控制變量法：自然界中發(fā)生的各種現(xiàn)象往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的。 決定某種現(xiàn)象的發(fā)生和變化的因素往往有很多。 為了了解事物變化的原因和規(guī)律，我們必須設(shè)法人為地控制其中一個(gè)或幾個(gè)因素使其保持不變，然后比較和研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系。 這種研究問題的科學(xué)方法就是“控制變量法”。 初中物理實(shí)驗(yàn)大多采用這種方法。 例如，通過導(dǎo)體的電流I受導(dǎo)體電阻R和兩端電壓U的影響。 研究電流I與電阻R的關(guān)系時(shí)，需要保持電壓U恒定； 當(dāng)研究電流I和電壓U的關(guān)系時(shí)，需要保持電阻R恒定； 影響壓力作用的因素、影響液體蒸發(fā)速度的因素、引起聲音的因素、液體內(nèi)壓的規(guī)律、比熱容概念的引入等，我們常常是間接認(rèn)識(shí)的基于他們看得見、摸得著的現(xiàn)象。 例如，電流的大小可以根據(jù)電流的熱效應(yīng)來理解，磁場(chǎng)可以根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)磁體的強(qiáng)大作用來理解。 等價(jià)法：在研究物理問題時(shí)，有時(shí)為了簡(jiǎn)化問題，常常用一個(gè)物理量來代替所有其他物理量，但物理效果不會(huì)改變。 例如用合力代替各分力，用總阻力代替各部分的阻力，用浮力代替液體對(duì)物體的各種壓力等。類比：當(dāng)在理解一些物理概念時(shí)，我們常常會(huì)用生活中熟悉的具有共同特征的現(xiàn)象進(jìn)行類比，以幫助我們理解它。 例如，在理解電流大小時(shí)，可以用水流來類比。
理解電壓時(shí)，用水壓來類比，用水流（壓力）類比電流（壓力），用水波類比聲波。 建模方法：在研究磁體的磁場(chǎng)時(shí)，引入“磁力線”的概念和表示模型（如太陽系模型）； 理論模型（如理想氣體模型）； 假想模型（如電場(chǎng)線、磁場(chǎng)線等模型）； 數(shù)學(xué)模型（如??空間點(diǎn)陣模型）。 控制變量法在初中物理實(shí)驗(yàn)探索中的應(yīng)用作者：**浩來源：《新課程研究》2015年第01期 物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)用到它對(duì)許多科學(xué)探究方法的探索。 例如，控制變量法、換算法、類比法等都是初中物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的科學(xué)探究方法。 在這些探究方法中，控制變量法應(yīng)用最為廣泛，因此控制變量法在初中物理教學(xué)中顯得尤為重要。 所謂控制變量法是指：在研究某一物理量與其多個(gè)影響因素之間的關(guān)系時(shí)，僅改變其中一個(gè)影響因素，而保持其他影響因素不變，從而確定該影響因素與該物理量之間的關(guān)系。數(shù)量。 關(guān)系。 以此類推，通過對(duì)相關(guān)因素一一判斷，就可以得到物理量與其相關(guān)因素之間的關(guān)系。 受控變量法是解決復(fù)雜問題的有效方法。 它廣泛應(yīng)用于我們的生活和工作中，常用于初中物理實(shí)驗(yàn)探索。 例如，在探索影響滑動(dòng)摩擦因素的實(shí)驗(yàn)中，在探索影響壓力效應(yīng)因素的實(shí)驗(yàn)中，在探索影響動(dòng)能因素的實(shí)驗(yàn)中，在探索影響重力勢(shì)能因素的實(shí)驗(yàn)中，控制將采用變量方法。
接下來我將以“歐姆定律”為例來說明控制變量法在初中物理實(shí)驗(yàn)探索中的具體應(yīng)用。 歐姆定律探討了流過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體的電阻之間的關(guān)系。 因?yàn)闊o論導(dǎo)體兩端的電壓發(fā)生變化還是導(dǎo)體的電阻發(fā)生變化，通過導(dǎo)體的電流都會(huì)發(fā)生變化。 因此，影響導(dǎo)體中電流大小的因素有兩個(gè)：導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻。 這時(shí)就必須使用控制變量法。 該位置可以改變電阻器兩端的電壓。 記錄導(dǎo)體兩端的電壓值和相應(yīng)的電流值，并填寫下表。 分析上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們可以得出結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體的電阻不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。 位置保持導(dǎo)體兩端的電壓恒定，并通過更換不同電阻值的導(dǎo)體來改變電阻。 記錄導(dǎo)體的電阻值和相應(yīng)的電流值，并填寫下表。 “控制變量法”是初中物理中常用的探索和分析問題的科學(xué)方法之一。 本文就其在教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。 自然界中發(fā)生的各種物理現(xiàn)象往往錯(cuò)綜復(fù)雜。 因此，影響物理研究對(duì)象的因素很多時(shí)候并不是單一的初中物理控制變量法的實(shí)驗(yàn)，而是多個(gè)因素交織在一起、共同作用的。 例如，流過導(dǎo)體某一截面的電流大小，不僅與兩端電壓有關(guān)初中物理控制變量法的實(shí)驗(yàn)，還與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、截面積的大小、電流的大小等因素有關(guān)。材料類型。 因此，要準(zhǔn)確地把握研究對(duì)象的各種特征，明確事物變化的原因和規(guī)律，單純地在自然條件下對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行整體觀察是不夠的。 還需要對(duì)研究對(duì)象施加人為的影響，使其發(fā)生特定的變化。 便于觀察的條件，這就是“控制變量”的方法。 例如，為了研究某個(gè)物理量與影響它的三個(gè)因素之一之間的關(guān)系，可以人為地控制另外兩個(gè)因素，使其保持不變，這樣就可以得到該物理量與這個(gè)因素之間的關(guān)系。被觀察和研究。 關(guān)系。 首先，在初中物理實(shí)驗(yàn)過程中英語作文，控制變量法是探索客觀物理規(guī)律最常用、也是非常有效的科學(xué)方法。 具體方法是根據(jù)研究目的，采用一定手段（控制實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備等），主動(dòng)干預(yù)或控制自然事物和自然現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展，在特定的觀測(cè)條件下探索客觀規(guī)律。 例如，在引導(dǎo)學(xué)生探索和研究與導(dǎo)體電阻有關(guān)的導(dǎo)體特性時(shí)，可以有意將不同截面積和長(zhǎng)度的鎳鉻合金線和銅線串聯(lián)起來。 在一個(gè)帶有小燈泡的直流電路中，讓學(xué)生分別觀察燈泡的亮度，并問學(xué)生：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否可以說明電阻的大小與導(dǎo)體的某種特性有關(guān)？ 經(jīng)過思考和討論，學(xué)生們得出的結(jié)論當(dāng)然是否定的。 然后用兩根不同截面積和長(zhǎng)度的鎳鉻合金線串入上述電路中，觀察小燈泡的亮度，并要求學(xué)生思考這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明電阻與導(dǎo)體的某些特性。 結(jié)論 不能做同樣的事情。 這時(shí)，你可以趕緊問學(xué)生：“那么，我們應(yīng)該在上面的電路中串什么樣的兩根金屬線來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，來研究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)呢？” 同時(shí)，向?qū)W生展示本課內(nèi)容。 提前準(zhǔn)備了幾根金屬線供他們選擇。 經(jīng)過同學(xué)們的思考和討論，有的回答：上述實(shí)驗(yàn)應(yīng)使用兩根截面積相同但長(zhǎng)度不同的鎳鉻合金絲； 有同學(xué)說：應(yīng)該用兩根截面積相同但截面積不同的鎳鉻合金絲，用一根鎳鉻合金絲來進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)； 還有人說應(yīng)該用長(zhǎng)度和截面積相同的銅線和鎳鉻合金線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較。 這時(shí)，教師可以指出上述方法都是可以的，并指出為了研究電阻的大小與導(dǎo)電材料的長(zhǎng)度、截面積、材料類型之間的關(guān)系，需要人為地控制其他三個(gè)因素。 兩個(gè)因素，使它們相等，并指出本實(shí)驗(yàn)的方法是“控制變量法”，然后讓學(xué)生用這種方法系統(tǒng)地進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)際操作中體會(huì)這種科學(xué)方法過程。 在物理教學(xué)中，許多概念或規(guī)律的探索和推導(dǎo)都采用了“控制變量法”的科學(xué)方法。 例如，引導(dǎo)學(xué)生探索“導(dǎo)體中電流的大小以及導(dǎo)體及其另一端的電壓大小”。 這一科學(xué)方法運(yùn)用在“電阻與電阻之間的定性關(guān)系，最終得出歐姆定律”以及探索“力的哪些因素與力的作用有關(guān)，最終得出三要素”等實(shí)驗(yàn)過程中。力”，使學(xué)生對(duì)“控制變量法”不斷加深理解，逐步達(dá)到自覺應(yīng)用的目的。 其次，在運(yùn)用物理知識(shí)分析解決一些實(shí)際問題時(shí)，如果能靈活運(yùn)用“受控變量法”進(jìn)行分析，有時(shí)可以達(dá)到事半功倍的效果。 在初中物理中，有很多實(shí)際問題可以通過“控制變量”來分析和解決，這為這種科學(xué)方法的教學(xué)和應(yīng)用提供了良好的機(jī)會(huì)。 例如，有這樣一個(gè)問題：相同質(zhì)量的水和煤油吸收相同的熱量。 哪一個(gè)的溫升較大？ 對(duì)于這個(gè)練習(xí)，乍一看似乎很難，因?yàn)檫@么短的句子包含四個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物理量。 也就是說，如果你想比較誰的溫度升高更多，就必須同時(shí)分析其他三個(gè)。 如果沒有科學(xué)的分析方法來分析物理量（質(zhì)量、熱量、比熱容）對(duì)其的綜合影響，解決這樣的實(shí)際問題不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且精度也較低。 但是，如果能夠適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生，讓他們考慮是否可以用物理實(shí)驗(yàn)中常用的科學(xué)方法來解決這個(gè)實(shí)際問題。 經(jīng)過同學(xué)們的思考和討論，很多同學(xué)會(huì)想到用“控制變量法”結(jié)合公式Q=cmΔt來解決這個(gè)問題。 ，思路如下：因?yàn)橐鉀Q的問題是Q/cm的形式，進(jìn)一步分析問題后發(fā)現(xiàn)m（質(zhì)量）和Q（熱量）是相同的，即本問題中的Δt僅取決于c（比熱容），并且從Δt=Q/cm的關(guān)系可以看出，Δt與c成反比，水的比熱容大于煤油的比熱容。 因此，很容易得出這個(gè)問題的答案是：“煤油的溫度上升幅度大于水的上升幅度”。 可見，在解決物理問題時(shí)，如果能夠適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用科學(xué)的方法進(jìn)行分析，對(duì)于提高問題解決的速度和準(zhǔn)確性確實(shí)能夠起到很好的效果。 更重要的是，通過這個(gè)實(shí)際的解決問題的過程，學(xué)生們對(duì)如何運(yùn)用“控制變量法”等科學(xué)方法來分析和解決問題做出了有益的嘗試。 在初中物理（如力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等）中，有很多實(shí)際問題可以用“控制變量”的科學(xué)方法來分析和解決，這為學(xué)生靈活運(yùn)用這種科學(xué)方法解決問題提供了保障。解決問題。相關(guān)熱詞搜索：物理初中實(shí)驗(yàn)中使用的變量物理控制變量方法實(shí)例物理控制變量方法論文
