初中科学电学知识控制变量法的应用

涂和平

摘 要：在初中科学知识中电学属于一个非常重要的组成部分，然而普通学生本身具有较低的感性认知，因此在对复杂的物理电学关系进行学习的时候很难取得良好的学习效果。作为一种研究复杂数理关系的重要方式，控制变量法目前被广泛地应用到初中科学电学知识的学习中，学生通过控制变量法能够更好地掌握分析和解决电学问题的方法。

关键词：初中科学；电学知识；控制变量法

在对某个物理量与多种因素的关系或者某个物理问题进行研究的时候，每次对其中的一个因素进行改动，使其他因素保持不变，对该因素与实际研究的物理问题之间的关系进行分析，这样就能够很好地转化该问题的难易程度，并且更好地解决问题。

1 初中科学中物理部分教学的现状分析

在新课改不断推行的今天，我国目前传统的初中科学物理部分教学模式实现了较大的转变，但是在实际的教学过程中仍然存在着较多的问题：首先，缺乏充足的教学硬件设施，很难将一些物理实验完成。其次，现在很多初中学生都具有比较少的自主学习时间，在学校课程安排非常多的情况下，学生普遍面对着较大的学习压力，在物理自主学习中缺少足够的时间。最后，由于受到应试教育的影响，物理教学中存在着较多的问题，不能够充分地达到物理教学的教育目标[1]。

2 控制变量法简介

所谓的控制变量法主要是指对影响问题的主要因素进行尝试考虑，并且具备对变量进行控制的初步意识。在物理学科中存在着数量众多的多样性问题，而这些多样性问题都是由很多因素组成的。通过这些问题能够让学生产生深层次的体会，除了主要因素之外，这些多样性问题往往很少会受到其他因素的影响[2]。

3 在初中科学知识中控制变量法的具体应用

3.1 在分析探究电流和电阻关系时运用控制变量法

①在分析探究电流和电阻关系时运用控制变量法：首先，要准备好滑动变阻器、电压表、电流表等相关的实验仪器；其次，要将与之相对应的电路图表画出来，该电路图表示意图见图1。

以电路图表为根据对具体的实物图进行连接，随后将开关断开，随后使滑动变阻器接入最大值，仔细地检查电路，在确定其没有任何问题之后将开关闭上。随后放入第一个电阻R，调节滑动变阻器，对此时的电压和电流进行读数，并且将读数的记录工作做好。紧接着，选择电阻R1取代电阻R，同时电压保持不变，对滑动变阻器进行再次调节，将此时的电流读出，并且进行记录。通过这种方式就能够将电阻和电流之间的关系得出：电流和电阻在保持电压不变的情况下成反比的关系。

②在分析探究电阻和电压关系时运用控制变量法。在进行该实验的时候仍然采用图1作为例子，并且选择与上述实验相同的实验器材。以电路图表为根据对实物进行连接，将开关断开，在确定其没有任何问题之后将开关合上。随后放入第一个电阻R，调节滑动变阻器，同时保持电流不变，对此时的电压进行读数，并且将读数的记录工作做好。选择电阻R1取代电阻R，同时电流保持不变，对此时的电压进行读数。通过这种方式就能够将电压和电阻之间的关系得出：电压和电阻在保持电流不变的情况下成正比的关系。③在分析探究电流和电压关系时运用控制变量法：在进行该实验的时候仍然采用图1作为例子，并且选择与上述实验相同的实验器材。以电路图表为根据对实物进行连接，将开关断开，使此时的电阻值保持不变，在确定其没有任何问题之后将开关合上，对此时的电压和电流进行读数。接下来对电路的电压进行调节，并且使电阻保持不变，将此时的电流数读出。通过这种方式就能够将电压和电流之间的关系得出：在保持电阻不变的情况下，电压越小，电流就越大；电压越大，电流就会越小。

3.2 在动态电路难点问题的解决中运用控制变量法

在图2的电路示意图中在向左移动滑动变阻器的滑片时，电压表和电流表的读数会出现怎样的变化。

通过控制变量的问题解决方法，使I、R两者中的一个因素保持不变，只对另外一个因素进行变化。电流I在该电路中必然会出现变化，因此要立足于定值电阻R着手解决问题。电流I在电路中变大之后，保持R不变，这时候通过欧姆定律我们可以发现，R两端的电压UR就会出现变大的情况。在保持电源电压不变的情况下，UR会出现变大的情况，UC则会相应变小。在电学中该电路属于一个非常典型的电路，而且该题目衍生出了很多中考题目。学生在对该电路进行分析的时候往往感到非常的困难，因此在答题的时候具有较低的准确率[3]。学生在向左移动滑片的时候，很容易判断电流I在电路中的变化和电阻 Rc的变化，但是很难判断UR、UC的变化。通过这种方式能够让学生将正确的分析方法掌握住，这样就能够通过控制变量法将难点问题很好地解决掉。

4 结语

作为非常重要的一种科学研究方式，控制变量法在物理中的运用具有十分重要的作用，其能够有效地帮助学生将物理学习中遇到的各种难题很好地解决掉，并且让学生在学习物理电学知识的过程中学会对控制变量法的灵活运用，因此能够极大地提升学生的思维能力和动手能力。

参考文献：

[1]李守海.控制变量——初中物理教学中的重要方法[J].课程教育研究，2014（12）.

[2]田苗.控制变量法在初中物理教学中的应用[J].中小学教学研究，2013（12）.