控制变量法在初中物理教学中的应用..doc

“控制变量法”在初中物理教学中的应用 物理科 孙君 【摘要】新课程的实施对学生科学探究能力的培养十分重视，而“控制变量法”是常用的探究物理问题、分析和解决物理问题的最重要的方法。本文将从控制变量法已贯穿整个初中物理教学及控制变量法本身具备的优点的角度，讲述学生必须掌握这种科学的方法，最后介绍如何引导学生使用控制变量法。 【关键词】控制变量法、探究、分析、 物理规律 广州市初中物理实施新课程已有五年, 新课程的实施对学生科学探究能力的培养是十分重视的，而在科学探究中最常用的方法，就是控制变量法。那么，什么是“控制变量法”？自然界发生的各种现象往往是错综复杂的，并且被研究对象往往不是孤立的，总是处于与其他事物和现象的相互联系之中，因此影响研究对象的因素在许多情况下并不是单一的，而是多种因素相互交错、共同起作用的，例如导体中的电流不仅与导体两端的电压有关，还与导体的电阻有关。要想精确地把握研究对象的各种特性，弄清事物变化的原因和规律，单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的，还必须对研究对象施加人为的影响，造成特定的便于观察的条件，这就是“控制变量法”。控制变量法广泛应用于初中物理教学中，不但可用来探究物理规律，同时也是分析、解决物理问题的好帮手。本文将从控制变量法已贯穿整个初中物理教学及控制变量法本身具备的优点的角度，讲述学生必须掌握这种科学的方法，最后介绍如何引导学生使用控制变量法。 一、控制变量法贯穿了整个初中物理教学 物理学是一门以观察和实验为基础的学科，大多数物理规律都是在实验的基础上建立起来的，要想让学生牢固地掌握和熟练运用物理规律，就必须培养学生探究物理规律的能力。控制变量法作为是一种常用的、有效的探索物理规律的科学方法，在初中物理新课程教学中得到了特别广泛应用，许多物理概念或规律的探索和推导，演示实验、分组实验的教学，都运用了“控制变量法”这一科学方法。下表是课堂教学中应用了控制变量法的物理概念或规律及其对应变量： 序号 概念或规律 对应变量 1 声音的响度 物体振幅、声源的远近 2 影响液体蒸发的快慢的因素 液体温度、表面积、液体表面气流速度 3 影响导体电阻大小的因素 导体的材料、长度、横截面积、温度 4 欧姆定律（导体中的电流） 导体两端的电压、导体的电阻 5 焦耳定律 电流、电阻、时间 6 影响电磁铁磁性的因素 有无铁芯、线圈中电流大小、线圈匝数 7 通电导线在磁场中的受力方向 通电导线电流的方向、磁场的方向 8 感应电流的方向 磁场的方向、导体切磁感线的方向 9 速度 路程、时间 10 压强 压力、受力的面积 11 液体压强 液体密度、液体深度 12 浮力 液体密度、排开液体的体积 13 影响动能大小的因素 物体的质量、物体的速度 14 影响重力势能大小的因素 物体的质量、物体的高度 15 影响内能的因素 物体的质量、温度，种类 16 热量的变化（热传递） 比热容、质量、温度的变化 17 热量（燃烧燃料）： 热值、质量 从表中罗列到的物理概念或规律可看到，控制变量法的应用贯穿整个初中物理教学，它是学生必须掌握和熟练应用的科学方法之一。 二、控制变量法的优点 控制变量法广泛应用于初中物理教学中，相应地，近几年的试题中也出现了很多需要利用这一方法解答的考题，也就是说，控制变量法不仅广泛应用于教学中，而且也广泛应用于试题分析中。其优点在教与练中突显。 （一）控制变量法能有序地分解和呈现物理探究问题。 当影响某一物理量变化的因素可能较多时，要研究这些因素的变化对该物理量是否有影响，这时就需要使用控制变量法去研究，将复杂的多变量的物理问题转化为简单的单变量的问题，将多因素的抽象的大问题，转化为直观的易于操控的小问题，造成特定的便于观察的条件，进行研究。通过对相关测量数据的深入研究、分析判断、总结归纳，最后找出这个因素跟我们想要研究的物理量是什么关系。 例如：在探究液体蒸发快慢时（猜想：液体蒸发的快慢可能与液体温度、液体表面积、液体表面气流速度等因素有关），要得出液体蒸发的快慢与液体温度之间具体关系的方法是：控制液体表面积、液体表面气流速度不变，只改变液体温度，判断液体蒸发的快慢的变化，从而得出规律；再采用类似的步骤分析得出液体蒸发的快慢与液体表面积、液体蒸发的快慢与液体表面气流速度之间的规律。 在这种探究过程中，控制变量法，有序地分解和呈现了物理问题，帮助学生对影响物理量的多个因素逐一进行研究。这种探究，思路非常清晰，能帮助学生快速、准确地设计和完成探究。 （二）控制变量法能帮助学生，迅速确定解题思路。 在试题中，除了实验探究中的应用外，控制变量法还经常用于比较物理量