初中物理電學中控制變量法的運用芻議

周祥根

【內容摘要】電學是初中物理課程中的重要內容。本文首先對控制變量法進行了簡單分析，進而對控制變量法在初中物理規律、電阻學習和課后習題三方面的具體運用進行實例探討。

【關鍵詞】初中物理 電學 控制變量法 運用

初中物理課程中，電學是一大重要的模塊，要十分重視對此部分內容的教學。然而由于學生所處年齡階段的特殊性，以及物理電學的復雜性，導致在實際的電學學習中，學生的學習效果不理想。因此，要想讓學生全面掌握初中物理電學的知識，達到良好的學習效果，應當采取恰當的學習方法，而控制變量法正是一種能夠幫助學生提升學習效果的方法。

一、控制變量法概述

控制變量法通常運用在科學研究領域，能夠有效實現能力的培養。新課改推行后，各大學校更為重視對學生綜合能力的培養，在初中物理這門學科中，各個物理量的形成都與一定的因素有關，一旦這些因素發生變化，相應的物理量也會發生變化。由此便可以引出控制變量法的概念，即在保持不相關因素不變的前提下，改變將要研究的因素，并進一步觀察此因素在發生變化的過程中，所引起的物理量變化的過程和特點。在初中物理電學教學中運用控制變量法，可以幫助學生更好地認識電學，并進一步深入學習和了解物理電學。

二、初中物理電學中控制變量法的具體運用

1.控制變量法在物理規律中的運用

歐姆定律是物理學中最重要的定律之一，是電學中最為基礎的內容，它將電流、電壓和電阻三者之間的關系進行了串聯。在電學的學習中，學生首先接觸的是電流、電壓和電阻這三個概念。在探究三者關系時，學生可以充分運用控制變量的方法展開學習，通過設計實驗，在保持其他因素不變的情況下，改變某一因素，并通過認真觀察，明確歐姆定律的內容。

首先，保持電阻R不變，將導體的電壓U進行適當調整，然后研究電流I和電壓U之間的相互聯系。保持電阻值不變應當將電阻值固定起來。要觀察電阻值不變的情況下，電壓值的變化情況，可以通過以下兩種方式實現：一是調整電源兩側的電壓，以此改變導體兩側的電壓值。如此一來，學生通過使用控制變量法，可以更好地了解電流和電壓之間的關系。二是通過調整滑動變阻器，以此改變電阻R兩側的電壓值，滑動變阻器可以使電阻兩端的電壓發生變化，幫助學生明確電阻電路。

其次，保證導體兩側的電壓值U固定，通過調整電阻值探究電阻和電流之間的關系。在對電阻值進行調整時，應當通過更換不同定值的電阻來實現。在保持電壓值不變的情況下，對電阻進行調整，并觀察電阻值的變化對電流和電阻之間關系的影響，主要有以下兩種方式實現方式：一是使用統一的電源，以保證導體兩側的電壓固定，同時也是為了方便更換不同定值的電阻，這可以使得電流和電阻的關系直觀地呈現在學生面前。二是在實驗中采用干電池，容易對實驗產生影響，造成一定的誤差。這是由于干電池自身帶有電阻，電阻兩側的電壓會在外接電阻的影響下發生變化。在更換電阻的過程中，如果滑動變阻器的滑片失效，容易引起電阻兩側的電壓產生變化，這種情況下，電流與電壓之間的關系就不能得到應有的體現，所得出的結果就會有誤差，學生也比較容易落入這樣的誤區之中。

2.控制變量法在電阻學習中的運用

學生在進行電阻知識的學習之前，學生全面掌握電路中的電流和電壓的知識，在電阻知識的學習中，會更為輕松，然而學生并沒有掌握科學的放方法進行物理電學的學習，這就需要教師進行一定的引導，將控制變量法運用到教學之中。比如教師可以引入一些較為經典的電學例題進行課堂講解。學生在最初已經掌握電流和電壓概念的前提下，再進行電阻的學習，就不會產生太大的學習壓力。在講完電阻概念之后，教師應當專門排出一節物理課，用控制變量法對一些經典的例題進行講解。

例如，在研究導體電阻的影響因素時，將粗細均勻的一節導體段成兩截，并將其接到如圖1所展示的電路之中，以便用于探究_____。

此題利用控制變量法，可以清楚地得出：此題目是用于研究導體電阻和長度的關系的。

圖1 電路圖

（三）控制變量法在物理課后習題中的運用

物理中最為常見的一種題型是比較物理量的大小，這種題型看似容易，實則是學生在考試中的最容易失分的地方，這源于學生并沒有真正掌握解題的技巧，一開始就進入了錯誤的思考模式，而控制變量法的運用，可以幫助學生掌握解題技巧。控制變量法通常是指兩個或以上的因素對某一物理量的影響，在進行大小的比較時，應當保持一個以上的因素不變，并將其余的因素改變，同時研究物理量的變化情況。比如下題：

初始溫度一樣，質量一樣的鐵和銅在吸收同樣的熱量后，溫度較高的是（ ）

A.銅 B.鐵

C.一樣 D.無法確定

以上這道題通過控制變量法可以得出答案為：B。

三、結語

初中物理課程中的電學是學生以后進行電學知識學習的基礎，可以幫助學生更好地了解和掌握電學的知識。學生在進行電學知識的學習中，會遇到一系列的問題，這些問題不利于學生學習物理電學知識。因此，教師需要做好引導工作，幫助學生充分運用控制變量法進行電學的學習，并可以幫助學生解決實際生活中遇到的電學問題。

（作者單位：江西省石城縣第二中學）