淺談初中物理中的控制變量法

第第頁(yè)淺談初中物理中的控制變量法自然界中發(fā)生的各種物理現(xiàn)象往往是錯(cuò)綜冗雜的，因此影響物理學(xué)討論對(duì)象的因素在很多狀況下并不是單一的，而是多種因素互相交叉、共同起作用的．譬如說(shuō)某段導(dǎo)體中通過(guò)電流的大小不僅和其兩端電壓有關(guān)，還和這段導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積的大小及材料種類(lèi)等因素有關(guān)．所以要想精確地把握討論對(duì)象的各種特性，弄清事物改變的緣由和規(guī)律，單靠自然條件下整體觀看討論對(duì)象是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必需對(duì)討論對(duì)象施加人為的影響，造成特定的便于觀看的條件，這就是“掌握變量”的方法．例如為了討論某物理量同影響它的三個(gè)因素中的一個(gè)因素之間的關(guān)系，可將另外兩個(gè)因素人為地掌握起來(lái)，使它們保持不變，以便觀看和討論該物理量與這一因素之間的關(guān)系．

首先，在學(xué)校物理試驗(yàn)過(guò)程中，掌握變量法是一種最常用的、特別有效的探究客觀物理規(guī)律的科學(xué)方法．

詳細(xì)做法是依據(jù)討論目的，運(yùn)用肯定的手段〔掌握試驗(yàn)儀器設(shè)備等〕主動(dòng)干預(yù)或掌握自然事物、自然現(xiàn)象發(fā)生進(jìn)展的過(guò)程，在特定的觀看條件下去探究客觀規(guī)律．例如，在引導(dǎo)同學(xué)探究、討論導(dǎo)電體的電阻的大小同導(dǎo)電體的哪些特性有關(guān)時(shí)，可先有意將橫截面積、長(zhǎng)度都不同的一根鎳鉻合金絲和一根銅絲分別串入接有小燈泡的直流電路中，讓同學(xué)分別觀看燈泡發(fā)光的亮度，并問(wèn)同學(xué)：剛剛的試驗(yàn)現(xiàn)象能否說(shuō)明電阻大小與導(dǎo)電體的某個(gè)特性有關(guān)？同學(xué)經(jīng)過(guò)思索與商量，得到的結(jié)論當(dāng)然是否認(rèn)的．再用橫截面積和長(zhǎng)度都不同的兩根鎳鉻合金絲分別串入上述電路中，觀看小燈泡的'亮度，并讓同學(xué)思索這個(gè)試驗(yàn)?zāi)芊裾f(shuō)明電阻大小同導(dǎo)電體的某種特性有關(guān)，結(jié)論同樣是不能．這時(shí)就可不失時(shí)機(jī)地問(wèn)同學(xué)：“那么，我們應(yīng)當(dāng)取怎樣的兩根金屬絲串入上述電路來(lái)做這個(gè)試驗(yàn)，以討論導(dǎo)電體的電阻大小究竟與哪些因素有關(guān)呢？”同時(shí)向同學(xué)出示課前預(yù)備好的幾根金屬絲讓他們選擇．同學(xué)經(jīng)過(guò)思索并互相商量后，有的回答：應(yīng)取兩根橫截面積相同、但長(zhǎng)度不同的鎳鉻合金絲進(jìn)行上述試驗(yàn)；有的同學(xué)說(shuō)：應(yīng)取兩根長(zhǎng)度相同、但橫截面積不同的鎳鉻合金絲進(jìn)行上述試驗(yàn)；還有的說(shuō)應(yīng)取長(zhǎng)度、橫截面積均相同的一根銅絲和一根鎳鉻合金絲進(jìn)行試驗(yàn)比較．這時(shí)，老師可適時(shí)指出上述幾種方法都可以，同時(shí)指出要討論電阻的大小同導(dǎo)電物質(zhì)的長(zhǎng)度、橫截面積、材料種類(lèi)這三個(gè)因素任何一個(gè)因素間的關(guān)系，就要人為地掌握另外兩個(gè)因素，使它們相等，并指出這種試驗(yàn)的方法就是“掌握變量法”，再讓同學(xué)運(yùn)用這一方法系統(tǒng)地進(jìn)行上述試驗(yàn)，使同學(xué)在實(shí)際操作過(guò)程中去體驗(yàn)這一科學(xué)方法．

在學(xué)校物理教學(xué)中還有很多概念或規(guī)律之探究和推導(dǎo)的試驗(yàn)過(guò)程中，都運(yùn)用了“掌握變量法”這一科學(xué)方法，如在引導(dǎo)同學(xué)探究“導(dǎo)電體中電流大小同其兩端電壓大小和其電阻大小之間的定性關(guān)系，最終得出歐姆定律”和探究“力的作用效果同力的哪些因素有關(guān)，最終得出力的三要素”等試驗(yàn)過(guò)程中都用到了這一科學(xué)方法，使同學(xué)對(duì)“掌握變量法”不斷加深理解，并逐步到達(dá)有意識(shí)地去應(yīng)用的目的．

其次，在利用物理學(xué)問(wèn)去分析和解決一些實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如能敏捷運(yùn)用“掌握變量法”進(jìn)行分析，有時(shí)可起到事半功倍的效果．

在學(xué)校物理中，可用“掌握變量”去分析和解決的實(shí)際問(wèn)題是許多的，這就為這一科學(xué)方法的教學(xué)和應(yīng)用供應(yīng)了很好的機(jī)會(huì)．例如，有這樣一道題：質(zhì)量相同的水和煤油，汲取相同的熱量，誰(shuí)的溫度上升較大？對(duì)于這一道習(xí)題，初看起來(lái)好像有肯定的難度，由于這樣簡(jiǎn)短的一句話中包含了四個(gè)互相關(guān)聯(lián)的物理量，也就是說(shuō)，要比較誰(shuí)的溫度上升較大，就要同時(shí)分析其它三個(gè)物理量〔質(zhì)量、熱量、比熱容〕對(duì)它的綜合影響，假如沒(méi)有一種科學(xué)的分析方法，要解決這樣一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)勁，且精確率不高，但如能對(duì)同學(xué)加以恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，讓他們考慮是否可用物理試驗(yàn)中常用的科學(xué)方法來(lái)解決這道實(shí)際問(wèn)題，經(jīng)過(guò)思索及同學(xué)間的互相商量，很多同學(xué)便會(huì)想到用“掌握變量法”結(jié)合公式Ｑ＝ｃｍΔｔ來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，思路是這樣的：由于這個(gè)問(wèn)題要解決的是Δｔ〔上升的溫度〕的大小，所以先將此公式變成Δｔ＝Ｑ／ｃｍ的形式，再分析題目發(fā)覺(jué)，ｍ〔質(zhì)量〕、Ｑ〔熱量〕相同，即這個(gè)問(wèn)題中Δｔ僅取決于ｃ〔比熱容〕，且從Δｔ＝Ｑ／ｃｍ這一關(guān)系式中可以看出，Δｔ與ｃ成反比，而水的比熱容大于煤油的比熱容，因此很簡(jiǎn)單得出這個(gè)問(wèn)題的答案是：“煤油上升的溫度比水大”．可見(jiàn)，在解決物理問(wèn)題時(shí)，如能恰當(dāng)運(yùn)用科學(xué)方法進(jìn)行分析，的確能起到提高解題速度與精確率的良好效果．更為重要的是，通過(guò)這一實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程，使同學(xué)對(duì)如何應(yīng)用“掌握