摘要：控制变量法和模型法是物理学习的两种重要方法。本文通过几组实例介绍在物理教学中如何有效地运用控制变量法和模型法来培养学生解决实际问题的能力。
关键词：控制变量法；模型法；物理教学
一、 概念介绍
1. 控制变量法是培养学生解决复杂问题的一种有效方法。具体到物理学概念中，控制变量就是除实验因素（也就是自变量）之外的对实验结果产生影响的变量，因这类变量并非实验的研究变量，因此也可称作无关因子、非实验因子、无关变量或非实验因素等。由于实验的影响因素不止一个，因此要研究一个影响因素时必须将其他的变量保持不变，否则在实验分析时不知道实验结果的改变是哪个因素所引起的。因此，需要预先控制容易导致因变量受影响的变量因素（除自变量之外），保证实验结果不受影响，以进一步明确实验因果关系。具体而言，要想获得有效的实验作用与结果，就必须对实验影响因素进行有效控制，以此获得保证实验结果的真实性。如果某一物理量与其他两个及以上物理量存在一定关系时，应将其中一个物理量进行改变，保证其他物理量始终处于不变状态，进而对物理量与改变量之间的关系进行研究。
2. 模型法指通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，为满足研究需求，将具体的物理实体或过程抽象为一定模型，通过忽略次要因素来凸显主要因素，这一模型被称作“理想模型”或“假想模型”。它在物理教学中起到重要的作用，能简化教学过程，使物理知识直观化，有利于对学生抽象思维及发散思维的培养。
二、 应用实例
1. 控制变量法的使用
下面以“降落伞在空中滞留时间与什么因素有关”来具体介绍控制变量法的实际应用：
（1） 首先对可能的几种因素进行猜想
A. 伞绳长度可能影响滞空时间
B. 打开后形状可能影响滞空时间
C. 面积可能影响滞空时间
D. 开始下落高度可能影响滞空时间
E. 总重量可能影响滞空时间
（2） 设定方案
A. 选择实验用具：伞绳长度、面积、形状、总重量均不同的降落伞，盒尺、计时器、电子秤；
B. 操作步骤：根据控制变量法的实验原则，进行多次实验，每次实验只对一个影响降落伞在空中滞留时间的因素进行改变，其他的因素保持不变；
（3） 设计记录数据的表格：
（5） 实验数据分析及结论
A. 分析1和2两组数据得出，在保持其他条件不变的情况下，伞的面积会影响降落伞的滞空时间，面积越大的伞在空中滞留的时间越长，即伞的面积和滞空时间成正比。
B. 分析2和3两组数据得出，在保持其他条件不变的情况下，伞的总重量会影响降落伞的滞空时间，总重量越大的伞在空中滞留的时间越短，即伞的总重量和滞空时间成反比。
C. 分析2和4两组数据得出，在保持其他条件不变的情况下，降落伞打开后形状不影响降落伞的滞空时间，即伞的形状和滞空时间无关。
D. 分析5和6两组数据得出，在保持其他条件不变的情况下，降落伞的起始高度会影响降落伞的滞空时间，起始高度越大的伞在空中滞留的时间越长，即伞的起始高度和滞空时间成正比。
E. 分析4和5两组数据得出，在保持其他条件不变的情况下，伞绳长度不影响降落伞的滞空时间，即伞绳长度和滞空时间无关。
2. 模型法的使用
在物理例题和习题的解答中经常用到模型法来建立物理模型，例如在题目中出现“光滑的接触面”意思就是将接触面的摩擦力视为0，“两物体间的距离远大于它的长度”意思就是将物体视为体积为零的质点，“轻质弹簧”或“轻绳”意思就是将弹簧或繩子的质量忽略……如果学生不理解这些物理模型的意义，就无法正确地解答习题，教育效果也会大打折扣。所以教师在例题的教学中应该注意着重引导分析，首先让学生理解题中的物理图景，明确题中涉及的物理模型，然后再用相应的数学模型来解题.
三、 结论
控制变量法和模型法都是解决复杂问题的有效方法。控制变量法是将复杂的因素分解开，逐一的去分析问题。模型法是将复杂的因素分为主要和次要因素，着重分析主要因素从而解决问题。在物理教学中，指导学生阅读课本，重视物理学史，加强物理实验，注意观察现象，巧妙设计习题，在知识复习中总结方法，在物理知识的教学中渗透方法教育。
作者简介：
潘慧萍，福建省建瓯市第二中学。endprint
