盧方團

關(guān)鍵詞：控制變量法；初中物理；實驗方法

引言：實驗是初中物理教學(xué)過程中幫助學(xué)生認(rèn)識物理概念與規(guī)律的一個重要途徑?？刂谱兞糠ㄊ且环N科學(xué)試驗方法，它通過對試驗過程中某一變量或者某幾個變量進行控制，使試驗結(jié)果更精確、更可靠。文章將對初中物理實驗當(dāng)中控制變量法的具體運用進行探究，并分析其是怎樣幫助同學(xué)們對物理知識進行深刻了解。

? 1.什么是控制變量法

控制變量法作為科學(xué)實驗設(shè)計方法之一，在實驗研究中具有舉足輕重的地位。這個方法的核心理念是在實驗過程中保持所有其他條件不變，只改變一個或幾個特定的變量，這樣可以觀察和分析這些變量對實驗結(jié)果的影響。控制變量法旨在保證實驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠，使變量間因果關(guān)系得以精確推斷。在實踐中，控制變量法需要實驗者先確定試驗自變量與因變量。在實驗過程中，自變量被視為可以被操作的變量，這意味著實驗者有意識地進行了改變；而因變量則是實驗中被觀察和測量的變量，它是實驗結(jié)果的一個重要指標(biāo)。為了保證實驗的高效性，研究者必須對所有可能對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響的變量進行嚴(yán)格控制，這些變量通常被稱作控制變量?？刂谱兞恐饕械粌H僅局限于采用對照組與實驗組，隨機分配、重復(fù)測量?？刂谱兞糠☉?yīng)用范圍很廣，它不但普遍存在于物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)以及其他自然科學(xué)領(lǐng)域，而且還適用于社會科學(xué)及工程學(xué)。這樣，研究人員就可以排除干擾因素的影響，對實驗變量間的相互關(guān)系進行精確地評價，并由此獲得科學(xué)結(jié)論。控制變量法作為科學(xué)研究不可缺少的組成部分，對促進科學(xué)知識發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新有著十分重要的作用。

? 2.初中物理實驗中控制變量法的應(yīng)用

? 2.1力的平衡實驗

初中物理實驗中力的平衡是一個重要的練習(xí)，旨在驗證力平衡的條件，通過控制變量法達到實驗準(zhǔn)確可靠。實驗時，將重量不等的物體掛在彈簧測力計上面，調(diào)節(jié)掛物體位置，從而使系統(tǒng)處于受力平衡。在此過程中應(yīng)注意的控制變量有懸掛物體重量，懸掛點位置和彈簧測力計位置。調(diào)節(jié)這些變量就能觀察到作用力的平衡條件——當(dāng)作用力等于反作用力時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。通過對實驗數(shù)據(jù)的詳細記錄和深入分析，我們能夠確認(rèn)牛頓的第三定律，那就是作用在物體上的力與物體對其他物體產(chǎn)生的反作用力是相等的。

? 2.2物體運動的規(guī)律探究

探究物體運動規(guī)律是初中物理實驗的又一個重要組成部分，其目的在于通過對實驗的觀察與分析來揭示物體運動規(guī)律與特征。實驗中常采用的控制變量法主要有：改變對物體所受力的大小及方向、觀測物體加速度及運動軌跡。通過對實驗數(shù)據(jù)進行記錄及分析可得牛頓第二定律實驗驗證的結(jié)果：物體加速度正比于對物體所施加的作用力，反比于物體質(zhì)量。另外，我們也可通過觀察慣性和摩擦力現(xiàn)象來探討其在物體運動過程中的作用。

? 2.3熱量傳導(dǎo)實驗

熱量傳導(dǎo)實驗的目的是研究熱量在物體間的傳導(dǎo)規(guī)律及特點，并采用控制變量法對熱傳導(dǎo)影響因素進行探討。實驗中經(jīng)常用到的控制變量有物體的物質(zhì)，表面積和溫度差。觀察熱傳導(dǎo)速率在不同材料和不同溫度差時的變化規(guī)律，可得熱傳導(dǎo)規(guī)律：熱傳導(dǎo)速率正比于物體材料導(dǎo)熱性質(zhì)，反比于溫度差和物體表面積。此外，我們還可以通過實驗來驗證不同的熱量傳導(dǎo)方式，例如，導(dǎo)熱、對流和輻射等，以及不同材料的熱傳導(dǎo)性能的差異。

? 2.4光的反射與折射實驗

在初中物理實驗中，光的反射和折射實驗是經(jīng)常進行的，其主要目的是探索光在各種介質(zhì)中的傳播模式和屬性。實驗上采用控制變量法探索光線的反射角及折射角隨入射角的變化。常見控制變量有改變光源位置與方向、改變介質(zhì)折射率。通過觀察反射角與折射角在不同入射角時的變化規(guī)律可得光線的反射定律與折射定律，即入射角與反射角相等，折射角為折射率所確定。我們通過實驗來驗證這些光學(xué)定律，這不僅加深了學(xué)生對光學(xué)原理的認(rèn)識，還有助于他們更好地掌握和應(yīng)用光學(xué)知識。

? 結(jié)語：

控制變量在初中物理實驗上的運用，在增強實驗科學(xué)性與準(zhǔn)確性的同時，也大大豐富了同學(xué)們的實驗感受。這樣，可以使學(xué)生對物理現(xiàn)象有更直觀地觀察與認(rèn)識，發(fā)展其觀察力、分析力與邏輯思維能力。當(dāng)學(xué)生掌握并運用控制變量法時，就會更能挖掘物理世界中的秘密，從而為今后的學(xué)習(xí)與研究奠定扎實的基礎(chǔ)。所以，教師要鼓勵學(xué)生主動使用控制變量法進行實驗，從而促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)得到充分發(fā)展。

參考文獻：

[1]朱春治.初中物理教學(xué)中“控制變量法”應(yīng)用技巧及指導(dǎo)策略[J].國家通用語言文字教學(xué)與研究，2023（04）：97-99.

（作者單位：南寧市江南區(qū)明陽中學(xué)）