王瑞菊

作者簡介：王瑞菊（1962.09-），女，漢族，四川鄰水人，中學(xué)一級教師，大專，四川省鄰水縣城南鎮(zhèn)解慍初級中學(xué)。

摘要：自然界中的各種現(xiàn)象都不是孤立的，而是相互聯(lián)系相互制約的。同樣，在物理知識(shí)領(lǐng)域里，一個(gè)物理量要受到多個(gè)物理因素的影響和制約。在這種情況下，要知道一個(gè)物理量與某個(gè)因素之間的關(guān)系時(shí)，就要控制其他變量不變，而討論這個(gè)物理量于其中一個(gè)因素的關(guān)系。這種研究物理問題的方法叫控制變量法。

關(guān)鍵詞：初中物理教學(xué)；物理影響因素；控制變量法

中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：2095-9214（2016）10-0044-01

控制變量法在初中物理教學(xué)中具有重要的地位和作用。它貫穿著初中物理的始終。也是科學(xué)家研究物理問題的重要方法。也是初中學(xué)生應(yīng)該掌握的研究物理問題的方法。

首先，初中物理知識(shí)中有許多新的物理量就是通過控制變量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出分析得出來的。

如物體的質(zhì)量跟物體的體積和物質(zhì)的種類有關(guān)，通過控制物質(zhì)的種類相同，討論同種物質(zhì)的質(zhì)量與它的體積成正比；控制物體的體積相同，得出物體的質(zhì)量與物質(zhì)的種類有關(guān)，通過比較相同體積的不同物質(zhì)的質(zhì)量不等引出了新的物理量——密度。

再比如，壓力的作用效果與壓力和物體的受力面積有關(guān)。就通過控制受力面積相同，比較壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系；通過控制壓力相同，比較壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系，就用相同受力面積的壓力來比較壓力的作用效果，從而引出了比較壓力作用效果的物理量——壓強(qiáng)。

又如，在熱學(xué)中討論物體溫度升高吸收熱量的多少與物質(zhì)的種類、物體的質(zhì)量、升高溫度的關(guān)系，就要分別控制物體的質(zhì)量、升高的溫度、和物質(zhì)的種類相同，來討論物體溫度升高吸收的熱量與其中一個(gè)因素的關(guān)系。通過分析比較質(zhì)量相等的不同物質(zhì)升高相同的溫度吸收的熱量不同，以此引入了比較不同物質(zhì)的吸熱能力的物理量——比熱容。

利用控制變量法引入新的物理量的例子在初中物理乃至整個(gè)物理學(xué)的例子不勝枚舉。

其次，初中物理中的一些定理、定律也是利用控制變量法通過實(shí)驗(yàn)分析歸納推理得出來的。

在電學(xué)中，通過控制電阻相等，改變同一電阻兩端的電壓進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得出：在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；；通過控制電阻兩端的電壓相等，改變連入電路中的電阻大小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析得出：在導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。把兩個(gè)影響電流大小的因素——電壓、電阻都考慮進(jìn)去，就得出了歐姆定律。

電流流過導(dǎo)體要產(chǎn)生熱量，其產(chǎn)生的熱量大小與電流的大小、導(dǎo)體的電阻、通電時(shí)間有關(guān)，也是應(yīng)用控制變量法分別控制其他變量，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與未控制那個(gè)物理量的關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)定性證明：導(dǎo)體中的電流越大，導(dǎo)體的電阻越大、通電時(shí)間越長，電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。再進(jìn)行理論推導(dǎo)得出焦耳定律。

前面兩個(gè)例子是比較明顯地應(yīng)用了控制變量法討論物理量間的數(shù)量關(guān)系。在整個(gè)初中物理中還有不是明顯的數(shù)量關(guān)系，也用了控制變量的方法進(jìn)行討論得出其物理規(guī)律。

在研究阻力大小對物體運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，讓同一小車從同一斜面的同一高度滑下來控制小車在進(jìn)入水平面的初速度相同，來討論小車的運(yùn)動(dòng)與在水平面受到的阻力的關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)得出：運(yùn)動(dòng)的物體受到的阻力越小，小車運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)。在通過歸納推理得出，運(yùn)動(dòng)物體在沒有受到力的作用時(shí)，將以原來的速度永遠(yuǎn)地運(yùn)動(dòng)下去，進(jìn)一步推理得出牛頓第一定律。

閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中要產(chǎn)生的感應(yīng)電流，其感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線方向和磁感線方向的關(guān)系時(shí)，也要控制其中一個(gè)不變來討論另外兩個(gè)量的關(guān)系，從而得出其規(guī)律。

第三，不但初中物理無處不在地應(yīng)用控制變量法討論問題，獲取新的知識(shí)。而且利用控制變量法討論物體現(xiàn)象也是課程目標(biāo)對學(xué)生能力的一種要求。在我們平時(shí)的習(xí)題及畢業(yè)會(huì)考中都不會(huì)忽略考察學(xué)生對控制變量法掌握程度?？刂谱兞糠ㄔ趯W(xué)生以后的學(xué)習(xí)和工作中也都會(huì)用到這個(gè)方法的。

從上可知，控制變量法在物理研究和物理教學(xué)中具有很重要的作用。在實(shí)際物理教學(xué)中一定要采取多種教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生掌握并應(yīng)用控制變量這種討論研究問題的方法。我在平時(shí)的教學(xué)中是從以下幾點(diǎn)入手培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用控制變量法的。

第一，作為戰(zhàn)斗在第一線的物理老師，要認(rèn)真專研教材，理解教材設(shè)計(jì)的意圖，讀懂課程目標(biāo)，體會(huì)物理教學(xué)內(nèi)容中無處不在的控制變量法。在實(shí)際的教學(xué)中，在出現(xiàn)利用控制變量法討論問題時(shí)，一定要引導(dǎo)學(xué)生明白：在每個(gè)步驟中是控制哪些自變量不變，那個(gè)自變量在變，從而得出因變量與自變量是成正比或者成反比的關(guān)系；或者是在某些量不變時(shí)，因變量與自變量是一個(gè)越大另一個(gè)也越大的定性關(guān)系；或者一個(gè)越大，另一個(gè)量越小的定性關(guān)系。對學(xué)生應(yīng)用控制變量法討論問題起到潛移默化的作用。

第二，為了培養(yǎng)和檢查學(xué)生對控制變量法的掌握程度，作為物理教師，應(yīng)該多設(shè)置一些相關(guān)的習(xí)題給學(xué)生練習(xí)，從而檢查學(xué)生對其掌握程度，逐步提高學(xué)生應(yīng)用學(xué)生應(yīng)用控制變量法的能力。

第三，在實(shí)際生活和學(xué)習(xí)中，也可以引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用看著變量法。比如要比較誰打掃清潔快，誰完成作業(yè)快等，都要控制某個(gè)相同的量，而比較另一個(gè)量的多少。

第四，對于物理量間的定量關(guān)系，物理學(xué)中一般是指諸如y=z/x和y=xz的關(guān)系這類的表達(dá)式。但也有很多是定性的關(guān)系，如牛頓第一定律，也有一個(gè)量與另一個(gè)量還存在乘方的關(guān)系。在y=z/x這個(gè)表達(dá)式中，當(dāng)x相等時(shí)，y與z成正比，當(dāng)z相等時(shí)，y與x成反比；在y=xz，其中一個(gè)量相等，y就與另一個(gè)量成正比。這里要特別說明的是，在進(jìn)行控制變量法的教學(xué)過程中，也不要忘了對物理概念的教學(xué)，特別要讓學(xué)生了解物理量的真正含義。一個(gè)量不一定就跟另一個(gè)量成正比或者反比關(guān)系。例如，由歐姆定律可以變形得到R=U/I，R是導(dǎo)體的電阻，只與導(dǎo)體本身的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)，與導(dǎo)體兩端的電壓和電流無關(guān)。就不能夠說成R與U成正比，R與I有成反比。又如密度ρ=m/V中，密度ρ是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)，與物體的質(zhì)量m、物體的體積v無關(guān)，也不存ρ與m成正比，與v成反比關(guān)系。

因此，我們在實(shí)際的物理教學(xué)中，除了要教會(huì)學(xué)生應(yīng)用控制變量法討論問題，更要讓學(xué)生理解物理概念和規(guī)律，而不能夠亂用控制變量的方法想當(dāng)然地回答問題。

綜上所述，控制變量法在整個(gè)初中物理中占有很重要的地位和作用，我們一定要做好這方面的教學(xué)。

（作者單位：四川省鄰水縣城南鎮(zhèn)解慍初級中學(xué)）