初中物理电学中控制变量法的运用刍议

周祥根

【内容摘要】电学是初中物理课程中的重要内容。本文首先对控制变量法进行了简单分析，进而对控制变量法在初中物理规律、电阻学习和课后习题三方面的具体运用进行实例探讨。

【关键词】初中物理 电学 控制变量法 运用

初中物理课程中，电学是一大重要的模块，要十分重视对此部分内容的教学。然而由于学生所处年龄阶段的特殊性，以及物理电学的复杂性，导致在实际的电学学习中，学生的学习效果不理想。因此，要想让学生全面掌握初中物理电学的知识，达到良好的学习效果，应当采取恰当的学习方法，而控制变量法正是一种能够帮助学生提升学习效果的方法。

一、控制变量法概述

控制变量法通常运用在科学研究领域，能够有效实现能力的培养。新课改推行后，各大学校更为重视对学生综合能力的培养，在初中物理这门学科中，各个物理量的形成都与一定的因素有关，一旦这些因素发生变化，相应的物理量也会发生变化。由此便可以引出控制变量法的概念，即在保持不相关因素不变的前提下，改变将要研究的因素，并进一步观察此因素在发生变化的过程中，所引起的物理量变化的过程和特点。在初中物理电学教学中运用控制变量法，可以帮助学生更好地认识电学，并进一步深入学习和了解物理电学。

二、初中物理电学中控制变量法的具体运用

1.控制变量法在物理规律中的运用

欧姆定律是物理学中最重要的定律之一，是电学中最为基础的内容，它将电流、电压和电阻三者之间的关系进行了串联。在电学的学习中，学生首先接触的是电流、电压和电阻这三个概念。在探究三者关系时，学生可以充分运用控制变量的方法展开学习，通过设计实验，在保持其他因素不变的情况下，改变某一因素，并通过认真观察，明确欧姆定律的内容。

首先，保持电阻R不变，将导体的电压U进行适当调整，然后研究电流I和电压U之间的相互联系。保持电阻值不变应当将电阻值固定起来。要观察电阻值不变的情况下，电压值的变化情况，可以通过以下两种方式实现：一是调整电源两侧的电压，以此改变导体两侧的电压值。如此一来，学生通过使用控制变量法，可以更好地了解电流和电压之间的关系。二是通过调整滑动变阻器，以此改变电阻R两侧的电压值，滑动变阻器可以使电阻两端的电压发生变化，帮助学生明确电阻电路。

其次，保证导体两侧的电压值U固定，通过调整电阻值探究电阻和电流之间的关系。在对电阻值进行调整时，应当通过更换不同定值的电阻来实现。在保持电压值不变的情况下，对电阻进行调整，并观察电阻值的变化对电流和电阻之间关系的影响，主要有以下两种方式实现方式：一是使用统一的电源，以保证导体两侧的电压固定，同时也是为了方便更换不同定值的电阻，这可以使得电流和电阻的关系直观地呈现在学生面前。二是在实验中采用干电池，容易对实验产生影响，造成一定的误差。这是由于干电池自身带有电阻，电阻两侧的电压会在外接电阻的影响下发生变化。在更换电阻的过程中，如果滑动变阻器的滑片失效，容易引起电阻两侧的电压产生变化，这种情况下，电流与电压之间的关系就不能得到应有的体现，所得出的结果就会有误差，学生也比较容易落入这样的误区之中。

2.控制变量法在电阻学习中的运用

学生在进行电阻知识的学习之前，学生全面掌握电路中的电流和电压的知识，在电阻知识的学习中，会更为轻松，然而学生并没有掌握科学的放方法进行物理电学的学习，这就需要教师进行一定的引导，将控制变量法运用到教学之中。比如教师可以引入一些较为经典的电学例题进行课堂讲解。学生在最初已经掌握电流和电压概念的前提下，再进行电阻的学习，就不会产生太大的学习压力。在讲完电阻概念之后，教师应当专门排出一节物理课，用控制变量法对一些经典的例题进行讲解。

例如，在研究导体电阻的影响因素时，将粗细均匀的一节导体段成两截，并将其接到如图1所展示的电路之中，以便用于探究_____。

此题利用控制变量法，可以清楚地得出：此题目是用于研究导体电阻和长度的关系的。

图1 电路图

（三）控制变量法在物理课后习题中的运用

物理中最为常见的一种题型是比较物理量的大小，这种题型看似容易，实则是学生在考试中的最容易失分的地方，这源于学生并没有真正掌握解题的技巧，一开始就进入了错误的思考模式，而控制变量法的运用，可以帮助学生掌握解题技巧。控制变量法通常是指两个或以上的因素对某一物理量的影响，在进行大小的比较时，应当保持一个以上的因素不变，并将其余的因素改变，同时研究物理量的变化情况。比如下题：

初始温度一样，质量一样的铁和铜在吸收同样的热量后，温度较高的是（ ）

A.铜 B.铁

C.一样 D.无法确定

以上这道题通过控制变量法可以得出答案为：B。

三、结语

初中物理课程中的电学是学生以后进行电学知识学习的基础，可以帮助学生更好地了解和掌握电学的知识。学生在进行电学知识的学习中，会遇到一系列的问题，这些问题不利于学生学习物理电学知识。因此，教师需要做好引导工作，帮助学生充分运用控制变量法进行电学的学习，并可以帮助学生解决实际生活中遇到的电学问题。

（作者单位：江西省石城县第二中学）