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控制变量法范文1
在科学探究实验中，控制变量法是常用的一种方法。当要探究的物理问题（或物理量）与几个因素都有关系时，我们要控制其它因素不变，只改变其中一个因素，研究物理量和它的关系，再控制别的因素不变，改变其中一个因素，研究物理量和它的关系――这种分别控制逐一研究的方法称之为控制变量法。应用控制变量法，可以把探究的物理问题与多因素的关系转化为单变量问题分别加以研究，最后综合，准确地把握物理量之间的关系。在现行人教版的初中物理教材中，比较典型的应用控制变量法进行探究的实验有探究导体的电阻与长度材料、横截面积等因素的关系；探究导体中的电流与电压、电阻的关系；探究滑动摩擦力的大小与压力、粗糙程度的关系；探究压力的作用效果与压力、受力面积的关系、探究物质的吸热能力与什么因素有关等实验。这些探究活动，从设计实验方案、选择实验器材到分析数据概括结论等环节都离不开控制变量法。
在引导学生设计实验方案上，具体做法是根据研究目的，运用一定的手段主动干预或控制自然事物、自然现象发生发展的过程，在特定的观察条件下去探索客观规律。例如，在引导学生探索、研究导体的电阻的大小与导体的哪些特性有关时，可先故意将横截面积、长度都不同的一根镍铬合金丝和一根铜丝分别串入接有小灯泡的直流电路中，让学生分别观察灯泡发光的亮度，并问学生：刚才的实验现象能否说明电阻大小与导体的某个特性有关？学生经过思考与讨论，得到的结论当然是否定的。再用横截面积和长度都不同的两根镍铬合金丝分别串入上述电路中，观察小灯泡的亮度，并让学生思考这个实验能否说明电阻大小同导体的某种特性有关，结论同样是不能。这时就可不失时机地问学生：“那么，我们应该取怎样的两根金属丝串入上述电路来做这个实验，以研究导电体的电阻大小到底与哪些因素有关呢？”同时向学生出示课前准备好的几根金属丝让他们选择。学生经过思考并相互讨论后，有的回答：应取两根横截面积相同、但长度不同的镍铬合金丝进行上述实验；有的同学说：应取两根长度相同、但横截面积不同的镍铬合金丝进行上述实验；还有的说应取长度、横截面积均相同的一根铜丝和一根镍铬合金丝进行实验比较。这时，教师可适时指出上述几种方法都可以，同时指出要研究电阻的大小同导体的长度、横截面积、材料种类这三个因素任何一个因素间的关系，就要人为地控制另外两个因素，让它们保持不变，这样，一个多因素的探究问题就转化为三个单因素的探究问题：
1 保持导体材料和横截面积一定，改变导体的长度，观察小灯泡的亮度，比较导体电阻的大小。
2 保持导体材料和长度一定，改变导体的横截面积，观察小灯泡的亮度，比较导体电阻的大小。
3 保持导体长度和横截面积一定，改变导体的材料，观察小灯泡的亮度，比较导体电阻的大小。
在引导学生分析现象（数据）、概括结论上，具体做法是确定控制不变的变量，找准发生变化的变量，通过现象或数据信息得出研究对象与发生变化的变量之间的对应关系。例如，在探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验中，闭合开关后，闭合电路的一部分导体ab、电流表、开关组成闭合电路，实验中观察到的现象记录在下表中：
比较实验2和3（或6和7）可知：
比较实验2和6（或3和7）可知：
这主要考查学生是否会用控制变量法来分析现象、概括结论。题中要探究的问题是感应电流的产生条件，表格中列举的变量有开关的断开与闭合（电路的通断）、磁场方向、导体运动方向等三个变量因素。
控制变量法范文2
关键词：初中物理；控制变量；应用探讨
我国目前初中物理教学中，电学有着至关重要的地位。在其后进行的中考，时常会出现运用控制变量法研究电学实验的题目。如此便能够知道控制变量法在整个物理学习中极其关键。学习这种方法可以较为清晰地知道电阻、电流以及电压两两之间的对应关系，进而增强初中物理电学的整体效果。
一、初中物理电学教学现状
当前以新课改作为主要的教学背景，主要研究对象为现在存在的教学模式，进而使其更加多样化。所以为了改变新课改当前的教学模式，完善过去使用的电学教学模式，同时将实验探究转换为整个物理教学的主体内容。并且在开始实施教学的时候，将全面增强整个教学模式在时间中具备的有效性。但依旧存在设备缺乏、自主学习时间严重不足以及中考式教学背景影响。
二、控制变量法在物理电学中的使用
在整个初中展开学习的时候，其中的重难点主要是欧姆定律，并且在电学教学中也有着极其重要的地位。在欧姆定律中，电阻、电流以及电压是最基础的，并且三者都是初中物理内的核心内容，针对这种关系，欧姆定律展开了较为有效的串联。采用控制变量的方法对三种要素进行管理，固定其中一个要素的值，将其中一个值随意改变，观察第三个值的变化规律，进而更加细致地完成欧姆定律学习。
在整个研究过程中，为保证电阻值不变，主要采用两种方法：第一是调节滑动变阻器，使电阻两端的电压发生变化。第二是调节电源电压，进而改变电阻两端的电压。上述两种方法都可以采用控制变量法的方法，达到探究电压、电流关系的目的。
在整个环节内，改变阻值可以通过更换电阻的方式实现。整个研究内主要可以使用两种不同的方法：第一是使用固定的电源，使导体两端固定不变，采用改变电阻的方式达到探究目的；第二是控制电压表数据，通过调节滑动变阻器达到目的。
在实际过程中，物流内存在的大量探索都需要使用到控制变量法。在初中物理学习过程中，适当使用控制变量法能够使学生创新能力与思维能力得到有效提升，进而提高学习质量。
控制变量法范文3
一、控制变量法中变量与单一变量原则
变量，亦称因子，指实验操纵控制的特定因素或条件。按性质不同，通常有以下两类4种变量：
1、实验变量与反应变量。
实验变量，亦称自变量，指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。反应变量，亦称因变量或应变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系，实验的目的即在于捕获解释这种前因后果。例如，在“唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中，所给定的低温（冰块）、适温（37℃）、高温（沸水浴）就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件的变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应也随之变化，这就是反应变量，该实验即在于捕获解释温度变化（实验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系及其经验事实。
2、无关变量与额外变量。
无关变量，亦称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验变化和结果的因素或条件。额外变量，亦称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对反应变量起干扰作用。
例如，上述实验中除实验变量（低温、适温、高温）以外，试管的洁净程度、唾液的新鲜程度和稀释浓度、可溶性淀粉溶液的浓度、试剂溶液的剂量和浓度、实验操作程序、温度处理的时间长短等等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的;如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量。
单一变量原则，是处理实验中复杂变量关系的准则之一。它有两层意思：一是确保“单一变量”的实验观测，即不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量;二是确保“单一变量”的操作规范，即实验实施中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。
例如，上述实验遵循单一变量原则，第一在观测上要做到：低温处理观测记录低温下的变化和结果，适温处理观测记录适温条件下的变化和结果，高温处理观测记录高温下的变化和结果，反应变量不能混淆。 转贴于 第二在操作上要做到：对3个实验要在预先的低温、适温、高温条件下做实验处理，常见的错误是先在常温（譬如25℃）下做处理再放到低温、适温、高温条件中进行观测，这样就混入了“常温”这个无关变量及额外变量。总之，实验设计、实施的全过程，都应遵循单一变量原则。
二、控制变量法中控制与平衡控制原则
控制，是处理实验中变量关系的又一准则，指实验要严格地操纵实验变量，以获取反应变量;与此同时，还要严格地均衡无关变量，以消除额外变量。一句话，要通过实验控制，尽量消除实验误差，以取得较为精确的实验结果。
如果说“单一变量”原则主要是对实验变量与反应变量的控制而言，而这里的“平衡控制”原则，则主要是对无关变量与额外变量的控制而说的。意思是说，实验中的无关变量的因素条件，很难避免，只有设法平衡和抵消它们的影响。
三、对照与实验对照原则
对照是实验控制的手段之一，目的仍在于消除无关变量对实验结果的影响。实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：
1、空白对照。
指不做任何实验处理的对象组。例如，在“生物组织中可溶性糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液加入试剂，而乙试管溶液不加试剂，一起进行沸水浴，比较它们的变化。这样，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增加了说服力。
2、自身对照。
指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照。单组法和轮组法，一般都包含有自身对照。如“植物细胞质壁分离和复原”实验，就是典型的自身对照。自身对照，方法简便，关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异，实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。
3、条件对照。
指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。例如，“动物激素饲喂小动物”实验，采用等组实验法，其实验设计方案是：甲组，饲喂甲状腺激素（实验组）;乙组，饲喂甲状腺抑制剂（条件对照组）;丙组：不饲喂药剂（空白对照组）。显然，乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较、对照，更能充分说明实验变量——甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。
4、相互对照。
指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。在等组实验法中，若不设空白对照，则大都是运用相互对照。如“植物激素与向性实验”的等组实验中，5个实验组所采用的都是相互对照，较好地平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果具有说服力。
控制变量法范文4
一、例如在猜想环节中促进学生对控制变量法的理解
案例一：关于猜想的教学
（教师）播放视频：晴天正午，小明从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑（如图1）。光斑形状与什么因素有关呢？光斑又是如何形成的呢？请学生讨论。
图1
学生瞎猜，有说树叶形状的，有说叶子大小的。看来，学生还没有去用心观察过。我就布置任务，请学生去观察，看看光斑的形状并试图去揭开形成的原因。
在下次课上，我们再次进行了讨论。
（学生）光斑是太阳光透过树叶间的缝隙照在地面上形成的，由于太阳光是平行光，透过孔后照在地面上形成的光斑应当与孔的形状相似，所以孔的形状决定了光斑的形状。
（学生）那么，为什么圆形光斑较小和较暗呢？
（学生）因为树叶间的圆形缝隙较小。
（学生）光斑是不是与树叶到地面的距离还有关系？
（教师）大家说了这么多因素，我们怎么开展研究呢？
（学生）我们可以先研究大部分人认同的因素，即光斑形状可能与下与树叶间空隙大小和树叶间空隙形状有关。其他的先放放再说。
（学生）这样做不够科学。控制变量法控制什么？当研究的问题与多个因素有关时，虽然在多个因素中可能有某几个因素与研究的问题无关，在没有排除之前，要研究与某一因素的关系时，其他的因素都应该“被控制”。
经过学生讨论和教师引导，最终我们决定“同时”研究四个因素对光斑的影响：1.小孔成像与孔的形状有关吗？2.小孔成像与孔的大小有关吗？3.小孔成像与物距有关吗？4.小孔成像与像距有关吗？
在实践活动中我们希望达到两个目的，一是在猜想影响光斑的因素时，需要去观察。猜想就是根据部分事实得出的不确定的结论。二是在进行研究的时候，我们要进行科学方法的引导，针对学生容易将控制变量“虚控制”，强调“要将其他所有的因素都控制”，这是控制变量法的关键。因此，在猜想环节就有一个整体的变量规划对控制变量法的理解是很有帮助的。
二、在实践活动方案的设计中促进学生对控制变量法的理解
案例二：实验方案的评价
（教师）请学生小组讨论，并拿出设计方案。
（学生）展示了甲、乙、丙三张带孔卡片（如图所示），其中，甲、乙卡片中小孔的尺寸均为3mm，甲、丙卡片中大孔的尺寸均大于2cm。在进行探究时，在地上铺上一张白纸，把带孔的卡片置于上方，让太阳光透过卡片上的孔，观察纸面上出现的光斑形状。
甲组 乙组 丙组
（教师）这是三个小组的设计。请各自说明一下自己的设计方案。
（乙组学生）我们想研究“光斑是否与树叶间空隙形状有关”，因而设计了四种大小相同而形状不同的小孔。
（丙组学生）我们也想研究“光斑是否与树叶间空隙形状有关”，除了乙的方案外，我们还设计了丙图。我们想看看小孔和大孔是不是遵循一样的规律。
（甲组学生）我们想研究“光斑是否与树叶间空隙大小有关”，所以小孔的形状不变，只改变孔的大小。
（学生）甲组的方案是有漏洞的。物体（太阳）是圆的，小孔也是圆的，如果最后的光斑是圆的，分不清是什么原因导致的。
（教师）你会如何改进？
（学生）我们的方案如图①，这样只让树叶间空隙大小发生改变，与此同时也与太阳的形状不一样。
（学生）我们的方案如图②，上下两行是对比“光斑形状与树叶间空隙大小是否有关”的，左右2列是观察规律是否具有普遍性。
（学生）我们的方案如图③，至少要观察三种情况，所以我们这样设计。
[①][②][③] [①][②][③]
还有一些组设计了一些更有创意的方案，看到同学的各种画法，师生连声叫好。
[⑤][⑥]
[⑦][⑧]
经过生与生之间、师与生之间的相互评价、讨论，充分调动学生的积极性，让学生说出来、议起来，让学生的错误充分暴露、发生碰撞后对控制变量法就有了更深的理解。
三、在实践活动方案的落实中促进学生对控制变量法的理解
仅仅在脑中实验是不够的，我们要走出教室，在做中学，去感受控制变量法带来的喜悦。
案例三：动手中的发现
小孔成像与孔的直径究竟是什么关系？是不是孔越小越好？孔大了就成不了像？带着这个问题，学生分小组开展了研究。
（学生）：我们的方案如图①，这样只让树叶间空隙大小发生改变，与此同时也与太阳的形状不一样。
观察物体：摩天360的尖顶（夜晚有灯光点缀）
小组人数：6人
（见附表）
经过动手操作，学生对小孔的理解更加全面。原来的认识是小孔成像的条件是孔要足够小，现在的理解是这个“小”是相对于孔到光屏的距离而言的。所谓小孔，指的是孔的边长或直径远小于孔到光屏的距离（像距）。举个例子：若方孔的边长为10 cm时，这个孔应该不小了吧，如果该孔到光屏的距离大于40 m时，也能成太阳圆形的像，这个边长为10 cm的方孔也应该叫小孔。
控制变量法范文5
初中物理教学的控制变量法，主要应用在以下内容：
一、热学题
[解析]B蒸发快慢与液体温度、液体的表面积和液体上方空气流动快慢有关，控制变量法的关键是抓住哪些物理量相同，哪些物理量不同，从图1中明显可以看出不同的量是水的表面积。
二、力学题
（1）你选择的猜想是（填写序号）
（3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：
[解析]斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度、粗糙程度、长度和物体的重力有关，若想探究猜想①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，则只能改变斜面的倾斜程度，需要控制不变的因素有斜面的粗糙程度、斜面的长度和物体的重力。
（1）分析比较图①②③，说明物体所受浮力的大小与因素有关。
（2）在图③与图④中保持了不变，得到的结论是浮力大小与有关。这种研究问题的方法叫做。请再举一个应用这种研究方法的实验：。
[解析]浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关。
（1）分析比较图①②③可知控制了液体（水）的密度不变，改变的是物体排开液体的体积，所以应填物体排开液体的体积（或V排）
（2）在图③与图④中保持了物体排开液体的体积（或V排）不变，改变了液体的密度，可以得出结论：浮力大小与液体的密度（或ρ液）有关控制变量法电流做功与哪些因素有关等。
三、电学题
控制变量法范文6
八年级学生刚学习“控制变量法”相关问题时，学生不理解“变量”也不知道如何控制“变量”。我举了通俗的例子说明：人的健康状况受哪些因素的影响？经过学生讨论，认为受“先天因素、饮食情况、是否锻炼”三个因素的影响。于是我提出问题：人的健康状况与是否锻炼有什么关系？同学们马上给出答案，锻炼的人要好于不锻炼的人。我接着追问：如果一个先天体质差但饮食习惯好且参与锻炼的人和一个先天体质好但饮食习惯不好且不参与锻炼的人哪个更健康呢？一时同学们没了答案。接着我又给出第三个问题：在什么条件下，你们的答案才是正确的呢？经过大家讨论认为，在先天因素和饮食习惯都相同的条件下。这里的条件就是控制变量，我们所采用的研究问题的方法就是控制变量法。
一、控制变量法对理解和分析物理公式起着很重要的作用，多出现在选择题中
例如：对公式v=s/t的理解，不能盲目地说速度v与路程s成正比，与时间t成反比。而应该说：当时间t一定，速度v与路程s成正比；当路程s一定，速度v与时间t成反比；当v一定，s与t成正比。对其他物理公式的分析采取同样方法。对公式P=UI的理解，绝不能简单地说电压U越高或电流越大，电功率P就越大。正确的理解是：当电流I一定，电功率P与电压U成正比；当电压U一定，电功率P与电流I成正比；当P一定，U与I成反比。上述归纳为：只要是三个物理量组成的公式，在分析它们的关系时，一定要控制其中一个量不变，然后讨论另外两个量的关系。如果是四个物理量组成的公式呢？则应控制其中两个量不变，然后讨论另外两个量的关系。例：W=UIt的分析：当I和t一定，W与U成正比；当U和t一定，W与I成正比；当W和t一定，U与I成反比；当W和I一定U与t成反比。不管公式中出现多少个物理量，在分析两个量的关系时，则需把其他所有量都控制不变（常数除外）。这样就掌握了正确的分析物理公式的方法。
二、在简答题中解释物理现象时常用到控制变量法
例：为什么坐在沙发上比坐在木凳上舒服些？我们知道影响压强大小因素有压力和受力面积，这里是同一人控制的是压力一定，坐沙发比坐木凳人体的受力面积大，根据P=F/S，所以人体受到的压强小，感觉舒服些。为什么人走在冰面上比走在地面上容易滑倒？影响滑动摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度。这里是控制压力不变，改变了接触面的粗糙程度，冰面的粗糙程度比地面小，人受到冰面的滑动摩擦力小，因此容易滑倒。如果在解答此类问题时，没有控制变量会导致逻辑不严谨而失分。
三、控制变量法在探究实验中更为重要
如果在设计实验和进行试验时没有控制变量，整个试验就是失败的，得出的结论也毫无意义。例如：在探究“影响动能大小的因素”的时，首先在设计实验时需要选同一斜面且保证斜面的倾斜程度一定。然后再分别研究与质量和速度的关系。（1）动能与质量的关系。选两个质量不等（改变质量）的钢球使它们处于斜面上同一高度（控制到达平面时速度相等）自由释放，观察两次平面上的木块被推动距离的远近。归纳结论：物体的运动速度相同，质量越大，动能越大。（2）动能与速度的关系。选两个质量相同或同一钢球（控制质量相等）使其处于斜面上不同高度（改变到达平面时的速度）自由释放，再观察两次平面上的木块被推动距离的远近。分析归纳：物体的质量相同，运动速度越大，动能越大。探究“电流与电压的关系”时，需要控制定值电阻R一定，通过滑动变阻器改变R两端电压，然后用电流表测出每次对应的电流值I。最后得出：当电阻一定，通过导体的电流与导体两端的电压成正比的结论。而“探究电流与电阻的关系”时则要改变定值电阻R的阻值，通过滑动变阻器控制定值电阻R两端电压一定，用电流表测出每次对应的电流值I。从而得到：当电压一定，通过导体的电流与导体的电阻成反比的结论。除了上述实验，还有多个采用控制变量法的探究实验：“同种物质的质量与体积的关系”“影响浮力大小的因素”“比较不同物质的吸热能力”“电热与什么因素有关”“影响电磁铁磁性强弱的因素”等。
控制变量法不仅应用在上述题型中，在这里不一一列举，它是学生学习物理必须掌握的方法。总之，该方法可以说是贯穿初中物理教学的始终，是初中物理教学中最为常用、最为重要的一种方法。
参考文献：
