控制变量法在初中物理教学中的应用

钟焕昌

新一轮课程改革的核心是基础教育改革，在改革课程教学内容的同时，科学研究方法教学也是重要的改革内容.

新课标指出，物理课程的基本理念要注重科学探究，提倡学习方式多样化，应改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识.可见，科学方法教育在初中物理教学中具有重要意义，其中重要的一种科学方法就是控制变量法.所谓控制变量法，就是把一个多因素影响的某一物理量问题，通过控制某几个因素不变，只让其中一个因素改变，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法.控制变量法在初中物理习题中也频繁出现，对于开拓学生的思维具有较好的效果.

下面就控制变量法在初中物理教学中的应用谈点体会.

1.控制变量法在力学中的应用

例1在探究影响浮力大小因素的活动中，同学们提出了下列三种猜想：猜想1：浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关.猜想2：浮力的大小与液体的密度有关.猜想3：浮力的大小与物体的重力大小有关.同学们通过实验探究，验证了猜想1和猜想2是正确的.对于猜想3，甲乙两同学分别进行了如下的实验探究.甲同学的实验探究如下：实验：利用弹簧测力计、水和盐水，测算出同一铁块浸没在盐水中受到的浮力大小和浸没在水中受到的浮力大小不相等.分析：由于铁块的重力大小不变，而铁块所受的浮力大小不等，所以铁块受到的浮力大小与铁块的重力大小无关.结论：猜想3是错误的.乙同学的实验探究如下： 实验：利用弹簧测力计和水，测算出体积相同的铁块和铝块浸没在水中受到的浮力大小相等.分析：由于铁块、铝块的重力大小不等，而它们受到的浮力大小相等，所以浮力大小与重力大小无关.结论：猜想3是错误的.对甲、乙两同学的实验，你认为（甲同学/乙同学）的实验方法是不正确的，请具体指出他的错误是，根据他的实验和他的分析思路还可得出，这个结论是（正确/错误）的.

解析：本题研究的是物体的重力这一因素对浮力的影响，根据控制变量法，就需控制除物理重力的其他对浮力有影响的其他因素，单独改变物体重力，观察浮力的变化.

答案：甲同学研究与重力的关系却控制了重力不变浮力大小与浸入液体的体积大小无关的结论错误

2.控制变量法在电学中的应用

例2在“探究电阻上的电流跟电压关系”的实验中，小华同学用下图的电路图进行探究，它釆用改变电池节数的方法改变电压的大小，分别用定值电阻R1（5Ω）和R2（10Ω）进行6次实验，记录数据如下表.（1）从实验次数1和2的数据可以看出：.（2）从实验次数和的数据可以看出，在时，通过导体的电流与导体的电阻成反比.

解析：本题主要考查学生运用控制变量法的能力和用文字规范表达实验结论的能力，注意控制量和被控制量.

答案：（1）在电阻一定时，电压和电流成正比（2）14电压一定

3.控制变量法在热学中的应用

例3初温相同和质量相等的铜块和铁块，吸收相同的热量后，温度高的是（）.

A.铜块B.铁块

C.都一样D.无法确定

解析：本题控制了初温、质量和热量，单一改变材料，求温度高的是哪种材料.根据不同材料的比热容，可以解答本题.

答案：B

总之，在初中物理教学中，教师不仅要使学生掌握物理知识，而且要培养学生科学探究的能力，特别是利用控制变量法探究物理规律的能力.利用控制变量法研究物理问题，注重了知识的形成过程，有利于扭转重结论、轻过程的倾向，有助于培养学生的科学素养，使学生学会学习.