盧方團(tuán)

關(guān)鍵詞：控制變量法；初中物理；實(shí)驗(yàn)方法

引言：實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)過(guò)程中幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)物理概念與規(guī)律的一個(gè)重要途徑?？刂谱兞糠ㄊ且环N科學(xué)試驗(yàn)方法，它通過(guò)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中某一變量或者某幾個(gè)變量進(jìn)行控制，使試驗(yàn)結(jié)果更精確、更可靠。文章將對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中控制變量法的具體運(yùn)用進(jìn)行探究，并分析其是怎樣幫助同學(xué)們對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行深刻了解。

? 1.什么是控制變量法

控制變量法作為科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法之一，在實(shí)驗(yàn)研究中具有舉足輕重的地位。這個(gè)方法的核心理念是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持所有其他條件不變，只改變一個(gè)或幾個(gè)特定的變量，這樣可以觀察和分析這些變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響?？刂谱兞糠ㄖ荚诒ＷC實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，使變量間因果關(guān)系得以精確推斷。在實(shí)踐中，控制變量法需要實(shí)驗(yàn)者先確定試驗(yàn)自變量與因變量。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，自變量被視為可以被操作的變量，這意味著實(shí)驗(yàn)者有意識(shí)地進(jìn)行了改變；而因變量則是實(shí)驗(yàn)中被觀察和測(cè)量的變量，它是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一個(gè)重要指標(biāo)。為了保證實(shí)驗(yàn)的高效性，研究者必須對(duì)所有可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響的變量進(jìn)行嚴(yán)格控制，這些變量通常被稱作控制變量?？刂谱兞恐饕械粌H僅局限于采用對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組，隨機(jī)分配、重復(fù)測(cè)量?？刂谱兞糠☉?yīng)用范圍很廣，它不但普遍存在于物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)以及其他自然科學(xué)領(lǐng)域，而且還適用于社會(huì)科學(xué)及工程學(xué)。這樣，研究人員就可以排除干擾因素的影響，對(duì)實(shí)驗(yàn)變量間的相互關(guān)系進(jìn)行精確地評(píng)價(jià)，并由此獲得科學(xué)結(jié)論?？刂谱兞糠ㄗ鳛榭茖W(xué)研究不可缺少的組成部分，對(duì)促進(jìn)科學(xué)知識(shí)發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新有著十分重要的作用。

? 2.初中物理實(shí)驗(yàn)中控制變量法的應(yīng)用

? 2.1力的平衡實(shí)驗(yàn)

初中物理實(shí)驗(yàn)中力的平衡是一個(gè)重要的練習(xí)，旨在驗(yàn)證力平衡的條件，通過(guò)控制變量法達(dá)到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確可靠。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將重量不等的物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)上面，調(diào)節(jié)掛物體位置，從而使系統(tǒng)處于受力平衡。在此過(guò)程中應(yīng)注意的控制變量有懸掛物體重量，懸掛點(diǎn)位置和彈簧測(cè)力計(jì)位置。調(diào)節(jié)這些變量就能觀察到作用力的平衡條件——當(dāng)作用力等于反作用力時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的詳細(xì)記錄和深入分析，我們能夠確認(rèn)牛頓的第三定律，那就是作用在物體上的力與物體對(duì)其他物體產(chǎn)生的反作用力是相等的。

? 2.2物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究

探究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律是初中物理實(shí)驗(yàn)的又一個(gè)重要組成部分，其目的在于通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察與分析來(lái)揭示物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與特征。實(shí)驗(yàn)中常采用的控制變量法主要有：改變對(duì)物體所受力的大小及方向、觀測(cè)物體加速度及運(yùn)動(dòng)軌跡。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄及分析可得牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果：物體加速度正比于對(duì)物體所施加的作用力，反比于物體質(zhì)量。另外，我們也可通過(guò)觀察慣性和摩擦力現(xiàn)象來(lái)探討其在物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的作用。

? 2.3熱量傳導(dǎo)實(shí)驗(yàn)

熱量傳導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的目的是研究熱量在物體間的傳導(dǎo)規(guī)律及特點(diǎn)，并采用控制變量法對(duì)熱傳導(dǎo)影響因素進(jìn)行探討。實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的控制變量有物體的物質(zhì)，表面積和溫度差。觀察熱傳導(dǎo)速率在不同材料和不同溫度差時(shí)的變化規(guī)律，可得熱傳導(dǎo)規(guī)律：熱傳導(dǎo)速率正比于物體材料導(dǎo)熱性質(zhì)，反比于溫度差和物體表面積。此外，我們還可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證不同的熱量傳導(dǎo)方式，例如，導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射等，以及不同材料的熱傳導(dǎo)性能的差異。

? 2.4光的反射與折射實(shí)驗(yàn)

在初中物理實(shí)驗(yàn)中，光的反射和折射實(shí)驗(yàn)是經(jīng)常進(jìn)行的，其主要目的是探索光在各種介質(zhì)中的傳播模式和屬性。實(shí)驗(yàn)上采用控制變量法探索光線的反射角及折射角隨入射角的變化。常見(jiàn)控制變量有改變光源位置與方向、改變介質(zhì)折射率。通過(guò)觀察反射角與折射角在不同入射角時(shí)的變化規(guī)律可得光線的反射定律與折射定律，即入射角與反射角相等，折射角為折射率所確定。我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這些光學(xué)定律，這不僅加深了學(xué)生對(duì)光學(xué)原理的認(rèn)識(shí)，還有助于他們更好地掌握和應(yīng)用光學(xué)知識(shí)。

? 結(jié)語(yǔ)：

控制變量在初中物理實(shí)驗(yàn)上的運(yùn)用，在增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)科學(xué)性與準(zhǔn)確性的同時(shí)，也大大豐富了同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)感受。這樣，可以使學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象有更直觀地觀察與認(rèn)識(shí)，發(fā)展其觀察力、分析力與邏輯思維能力。當(dāng)學(xué)生掌握并運(yùn)用控制變量法時(shí)，就會(huì)更能挖掘物理世界中的秘密，從而為今后的學(xué)習(xí)與研究奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。所以，教師要鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)使用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)得到充分發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱春治.初中物理教學(xué)中“控制變量法”應(yīng)用技巧及指導(dǎo)策略[J].國(guó)家通用語(yǔ)言文字教學(xué)與研究，2023（04）：97-99.

（作者單位：南寧市江南區(qū)明陽(yáng)中學(xué)）