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控制變量法范文1

在科學探究實驗中，控制變量法是常用的一種方法。當要探究的物理問題（或物理量）與幾個因素都有關系時，我們要控制其它因素不變，只改變其中一個因素，研究物理量和它的關系，再控制別的因素不變，改變其中一個因素，研究物理量和它的關系――這種分別控制逐一研究的方法稱之為控制變量法。應用控制變量法，可以把探究的物理問題與多因素的關系轉化為單變量問題分別加以研究，最后綜合，準確地把握物理量之間的關系。在現(xiàn)行人教版的初中物理教材中，比較典型的應用控制變量法進行探究的實驗有探究導體的電阻與長度材料、橫截面積等因素的關系；探究導體中的電流與電壓、電阻的關系；探究滑動摩擦力的大小與壓力、粗糙程度的關系；探究壓力的作用效果與壓力、受力面積的關系、探究物質的吸熱能力與什么因素有關等實驗。這些探究活動，從設計實驗方案、選擇實驗器材到分析數(shù)據(jù)概括結論等環(huán)節(jié)都離不開控制變量法。

在引導學生設計實驗方案上，具體做法是根據(jù)研究目的，運用一定的手段主動干預或控制自然事物、自然現(xiàn)象發(fā)生發(fā)展的過程，在特定的觀察條件下去探索客觀規(guī)律。例如，在引導學生探索、研究導體的電阻的大小與導體的哪些特性有關時，可先故意將橫截面積、長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，讓學生分別觀察燈泡發(fā)光的亮度，并問學生：剛才的實驗現(xiàn)象能否說明電阻大小與導體的某個特性有關？學生經(jīng)過思考與討論，得到的結論當然是否定的。再用橫截面積和長度都不同的兩根鎳鉻合金絲分別串入上述電路中，觀察小燈泡的亮度，并讓學生思考這個實驗能否說明電阻大小同導體的某種特性有關，結論同樣是不能。這時就可不失時機地問學生：“那么，我們應該取怎樣的兩根金屬絲串入上述電路來做這個實驗，以研究導電體的電阻大小到底與哪些因素有關呢？”同時向學生出示課前準備好的幾根金屬絲讓他們選擇。學生經(jīng)過思考并相互討論后，有的回答：應取兩根橫截面積相同、但長度不同的鎳鉻合金絲進行上述實驗；有的同學說：應取兩根長度相同、但橫截面積不同的鎳鉻合金絲進行上述實驗；還有的說應取長度、橫截面積均相同的一根銅絲和一根鎳鉻合金絲進行實驗比較。這時，教師可適時指出上述幾種方法都可以，同時指出要研究電阻的大小同導體的長度、橫截面積、材料種類這三個因素任何一個因素間的關系，就要人為地控制另外兩個因素，讓它們保持不變，這樣，一個多因素的探究問題就轉化為三個單因素的探究問題：

1 保持導體材料和橫截面積一定，改變導體的長度，觀察小燈泡的亮度，比較導體電阻的大小。

2 保持導體材料和長度一定，改變導體的橫截面積，觀察小燈泡的亮度，比較導體電阻的大小。

3 保持導體長度和橫截面積一定，改變導體的材料，觀察小燈泡的亮度，比較導體電阻的大小。

在引導學生分析現(xiàn)象（數(shù)據(jù)）、概括結論上，具體做法是確定控制不變的變量，找準發(fā)生變化的變量，通過現(xiàn)象或數(shù)據(jù)信息得出研究對象與發(fā)生變化的變量之間的對應關系。例如，在探究導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應電流的條件的實驗中，閉合開關后，閉合電路的一部分導體ab、電流表、開關組成閉合電路，實驗中觀察到的現(xiàn)象記錄在下表中：

比較實驗2和3（或6和7）可知：

比較實驗2和6（或3和7）可知：

這主要考查學生是否會用控制變量法來分析現(xiàn)象、概括結論。題中要探究的問題是感應電流的產(chǎn)生條件，表格中列舉的變量有開關的斷開與閉合（電路的通斷）、磁場方向、導體運動方向等三個變量因素。

控制變量法范文2

關鍵詞：初中物理；控制變量；應用探討

我國目前初中物理教學中，電學有著至關重要的地位。在其后進行的中考，時常會出現(xiàn)運用控制變量法研究電學實驗的題目。如此便能夠知道控制變量法在整個物理學習中極其關鍵。學習這種方法可以較為清晰地知道電阻、電流以及電壓兩兩之間的對應關系，進而增強初中物理電學的整體效果。

一、初中物理電學教學現(xiàn)狀

當前以新課改作為主要的教學背景，主要研究對象為現(xiàn)在存在的教學模式，進而使其更加多樣化。所以為了改變新課改當前的教學模式，完善過去使用的電學教學模式，同時將實驗探究轉換為整個物理教學的主體內容。并且在開始實施教學的時候，將全面增強整個教學模式在時間中具備的有效性。但依舊存在設備缺乏、自主學習時間嚴重不足以及中考式教學背景影響。

二、控制變量法在物理電學中的使用

在整個初中展開學習的時候，其中的重難點主要是歐姆定律，并且在電學教學中也有著極其重要的地位。在歐姆定律中，電阻、電流以及電壓是最基礎的，并且三者都是初中物理內的核心內容，針對這種關系，歐姆定律展開了較為有效的串聯(lián)。采用控制變量的方法對三種要素進行管理，固定其中一個要素的值，將其中一個值隨意改變，觀察第三個值的變化規(guī)律，進而更加細致地完成歐姆定律學習。

在整個研究過程中，為保證電阻值不變，主要采用兩種方法：第一是調節(jié)滑動變阻器，使電阻兩端的電壓發(fā)生變化。第二是調節(jié)電源電壓，進而改變電阻兩端的電壓。上述兩種方法都可以采用控制變量法的方法，達到探究電壓、電流關系的目的。

在整個環(huán)節(jié)內，改變阻值可以通過更換電阻的方式實現(xiàn)。整個研究內主要可以使用兩種不同的方法：第一是使用固定的電源，使導體兩端固定不變，采用改變電阻的方式達到探究目的；第二是控制電壓表數(shù)據(jù)，通過調節(jié)滑動變阻器達到目的。

在實際過程中，物流內存在的大量探索都需要使用到控制變量法。在初中物理學習過程中，適當使用控制變量法能夠使學生創(chuàng)新能力與思維能力得到有效提升，進而提高學習質量。

控制變量法范文3

一、控制變量法中變量與單一變量原則

變量，亦稱因子，指實驗操縱控制的特定因素或條件。按性質不同，通常有以下兩類4種變量：

1、實驗變量與反應變量。

實驗變量，亦稱自變量，指實驗中由實驗者所操縱、給定的因素或條件。反應變量，亦稱因變量或應變量，指實驗中由于實驗變量而引起的變化和結果。通常，實驗變量是原因，反應變量是結果，二者具有因果關系，實驗的目的即在于捕獲解釋這種前因后果。例如，在“唾液淀粉酶水解淀粉”的實驗中，所給定的低溫（冰塊）、適溫（37℃）、高溫（沸水浴）就是實驗變量。而由于低溫、適溫、高溫條件的變化，唾液淀粉酶水解淀粉的反應也隨之變化，這就是反應變量，該實驗即在于捕獲解釋溫度變化（實驗變量）與酶的活性（反應變量）的因果關系及其經(jīng)驗事實。

2、無關變量與額外變量。

無關變量，亦稱控制變量，指實驗中除實驗變量以外的影響實驗變化和結果的因素或條件。額外變量，亦稱干擾變量，指實驗中由于無關變量所引起的變化和結果。顯然，額外變量會對反應變量起干擾作用。

例如，上述實驗中除實驗變量（低溫、適溫、高溫）以外，試管的潔凈程度、唾液的新鮮程度和稀釋濃度、可溶性淀粉溶液的濃度、試劑溶液的劑量和濃度、實驗操作程序、溫度處理的時間長短等等，都屬于無關變量，要求對低溫、適溫、高溫3組實驗是等同、均衡、穩(wěn)定的;如果無關變量中的任何一個或幾個因素或條件，對3個實驗組的給定不等同、不均衡、不穩(wěn)定，則會在實驗結果中產(chǎn)生額外變量，出現(xiàn)干擾，造成誤差。實驗的關鍵之一在于控制無關變量和減少額外變量。

單一變量原則，是處理實驗中復雜變量關系的準則之一。它有兩層意思：一是確保“單一變量”的實驗觀測，即不論一個實驗有幾個實驗變量，都應做到一個實驗變量對應觀測一個反應變量;二是確?！皢我蛔兞俊钡牟僮饕?guī)范，即實驗實施中要盡可能避免無關變量及額外變量的干擾。

例如，上述實驗遵循單一變量原則，第一在觀測上要做到：低溫處理觀測記錄低溫下的變化和結果，適溫處理觀測記錄適溫條件下的變化和結果，高溫處理觀測記錄高溫下的變化和結果，反應變量不能混淆。 轉貼于 第二在操作上要做到：對3個實驗要在預先的低溫、適溫、高溫條件下做實驗處理，常見的錯誤是先在常溫（譬如25℃）下做處理再放到低溫、適溫、高溫條件中進行觀測，這樣就混入了“常溫”這個無關變量及額外變量。總之，實驗設計、實施的全過程，都應遵循單一變量原則。

二、控制變量法中控制與平衡控制原則

控制，是處理實驗中變量關系的又一準則，指實驗要嚴格地操縱實驗變量，以獲取反應變量;與此同時，還要嚴格地均衡無關變量，以消除額外變量。一句話，要通過實驗控制，盡量消除實驗誤差，以取得較為精確的實驗結果。

如果說“單一變量”原則主要是對實驗變量與反應變量的控制而言，而這里的“平衡控制”原則，則主要是對無關變量與額外變量的控制而說的。意思是說，實驗中的無關變量的因素條件，很難避免，只有設法平衡和抵消它們的影響。

三、對照與實驗對照原則

對照是實驗控制的手段之一，目的仍在于消除無關變量對實驗結果的影響。實驗對照原則是設計和實施實驗的準則之一。按對照的內容和形式上的不同，通常有以下對照類型：

1、空白對照。

指不做任何實驗處理的對象組。例如，在“生物組織中可溶性糖的鑒定”的實驗中，向甲試管溶液加入試劑，而乙試管溶液不加試劑，一起進行沸水浴，比較它們的變化。這樣，甲為實驗組，乙為對照組，且乙為典型的空白對照?？瞻讓φ漳苊靼椎貙Ρ群鸵r托出實驗組的變化和結果，增加了說服力。

2、自身對照。

指實驗與對照在同一對象上進行，即不另設對照。單組法和輪組法，一般都包含有自身對照。如“植物細胞質壁分離和復原”實驗，就是典型的自身對照。自身對照，方法簡便，關鍵是要看清楚實驗處理前后現(xiàn)象變化的差異，實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理后的對象變化則為實驗組。

3、條件對照。

指雖給對象施以某種實驗處理，但這種處理是作為對照意義的，或者說這種處理不是實驗假設所給定的實驗變量意義的。例如，“動物激素飼喂小動物”實驗，采用等組實驗法，其實驗設計方案是：甲組，飼喂甲狀腺激素（實驗組）;乙組，飼喂甲狀腺抑制劑（條件對照組）;丙組：不飼喂藥劑（空白對照組）。顯然，乙組為條件對照。該實驗既設置了條件對照，又設置了空白對照，通過比較、對照，更能充分說明實驗變量——甲狀腺激素能促進蝌蚪的生長發(fā)育。

4、相互對照。

指不另設對照組，而是幾個實驗組相互對比對照。在等組實驗法中，若不設空白對照，則大都是運用相互對照。如“植物激素與向性實驗”的等組實驗中，5個實驗組所采用的都是相互對照，較好地平衡和抵消了無關變量的影響，使實驗結果具有說服力。

控制變量法范文4

一、例如在猜想環(huán)節(jié)中促進學生對控制變量法的理解

案例一：關于猜想的教學

（教師）播放視頻：晴天正午，小明從樹蔭下走過時，發(fā)現(xiàn)地面上有許多大小、形狀不同的光斑（如圖1）。光斑形狀與什么因素有關呢？光斑又是如何形成的呢？請學生討論。

圖1

學生瞎猜，有說樹葉形狀的，有說葉子大小的。看來，學生還沒有去用心觀察過。我就布置任務，請學生去觀察，看看光斑的形狀并試圖去揭開形成的原因。

在下次課上，我們再次進行了討論。

（學生）光斑是太陽光透過樹葉間的縫隙照在地面上形成的，由于太陽光是平行光，透過孔后照在地面上形成的光斑應當與孔的形狀相似，所以孔的形狀決定了光斑的形狀。

（學生）那么，為什么圓形光斑較小和較暗呢？

（學生）因為樹葉間的圓形縫隙較小。

（學生）光斑是不是與樹葉到地面的距離還有關系？

（教師）大家說了這么多因素，我們怎么開展研究呢？

（學生）我們可以先研究大部分人認同的因素，即光斑形狀可能與下與樹葉間空隙大小和樹葉間空隙形狀有關。其他的先放放再說。

（學生）這樣做不夠科學。控制變量法控制什么？當研究的問題與多個因素有關時，雖然在多個因素中可能有某幾個因素與研究的問題無關，在沒有排除之前，要研究與某一因素的關系時，其他的因素都應該“被控制”。

經(jīng)過學生討論和教師引導，最終我們決定“同時”研究四個因素對光斑的影響：1.小孔成像與孔的形狀有關嗎？2.小孔成像與孔的大小有關嗎？3.小孔成像與物距有關嗎？4.小孔成像與像距有關嗎？

在實踐活動中我們希望達到兩個目的，一是在猜想影響光斑的因素時，需要去觀察。猜想就是根據(jù)部分事實得出的不確定的結論。二是在進行研究的時候，我們要進行科學方法的引導，針對學生容易將控制變量“虛控制”，強調“要將其他所有的因素都控制”，這是控制變量法的關鍵。因此，在猜想環(huán)節(jié)就有一個整體的變量規(guī)劃對控制變量法的理解是很有幫助的。

二、在實踐活動方案的設計中促進學生對控制變量法的理解

案例二：實驗方案的評價

（教師）請學生小組討論，并拿出設計方案。

（學生）展示了甲、乙、丙三張帶孔卡片（如圖所示），其中，甲、乙卡片中小孔的尺寸均為3mm，甲、丙卡片中大孔的尺寸均大于2cm。在進行探究時，在地上鋪上一張白紙，把帶孔的卡片置于上方，讓太陽光透過卡片上的孔，觀察紙面上出現(xiàn)的光斑形狀。

甲組 乙組 丙組

（教師）這是三個小組的設計。請各自說明一下自己的設計方案。

（乙組學生）我們想研究“光斑是否與樹葉間空隙形狀有關”，因而設計了四種大小相同而形狀不同的小孔。

（丙組學生）我們也想研究“光斑是否與樹葉間空隙形狀有關”，除了乙的方案外，我們還設計了丙圖。我們想看看小孔和大孔是不是遵循一樣的規(guī)律。

（甲組學生）我們想研究“光斑是否與樹葉間空隙大小有關”，所以小孔的形狀不變，只改變孔的大小。

（學生）甲組的方案是有漏洞的。物體（太陽）是圓的，小孔也是圓的，如果最后的光斑是圓的，分不清是什么原因導致的。

（教師）你會如何改進？

（學生）我們的方案如圖①，這樣只讓樹葉間空隙大小發(fā)生改變，與此同時也與太陽的形狀不一樣。

（學生）我們的方案如圖②，上下兩行是對比“光斑形狀與樹葉間空隙大小是否有關”的，左右2列是觀察規(guī)律是否具有普遍性。

（學生）我們的方案如圖③，至少要觀察三種情況，所以我們這樣設計。

[①][②][③] [①][②][③]

還有一些組設計了一些更有創(chuàng)意的方案，看到同學的各種畫法，師生連聲叫好。

[⑤][⑥]

[⑦][⑧]

經(jīng)過生與生之間、師與生之間的相互評價、討論，充分調動學生的積極性，讓學生說出來、議起來，讓學生的錯誤充分暴露、發(fā)生碰撞后對控制變量法就有了更深的理解。

三、在實踐活動方案的落實中促進學生對控制變量法的理解

僅僅在腦中實驗是不夠的，我們要走出教室，在做中學，去感受控制變量法帶來的喜悅。

案例三：動手中的發(fā)現(xiàn)

小孔成像與孔的直徑究竟是什么關系？是不是孔越小越好？孔大了就成不了像？帶著這個問題，學生分小組開展了研究。

（學生）：我們的方案如圖①，這樣只讓樹葉間空隙大小發(fā)生改變，與此同時也與太陽的形狀不一樣。

觀察物體：摩天360的尖頂（夜晚有燈光點綴）

小組人數(shù)：6人

（見附表）

經(jīng)過動手操作，學生對小孔的理解更加全面。原來的認識是小孔成像的條件是孔要足夠小，現(xiàn)在的理解是這個“小”是相對于孔到光屏的距離而言的。所謂小孔，指的是孔的邊長或直徑遠小于孔到光屏的距離（像距）。舉個例子：若方孔的邊長為10 cm時，這個孔應該不小了吧，如果該孔到光屏的距離大于40 m時，也能成太陽圓形的像，這個邊長為10 cm的方孔也應該叫小孔。

控制變量法范文5

初中物理教學的控制變量法，主要應用在以下內容：

一、熱學題

[解析]B蒸發(fā)快慢與液體溫度、液體的表面積和液體上方空氣流動快慢有關，控制變量法的關鍵是抓住哪些物理量相同，哪些物理量不同，從圖1中明顯可以看出不同的量是水的表面積。

二、力學題

（1）你選擇的猜想是（填寫序號）

（3）在實驗探究的過程中，需要控制不變的因素有：

[解析]斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度、粗糙程度、長度和物體的重力有關，若想探究猜想①斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關，則只能改變斜面的傾斜程度，需要控制不變的因素有斜面的粗糙程度、斜面的長度和物體的重力。

（1）分析比較圖①②③，說明物體所受浮力的大小與因素有關。

（2）在圖③與圖④中保持了不變，得到的結論是浮力大小與有關。這種研究問題的方法叫做。請再舉一個應用這種研究方法的實驗：。

[解析]浮力的大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關。

（1）分析比較圖①②③可知控制了液體（水）的密度不變，改變的是物體排開液體的體積，所以應填物體排開液體的體積（或V排）

（2）在圖③與圖④中保持了物體排開液體的體積（或V排）不變，改變了液體的密度，可以得出結論：浮力大小與液體的密度（或ρ液）有關控制變量法電流做功與哪些因素有關等。

三、電學題

控制變量法范文6

八年級學生剛學習“控制變量法”相關問題時，學生不理解“變量”也不知道如何控制“變量”。我舉了通俗的例子說明：人的健康狀況受哪些因素的影響？經(jīng)過學生討論，認為受“先天因素、飲食情況、是否鍛煉”三個因素的影響。于是我提出問題：人的健康狀況與是否鍛煉有什么關系？同學們馬上給出答案，鍛煉的人要好于不鍛煉的人。我接著追問：如果一個先天體質差但飲食習慣好且參與鍛煉的人和一個先天體質好但飲食習慣不好且不參與鍛煉的人哪個更健康呢？一時同學們沒了答案。接著我又給出第三個問題：在什么條件下，你們的答案才是正確的呢？經(jīng)過大家討論認為，在先天因素和飲食習慣都相同的條件下。這里的條件就是控制變量，我們所采用的研究問題的方法就是控制變量法。

一、控制變量法對理解和分析物理公式起著很重要的作用，多出現(xiàn)在選擇題中

例如：對公式v=s/t的理解，不能盲目地說速度v與路程s成正比，與時間t成反比。而應該說：當時間t一定，速度v與路程s成正比；當路程s一定，速度v與時間t成反比；當v一定，s與t成正比。對其他物理公式的分析采取同樣方法。對公式P=UI的理解，絕不能簡單地說電壓U越高或電流越大，電功率P就越大。正確的理解是：當電流I一定，電功率P與電壓U成正比；當電壓U一定，電功率P與電流I成正比；當P一定，U與I成反比。上述歸納為：只要是三個物理量組成的公式，在分析它們的關系時，一定要控制其中一個量不變，然后討論另外兩個量的關系。如果是四個物理量組成的公式呢？則應控制其中兩個量不變，然后討論另外兩個量的關系。例：W=UIt的分析：當I和t一定，W與U成正比；當U和t一定，W與I成正比；當W和t一定，U與I成反比；當W和I一定U與t成反比。不管公式中出現(xiàn)多少個物理量，在分析兩個量的關系時，則需把其他所有量都控制不變（常數(shù)除外）。這樣就掌握了正確的分析物理公式的方法。

二、在簡答題中解釋物理現(xiàn)象時常用到控制變量法

例：為什么坐在沙發(fā)上比坐在木凳上舒服些？我們知道影響壓強大小因素有壓力和受力面積，這里是同一人控制的是壓力一定，坐沙發(fā)比坐木凳人體的受力面積大，根據(jù)P=F/S，所以人體受到的壓強小，感覺舒服些。為什么人走在冰面上比走在地面上容易滑倒？影響滑動摩擦力的因素是壓力和接觸面的粗糙程度。這里是控制壓力不變，改變了接觸面的粗糙程度，冰面的粗糙程度比地面小，人受到冰面的滑動摩擦力小，因此容易滑倒。如果在解答此類問題時，沒有控制變量會導致邏輯不嚴謹而失分。

三、控制變量法在探究實驗中更為重要

如果在設計實驗和進行試驗時沒有控制變量，整個試驗就是失敗的，得出的結論也毫無意義。例如：在探究“影響動能大小的因素”的時，首先在設計實驗時需要選同一斜面且保證斜面的傾斜程度一定。然后再分別研究與質量和速度的關系。（1）動能與質量的關系。選兩個質量不等（改變質量）的鋼球使它們處于斜面上同一高度（控制到達平面時速度相等）自由釋放，觀察兩次平面上的木塊被推動距離的遠近。歸納結論：物體的運動速度相同，質量越大，動能越大。（2）動能與速度的關系。選兩個質量相同或同一鋼球（控制質量相等）使其處于斜面上不同高度（改變到達平面時的速度）自由釋放，再觀察兩次平面上的木塊被推動距離的遠近。分析歸納：物體的質量相同，運動速度越大，動能越大。探究“電流與電壓的關系”時，需要控制定值電阻R一定，通過滑動變阻器改變R兩端電壓，然后用電流表測出每次對應的電流值I。最后得出：當電阻一定，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比的結論。而“探究電流與電阻的關系”時則要改變定值電阻R的阻值，通過滑動變阻器控制定值電阻R兩端電壓一定，用電流表測出每次對應的電流值I。從而得到：當電壓一定，通過導體的電流與導體的電阻成反比的結論。除了上述實驗，還有多個采用控制變量法的探究實驗：“同種物質的質量與體積的關系”“影響浮力大小的因素”“比較不同物質的吸熱能力”“電熱與什么因素有關”“影響電磁鐵磁性強弱的因素”等。

控制變量法不僅應用在上述題型中，在這里不一一列舉，它是學生學習物理必須掌握的方法。總之，該方法可以說是貫穿初中物理教學的始終，是初中物理教學中最為常用、最為重要的一種方法。

參考文獻：