变,改变导体两端电压U,探究电流I与电压U之间的关系。(1)采用定值电阻,即可保证定值电阻R不变。(2)改变导体两端的电压,可用两种办法:①改变电源两端的电压,即可改变导体两端的电压U。学生能够较为轻松地运用控制变量的方法直接研究电流与电压的关系,易于学生理解和掌握。②通过调节滑动变阻器,改变电阻R两端的电压。要使学生明确研究对象是
4、定值电阻这部分电路,滑动变阻器的作用是为了使定值电阻两端的电压发生改变。2、控制导体两端的电压U不变,改变电阻R,探究电流与电阻的关系。(1)换用不同的定值电阻即可改变电阻R。(2)改变电阻R的同时要保证导体两端的电压不变,可以采用以下两种方法:①使用同一个电源,即可保证导体两端的电压不变,更换不同的电阻,可直接得出电流与电阻的关系,降低了探究的难度。但如果实验中使用的是干电池,电池有内阻,外接电阻R变化时,电阻R两端的电压也会随之有所变化,给实验带来误差。②换用阻值不同的电阻R时,若滑动变阻器的滑片不动,定值电阻两端的电压会发生变化。电压、电阻都改变,就不能确定究竟是什么因素影响了电流。
5、这一点学生在实验中非常容易忽视,教师要注意引导学生观察电压表,使其示数保持不变。经过以上两个环节的探究,学生得出“导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系”便水到渠成了。除了“欧姆定律”外,“影响电阻大小的因素”、“焦耳定律”、“电磁铁磁性的强弱与什么因素有关”等探究过程也为“控制变量法”的教学和应用提供了很好的机会。教师应充分利用这些机会,使学生对“控制变量法”不断加深理解,并逐步达到有意识地应用“控制变量”的研究方法去探究物理规律。二、“控制变量法”在物理实验设计中的应用在物理实验过程中，控制变量法是一种最常用的、非常有效的探索客观物理规律的科学方法。具体做法是根据研究目的，运用
6、一定的手段（控制实验仪器设备等）主动干预或控制自然事物、自然现象发生发展的过程，在特定的观察条件下去探索客观规律。例如，在引导学生探索、研究导电体的电阻的大小同导电体的哪些特性有关时，可先故意将横截面积、长度都不同的一根镍铬合金丝和一根铜丝分别串入接有小灯泡的直流电路中，让学生分别观察灯泡发光的亮度，并问学生：刚才的实验现象能否说明电阻大小与导电体的某个特性有关？学生经过思考与讨论，得到的结论当然是否定的。再用横截面积和长度都不同的两根镍铬合金丝分别串入上述电路中，观察小灯泡的亮度，并让学生思考这个实验能否说明电阻大小同导电体的某种特性有关，结论同样是不能。这时就可不失时机地问学生：“那么
7、，我们应该取怎样的两根金属丝串入上述电路来做这个实验，以研究导电体的电阻大小到底与哪些因素有关呢？”同时向学生出示课前准备好的几根金属丝让他们选择。学生经过思考并相互讨论后，有的回答：应取两根横截面积相同、但长度不同的镍铬合金丝进行上述实验；有的同学说：应取两根长度相同、但横截面积不同的镍铬合金丝进行上述实验；还有的说应取长度、横截面积均相同的一根铜丝和一根镍铬合金丝进行实验比较。这时，教师可适时指出上述几种方法都可以，
