初中物理“控制变量法”教学之管见

吴成莲

青海省大通县良教乡中心学校 青海 西宁 810100

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，而研究物理问题的科学方法有很多，“控制变量法”就是其中之一。本文结合我在教学中的感悟谈一谈初中物理中“控制变量法”教学的愚见，目的是让我们重视“控制变量法”、用好“控制变量法”，让“控制变量法”为我们的教育教学增光添彩、锦上添花。

一、控制变量法的概念

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，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，还必须对研究对象施加人为的影响，控制其中只有一个量改变而其余量保持不变，从而观察分析被改变的量和研究对象的关系，这就是“控制变量法”。

2. 我们要重视“控制变量法”教学。

初中物理中有三分之二的物理规律都需要用控制变量进行探究。例如在研究压力的作用效果与哪些因素有关时，不仅要在相同的压力F作用下，而且还需要压力作用在同样的物体上，通过受力面积的变化来比较压力的作用效果。如果两个压力，一个压力作用的受力面积较大但在海绵上，而另一个大小相等的压力作用在受力面积较小的桌上，这时我们会发现:当压力一定时，受力面积较大，作用效果反而更明显。得到这种错误结论的原因就是未控制除面积之外的另个变量—受力物体。再如在探究通电螺线管的磁性强弱与电流大小，线匝数的关系时，只改变线圈的匝数，而不控制电流大小和有无铁芯，或是只改变电流，而不控制线圈匝数和有无铁芯的话都将得到错误的结论。

所以我们在教学中应重视引导学生熟练掌握“控制变量法”。

三、用好“控制变量法”，让其成为教与学的有力工具。

（一）、教好“控制变量法”。

教学中要由浅入深循序渐进的给学生传授此法。例如，在引导学生探究导电体的电阻大小与哪些因素有关的实验时，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因素有关，结论同样是不能。这时就可不失时机地问学生：“那么，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；有的同学回答：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；还有的同学说应取长度、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，同时指出要研究电阻的大小同导体的长度、横截面积、材料种类这三个因素中任何一个因素间的关系，就要人为地控制另外两个因素相等（不变），并指出这种实验方法就是“控制变量法”。然后让学生运用这一方法系统地进行上述实验，使学生在实际操作过程中去体验这一科学方法。

再如，课本中研究压强的大小、研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，以及探索力的作用效果同力的哪些因素有关等实验中，都用到了“控制变量法”；还有在探究导电体中电流与电压、电阻的关系（欧姆定律），研究磁场对电流的作用（定性），研究电磁感应现象（定性），怎样计量做功的多少，研究动能与哪些因素有关，势能与哪些因素有关等等实验，都是这种基本研究方法的应用事例。教学中应引导学生用这种研究方法去获得新知识。让学生通过“在应用中学习，在学习中应用”的训练，对“控制变量法”不断加深理解，并逐步达到有意识和地熟练地去应用的目的。

(二）用好“控制变量法”。如能灵活运用“控制变量法”进行一些分析，有时可起到事半功倍的效果。

在初中物理中，可用“控制变量法”去分析和解决的实际问题是很多的，这就为这一科学方法的教学和应用提供了很好的机会。例如，某学生在河边玩耍，看见两女士在河边散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，尽管她们体重看起来相当，但她们留在河边湿地上的脚印深浅有明显的差异。高跟鞋后跟的印痕窄而深，平底鞋的则宽而浅，这一日常生活事例中已经用到了控制变法。“她们体重看起来相当”即控制压力不变，不同点是高跟鞋和平底鞋对地面的作用面积不同，从而造成地面的压力效果不同。即在压力不变的情况下，压力的作用效果与受压面积成反比。可见运用“控制变量法”进行分析，往往能起到事半功倍的效果。

在初中物理（如在力学、电学、热学）中，可用“控制变量法”分析解决的实际问题还很多，教材为学生灵活运用这一研究方法提供了诸多问题资源。我们要用好这些宝贵资源，给“控制变量法”以充分的用武之地，最终使每位学生因得此法而受用终生。