浅谈初中物理中的控制变量法

第第页浅谈初中物理中的控制变量法自然界中发生的各种物理现象往往是错综冗杂的，因此影响物理学讨论对象的因素在很多状况下并不是单一的，而是多种因素互相交叉、共同起作用的．譬如说某段导体中通过电流的大小不仅和其两端电压有关，还和这段导体的长度、横截面积的大小及材料种类等因素有关．所以要想精确地把握讨论对象的各种特性，弄清事物改变的缘由和规律，单靠自然条件下整体观看讨论对象是远远不够的，还必需对讨论对象施加人为的影响，造成特定的便于观看的条件，这就是“掌握变量”的方法．例如为了讨论某物理量同影响它的三个因素中的一个因素之间的关系，可将另外两个因素人为地掌握起来，使它们保持不变，以便观看和讨论该物理量与这一因素之间的关系．

首先，在学校物理试验过程中，掌握变量法是一种最常用的、特别有效的探究客观物理规律的科学方法．

详细做法是依据讨论目的，运用肯定的手段〔掌握试验仪器设备等〕主动干预或掌握自然事物、自然现象发生进展的过程，在特定的观看条件下去探究客观规律．例如，在引导同学探究、讨论导电体的电阻的大小同导电体的哪些特性有关时，可先有意将横截面积、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，让同学分别观看灯泡发光的亮度，并问同学：刚刚的试验现象能否说明电阻大小与导电体的某个特性有关？同学经过思索与商量，得到的结论当然是否认的．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，观看小灯泡的'亮度，并让同学思索这个试验能否说明电阻大小同导电体的某种特性有关，结论同样是不能．这时就可不失时机地问同学：“那么，我们应当取怎样的两根金属丝串入上述电路来做这个试验，以讨论导电体的电阻大小究竟与哪些因素有关呢？”同时向同学出示课前预备好的几根金属丝让他们选择．同学经过思索并互相商量后，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试验；有的同学说：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试验；还有的说应取长度、横截面积均相同的一根铜丝和一根镍铬合金丝进行试验比较．这时，老师可适时指出上述几种方法都可以，同时指出要讨论电阻的大小同导电物质的长度、横截面积、材料种类这三个因素任何一个因素间的关系，就要人为地掌握另外两个因素，使它们相等，并指出这种试验的方法就是“掌握变量法”，再让同学运用这一方法系统地进行上述试验，使同学在实际操作过程中去体验这一科学方法．

在学校物理教学中还有很多概念或规律之探究和推导的试验过程中，都运用了“掌握变量法”这一科学方法，如在引导同学探究“导电体中电流大小同其两端电压大小和其电阻大小之间的定性关系，最终得出欧姆定律”和探究“力的作用效果同力的哪些因素有关，最终得出力的三要素”等试验过程中都用到了这一科学方法，使同学对“掌握变量法”不断加深理解，并逐步到达有意识地去应用的目的．

其次，在利用物理学问去分析和解决一些实际问题时，如能敏捷运用“掌握变量法”进行分析，有时可起到事半功倍的效果．

在学校物理中，可用“掌握变量”去分析和解决的实际问题是许多的，这就为这一科学方法的教学和应用供应了很好的机会．例如，有这样一道题：质量相同的水和煤油，汲取相同的热量，谁的温度上升较大？对于这一道习题，初看起来好像有肯定的难度，由于这样简短的一句话中包含了四个互相关联的物理量，也就是说，要比较谁的温度上升较大，就要同时分析其它三个物理量〔质量、热量、比热容〕对它的综合影响，假如没有一种科学的分析方法，要解决这样一个实际问题，不仅费时费劲，且精确率不高，但如能对同学加以恰当的引导，让他们考虑是否可用物理试验中常用的科学方法来解决这道实际问题，经过思索及同学间的互相商量，很多同学便会想到用“掌握变量法”结合公式Ｑ＝ｃｍΔｔ来解决这个问题，思路是这样的：由于这个问题要解决的是Δｔ〔上升的温度〕的大小，所以先将此公式变成Δｔ＝Ｑ／ｃｍ的形式，再分析题目发觉，ｍ〔质量〕、Ｑ〔热量〕相同，即这个问题中Δｔ仅取决于ｃ〔比热容〕，且从Δｔ＝Ｑ／ｃｍ这一关系式中可以看出，Δｔ与ｃ成反比，而水的比热容大于煤油的比热容，因此很简单得出这个问题的答案是：“煤油上升的温度比水大”．可见，在解决物理问题时，如能恰当运用科学方法进行分析，的确能起到提高解题速度与精确率的良好效果．更为重要的是，通过这一实际问题的解决过程，使同学对如何应用“掌握