问学必有师，讲习必有友，如下是可爱的小编给大伙儿收集的8篇物理中的控制变量法，欢迎阅读，希望对大家有一些参考价值。
一、控制变量法的概念
自然界发生的很多现象往往是相互关联的，并且研究对象往往不是单个存在的。影响研究对象的因素，在许多情况下是多种因素相互交错、共同作用的。为了研究一个物理量同影响它的多个因素中的一个因素的具体关系，我们就要人为地控制其他因素保持不变，进行具体比较，探究这个物理量同这个因素之间的关系，然后得出科学的、严谨的结论，这就是控制变量法。这种实验方法在初中物理实验中应用得相当普遍。
学生最初接触物理的声学知识时，控制变量法就已经隐性地体现出来了。例如，真空罩中的闹铃实验，这个实验的目的是比较声音在空气和真空中的传播情况，在实验操作过程中，实际上保持了闹铃、闹铃的位置、研究者离闹铃的距离这几个因素不变，最后得出一个结论：声音在空气中能够传播，在真空中不能传播。这个时候，作为授课者，就应当对控制变量法做一个简单的介绍，让学生对控制变量法有一个初步的认识，为以后的探究实验做好准备。
二、控制变量法的特征
控制变量法与物理实验中的其他实验方法不同，它有一个显著特征：必须是两个或两个以上的因素对某一个物理量有影响。实验时，为了科学地探究这几个因素对这个物理量的具体影响，就要应用控制变量法。比如说，某段导体中通过电流的大小，不仅和这段导体两端电压有关，还和这段导体的电阻有关，所以在实验探究的过程当中，就要分两个步骤来进行。在探究导体中通过的电流大小与导体两端电压是否有关时，我们就要控制电阻不变；在探究导体中通过的电流大小与电阻是否有关时，我们就要控制电阻两端电压不变。
三、控制变量法的关键
在教学的过程当中，往往会碰到某个物理量可能与多个因素有关。为了探究这个问题，通常采取的思维程序是：提出问题猜想与反驳实验验证 分析论证得出结论。在验证猜想的过程当中，我们就要用到控制变量法。控制变量法的关键在于，要人为地控制一个或者几个因素保持不变，只让探究的单个因素在变化，观察这个因素与物理量的具体关系。比如说，在探究导体的电阻大小与哪些因素有关的实验中，为了研究与横截面积是否有关，教师可事先故意将长度不同的一根镍铬合金线和一根铜线，分别串入接有小灯泡和电流表的电路中，让学生分别观察小灯泡的亮暗情况和电流表的示数变化情况，然后提出问题：刚才的实验现象，能否说明导体的电阻大小与导体的横截面积有关？大多数的学生经过思考，能够得出答案：不能，因为这时它们的长度和导体的材料都不同。依次类推，采用同样的教学方法，引导学生得出：在探究导体的电阻大小与长度有关时，要保证材料、横截面积相同；在探究导体的电阻大小与材料有关时，要保证长度、横截面积相同。实验结束时，授课者要进行归纳，要研究电阻的大小同导体的长度、横截面积、材料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不变。这就是控制变量法在该实验操作过程中的关键所在。
四、控制变量法的作用
被研究的物理量的变化会受几个因素的影响。为了探究其中某一因素对该物理量变化的影响情况，就要控制其他几个因素不变，这样做的好处是能排除其他因素对该物理量的干扰，直接显露单一因素对被研究对象变化的影响情况。比如，在探究影响液体蒸发快慢的因素实验中，我们为了探究温度、液体的表面积、液体上方空气流通程度对蒸发快慢的影响时，就要分步骤进行实验。在探究温度对液体蒸发快慢的影响时，就要保持液体的表面积、液体上方空气流通程度两个因素不变，排除这两个因素对蒸发快慢的影响。依次类推，分步操作，这样能够让影响物理量的多个因素变单个因素，使复杂的问题变简单的问题。
充分应用控制变量法，能将一些多因素的抽象的大问题，转化为直观的易于操控的小问题。
控制变量法是科学探究的一种方法，它在物理学中应用特别广泛。控制变量法是指：在研究某个问题(如物理量等)与多种因素的关系时，每次只改变一个因素，保持其他因素不变，通过分析这个改变的因素与所研究问题之间的关系，再分析综合得出结论(或规律)。
例如：研究电流跟电阻和电压的关系：首先保持电阻不变，只探究电流和电压的关系。具体的做法如下：
连接电路，其中定值电阻，滑动变阻器，闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片，使尺两端电压成整数倍的变化(如2V、4V、6V等)，根据电压表和电流表的示数即可测出每次加在尺上的电压值和电流值。分析比较这些数值，就可得出结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
其次保持电压不变，只探究电流跟电阻的关系，具体做法如下：
仍利用电路，换用不同的定值电阻，使电阻成整数倍变化，调整变阻器的滑片，保持定值电阻的两端的电压不变，这样就可测出对应于不同阻值的电流值。分析比较这些数值，就可得出结论：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
综合上述就得下面的结论：
导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比(I＝U/R)。
这个结论是德国物理学家欧姆(G.S.Ohm，1787-1854)，在19世纪初期，经过大量实验得出的，叫做欧姆定律。
在学习物理课中，有很多应用控制变量法的实验，除上述“研究电流跟电压和电阻的关系的实验”外，还有：“研究液体压强的实验”、“研究影响蒸发快慢的因素的实验”、“研究压力的作用效果的实验”、“研究影响动能(势能)大小的因素的实验”、“研究影响电阻大小的因素的实验”、“研究焦耳定律的实验”、“研究电磁铁的实验”等等。
在中考试题中也有涉及用“控制变量法”思想的题目，解这类问题的一般方法如下：
1，认真审题，明确题目中所研究的“问题”指的是什么，找出与该问题相关的“因素”。
2，如果所研究的问题仅与两个因素有关，则控制其中某个因素不变(即数值相等)，分析另一个变化的因素对所提出问题的影响，从而得出结论。
3，如果所研究的问题与三个因素有关，则控制其中的两个因素不变，分析另一个因素的变化对所研究的问题的影响，从而得出结论。
4，如果所研究的问题与三个以上的因素有关，依次类推。即只改变其中的某一个因素(不包括所研究的问题)，其他因素均不变。分析变化的这一个因素与所研究问题的关系，从而得出结论。
例：(2004年山东济南)在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受多种因素影响的，他决定对此进行研究。经过和同学们讨论，提出了以下猜想：
猜想1：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关：
猜想2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关：
猜想3：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列9种规格的琴弦。因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是他们借来了一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
(2)随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：______________________________
(3)课本中所涉及的探究实验中，有些实验的研究方法与上述方法类似，例如：______________________________
[分析]本题所研究的“问题”是“音调高低”，所涉及的因素有材料、长度、横截面积。所研究的问题与三个因素有关，所以应控制其中两个因素不变。
(1)猜想1是研究音调高低(即“问题”)与横截面积的关系，所以横截面积这个因素要改变(即数值不同)，而另外两个因素――长度和材料均不变，即材料一样，长度数值相等。兼顾这i个要求，只能选用编号A 、 B 、 C。
猜想2是研究音调高低与长度的关系，所以长度要改变，而材料和横截面积必须保持不变，只能选编号A 、 D 、 F。
猜想3是研究音调高低与材料的关系，所以应控制长度与横截面积不变，而改变材料，观察表l可知：不同的材料分别是铜、钢、尼龙。值得注意的是：表中的“钢”只给了一组数值(80，1.02)。我们要控制长度和横截面积不变，就是指保持铜、钢、尼龙三者的长度相同，横截面积相等，即铜和尼龙的长度和横截面积应该与钢的长度和横截面积等，即(80，1.02)。所以表中所缺的数据为：______________________________ 。
(2)要注意体现控制变量的思想。参考答案如下：选取一根琴弦，用一定大小的力拉紧琴弦，拨动琴弦，测出此时振动的频率；改用不同的力拉紧琴弦，分别测出相应的振动频率，进行分析比较。
(3)……
“控制变量法”是初中物理实验中常采用的一种重要方法。在初中物理教学中，教师要通过实际运用来总结“控制变量法”的实质，让学生掌握控制变量法的使用方法，并运用到学习过程中，提高学生的学习效率。
一、“控制变量法”概述
1.“控制变量法”的定义
“控制变量法”指的是在对某个问题进行研究的时候，通过保持其他变量不变只改变其中一个变量的大小的方式来确定这个变量给所研究问题带来的影响。“控制变量法”在初中物理学科中使用得非常广泛，是一种非常实用的物理研究方法。
2.“控制变量法”概念的出现
在自然界中，有很多物理现象和规律都是非常复杂的，会受到很多因素的影响。因此在研究某些物理学现象的时候，需要对很多的因素进行考虑。但是这些因素的变化通常都会引起其他因素也相应的发生变化，因此要想准确找出各因素对物理现象造成的影响，必须让其他因素保持不变。“控制变量法”就是在这样的需求下出现的，并被广泛地使用。
二、“控制变量法”在初中物理教
学的应用中需要注意的问题
1.准备工作要充足
由于物理现象与规律的影响因素往往有很多，因此教师在运用“控制变量法”探究物理规律的时候需要事先准备好可能用到的材料，并找出可能的影响因素，以免在探究过程中遗漏某些影响因素。
2。提升学生解决问题的能力
“控制变量法”作为一种笼统地研究影响物理现象因素的方法，它的使用并没有规定的套路，不同物理现象所需要控制的变量也不一样，控制变量的方法也不一样，因此教师在实际的运用过程中要让学生掌握“控制变量法”的实质。
三、“控制变量法”在初中物理教
学中的应用
1.运用“控制变量法”探索客观物理规律
例如，“控制变量法”可以探究影响滑动摩擦力的因素。探索过程如下：首先可以放两个一样的木块在同一桌面上，让它们在弹簧测力计的拉动下在桌面上做匀速直线运动，并记下此时弹簧测力计的示数值，用F1表示。然后放一个重物在小木块上，让它们再次在弹簧测力计的拉动下在桌面上做匀速直线运动，并记下此时弹簧测力计的示数值F2。比较F1和F2，我们可以知道，压力会对滑动摩擦力造成影响，并且它们之间成正比关系。这个实验中，只有压力是变量，其余的因素都保持不变。之后还可以保持压力不变让小木块在铺着毛巾的桌面上做匀速直线运动，学生会发现此时的弹簧测力计示数明显增大，由此学生就会知道，滑动摩擦力还会受到接触面粗糙程度的影响，同样也是正比关系。
2.“控制变量法”有利于学生理解公式的推导过程
物理学科中很多公式的推导都会用到“控制变量法”。比如密度概念的来源就用到了这种方法。密度是通过比较体积相同的同一种物质的质量以及体积相同的不同种物质的质量得出了一个结论：对于同种物质来说，质量与体积之间的比值相同；而不同种物质质量与体积之间的比值就不同。控制变量法的运用帮助我们理解了密度的意义，并由此知道物质的密度就是其质量与体积的比值。
3。“控制变量法”在初中物理练习题中的应用
例如，“质量一样的煤油和水这两种物质在吸收了相同的热量之后，哪种物质的温度更高？”当学生遇到这道题目时，可能会觉得无从下手，因为温度会受到质量、比热容、热量这三个因素的综合影响。如果使用“控制变量法”，就可以结合热量等于物质的比热容、温度变化差值以及质量三者乘积这一公式来解决这道题。
解题思路：由于这个题目需要比较的是温度的变化，因此可以将上边的公式变形为t=Q1Cm。再分析已知条件可以知道，热量与质量这两个因素都是相同的，因此在这个题目中，温度的变化就只取决于比热容这一个因素。根据公式可以看出，物质的比热容与温度的变化是反比关系，因此物质的比热容越小，温度的变化就比较大。煤油的比热容比水的要小，因此这个题目的答案是煤油。
4.“控制变量法”在初中物理实验中的应用
例如，在做“影响液体蒸发速度因素”实验时，学生可以预先猜测可能的影响因素，然后自己做实验来验证。思路：首先保持其他变量一样，只改变液体的温度，观察液体蒸发速度的快慢；保持其他变量一样，只改变液体表面的气流速度，观察液体蒸发速度的快慢；保持其他变量一样，只改变液体的表面积，观察液体蒸发速度的快慢。学生根据影响液体蒸发速度快慢因素实验的结果，就可以确定这些因素对液体蒸发速度的影响。
总之，在解决物理问题时如果可以找到有效的解决方法，就可以达到事半功倍的效果。“控制变量法”作为研究事物规律非常有效的方法，可以帮助初中学生提高解题速度、锻炼思维并提升解决问题的能力，因此掌握好这一方法并有效的运用到学习过程中去对于初中学生物理科目的学习是非常有利的。
一、物理方法的重要性
识记在学习掌握物理知识中是不可缺少的环节，但“机械”地记住物理知识绝不等于学会物理。因为物理理论具有的抽象性、简洁性决定了仅从字面上记住物理知识是无用的，只有真正理解了它的内涵才能在众多习题中灵活运用。因此，在教学中教师要恰当的使用物理学的研究方法，往往能起到事半功倍的效果。特别是在扭转学生的抵抗情绪，培养他们的学习积极性上会有很大的帮助。所以我们不防在授课的过程中多关注学生的情感，首先考虑到学生的接受能力，然后，在讲授知识时多列举一些实例，并让学生掌握物理学的研究方法。而在初中物理教学中，控制变量法是实验探究的主要方法，而且控制变量法贯穿初中物理教学的始终，下面笔者结合自己的教学对实验探究中的“控制变量法”说说自己初浅的看法。
二、控制变量法内涵
大多数情况下，影响物理学研究对象的往往不是单一、孤立的一个物理量，而是错综复杂、相互联系的多个物理量共同作用的结果。物理学中对于多个物理量的问题常采用控制变量的办法来研究，即人为的把多变量的问题转变为多个单变量的问题，研究过程中，每一次只改变其中的某一个物理量，而固定其它物理量，然后再改变另一个物理量，固定其它的物理量，依此类推，通过分析得出哪些物理量影响研究结果，具体是怎么影响的。
三、实施控制变量法的步骤
控制变量法作为一种重要的研究物理问题的方法，应用过程中应该遵循以下步骤：
1.确定所研究的物理量是否可以应用控制变量法研究
这是采用控制变量法研究问题的首要条件。由于初中生接触物理学科时间不常，对物理的研究方法还不是很熟悉，比如，接触过的模型法、比较法、类比法、还有控制变量法等学生还不能很好的区别与应用，往往在实际探究问题时不知道采用哪种物理学研究方法，那么怎样才能让学生在研究某个物理问题时知道此问题应该运用控制变量法呢？关键是让学生抓住控制变量法在物理实验中的表现形式，即研究对象的结果可能由诸多物理量决定时，我们就要想到应用控制变量法来研究。
例如，人教版八年级物理（下）第六章《电阻》一节，在研究导体的电阻跟哪些因素有关的实验中，我们首先通过生活常识（为什么有时用粗导线，有时候用细导线？为什么说用铜做导线比铝的好？）猜想电阻的大小可能与导体自身的诸多因素和导体所处的环境有关，所以想到用控制变量法研究电阻问题。
2.确定所研究的物理量可能与哪些物理量有关
确定要研究的对象用控制变量法探讨后，学生应该大胆提出可能与研究对象有关的因素，只要想到的都一一罗列出来。这是科学探究的首要环节，即猜想与假设。后续我们在通过实验探究这些猜想与假设是否正确，如果反映在实验数据的表格上为某两次实验只有一个物理量变化的情况下，则实验结果不同，说明与该物理量有关，这个物理量就是一个研究因素。
例如，人教版八年级物理（下）第九章《电磁铁》一节，研究通电导体在磁场中受力与哪些因素有关，实验前就应该猜想可能与导体中电流的大小、电流的方向有关，还可能与导体的运动方向等因素有关，或者是磁场的方向有关，有了这样的猜想，我们下一步再通过实验论证是否有关就可以了。
3.确定探究实验中变与不变的物理量
这是采用控制变量法解决问题的关键，要研究的物理量可能遇到与几个物理量有关的情形，那么在实验中，首先要确定固定哪些物理量，变化哪一个物理量，然后再固定哪些物理量，变化另一个物理量，再考虑实验过程中控制这些物理量有没有先后顺序等。要牢记，无论有几个影响结果的物理量，每一次只允许变化一个物理量。
人教版九年级第十三章《摩擦力》一节，在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关时，首先猜想是否与接触面的粗糙程度和压力大小有关时，应该考虑先控制接触面积粗糙程度相同的情况下，改变压力大小，测出滑动摩擦力的大小；然后再控制压力的大小相同，改变接触面的粗糙程度，再次测出滑动摩擦力的大小，逐一控制实验即可，没有先后顺序而言。
4．确定采用何种方法控制变与不变量
这是采用控制变量法解决问题的根本所在。用“控制变量法”研究问题时，我们在具体实验操作中，如何控制要变的物理量和不变的物理量呢？下面举例说明。
关键词：控制变量法；初中物理；教学应用
中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2012）17-085-01
所谓控制变量法，就是“在研究某个因素的影响时，只改变量的大小，而保持其它量不变，从而确定该因素对物理量的影响”。控制变量法在初中物理教学中应用最广，练习和试卷中也频繁出现，所以对这种方法的掌握就显得尤为重要。
一、控制变量法是探索客观物理规律最有效的科学方法
在初中物理实验过程中，控制变量法是一种最常用的、非常有效的探索客观物理规律的科学方法。在实验中，我们可以人为去控制某个量不变，从而根据实验现象和得出的数据去讨论剩下的两个量之间的关系。在探究滑动摩擦力影响因素的实验时，我们把两个木块正放在桌面上，用弹簧测力计匀速直线拉动它，并读出弹簧测力计的示数为F1；在木块上放一个重物，再用弹簧测力计匀速直线拉动它，读出弹簧测力计的示数为F2；这时可以引导学生去发现在实验中什么因素是相同的，最后比较F1和F2得到结论：滑动摩擦力与压力有关，压力越大，滑动摩擦力越大。要提醒学生这个结论的前提是什么。接下来在桌面上分别铺上毛巾，棉布与玻璃，将一个小木块先后平放在上面，用弹簧测力计分别匀速水平拉动它前进，这时让学生思考什么因素是相同的，在做实验时会发现在毛巾上拉动小木块时，弹簧测力计的示数最大，也就是说摩擦力最大，这充分说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
二、控制变量法是物理概念或规律探索和推导过程最有效的科学方法
初中物理概念、规律的建立、发展和应用过程中大多蕴含着控制变量法这一科学方法，这就要求我们的教学不能就知识讲知识，也不能单纯地就方法讲方法，科学方法教育必须与物理知识教学相结合，方法教育要以知识传授为载体。
首先，除了在实验中用到以外，还有许多概念或规律的探索和推导过程中，都运用了“控制变量法”这一科学方法，如在密度概念的形成过程中，我们比较了相同体积的同种物质的质量、相同体积的不同物质的质量，得出相同物质的质量和体积的比值相同，不同物质质量和体积比值不同，引入了密度这一物理量，运用了控制变量法；在定义速度的概念时，我们通过比较相同路程下的时间大小、相同时间下的路程大小，引入速度表示运动快慢程度，用到了控制变量法；在这些过程中都用到了这一科学方法，使学生对“控制变量法”不断加深理解，并逐步达到有意识地去应用的目的。
其次，初中教材中的控制变量法大多是隐性的，在许多概念或规律的探索和推导的过程中，都运用了控制变量法这一科学方法。例如，对“比热容”下定义时，把“单位质量”和“温度升高19C”这两点作为基本条件，这样就突出了物质吸收的热量跟物质种类的关系，使“比热容”这一概念能反映“物质吸热(或放热)的本领”这一物理意义。还有，在研究速度、密度、力的三要素、压强、欧姆定律、电功、焦耳定律、浮力等知识的教学过程中都用到了控制变量法。所以，教师要善于挖掘教材中用控制变量法进行教学的素材，抓住知识和方法的结合点，这是通过知识教学渗透控制变量法教育的凭借点。如果教师能有效地挖掘教材，不仅能顺利完成物理知识的教学任务，更有利于学生对控制变量法的掌握和创新能力的培养。在探究物理规律的过程中，应使学生认识到，具体的科学问题常常都是由多个因素共同造成的结果。帮助学生在探究中体会变量概念，建立控制变量的初步意识。
三、控制变量法是分析和解决一些实际问题最有效的科学方法
在利用物理知识去分析和解决一些实际问题时，如能灵活运用“控制变量法”进行分析，有时可起到事半功倍的效果。例如这样一道题：已知甲导体的电阻比乙导体的电阻大，把它们并联在电路中，比较甲的电功率和乙的电功率。
简析：求解电功率的公式比较多：P=UI，P=U2/R，P=I2R，学生常常感到无从下手。电功率与电压U和电流I这两个因素有关，这时可以引导学生用“控制变量法”的思路解决这类问题。关键在于首先根据题目已知找到相同的因素，只让一个因素发生变化，再分析电功率与另一个变量之间的关系。具体分析如下：并联时，各支路两端电压相等，所以我们可以选择P=U2/R或P=UI。已知R甲＞R乙，可根据P=U2/R直接得出P甲＜P乙。也可用另一方法：已知R甲＞R乙，并联电路可知I甲＜I乙，可根据P=UI直接得出P甲＜P乙。
自然界发生的各种现象往往是错综复杂的，并且被研究对象往往不是孤立的，总是处于与其他事物和现象的相互联系之中，因此影响研究对象的因素在许多情况下并不是单一的，而是多种因素相互交错、共同起作用的。要想精确地把握研究对象的各种特性，弄清事物变化的原因和规律，单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的，还必须对研究对象施加人为的影响，造成特定的便于观察的条件，这就是控制变量的方法。
例如在研究气体的温度、体积、压强这3个状态变量之间的关系时，必须设法把决定气体状态的一个量或两个量用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较、研究其他两个变量之间的关系。在进行观察时，首先把研究对象限定为一定质量的气体，然后研究在温度恒定的条件下，它的体积跟压强的关系，得出了玻意耳定律。如果使一定质量气体的体积（或压强）保持不变，研究它的压强跟温度的关系（或体积跟温度的关系），便得出了查理定律了（或盖·吕萨克定律）。这三个定律都是用控制变量的方法得出的描述一定质量的气体的状态量之间的关系的实验定律，为建立理想气体模型、推导理想气体状态方程提供了可靠的实验依据。
在研究物体的加速度跟所受的外力和物体质量的关系时，也采用了控制变量的方法。如先研究物体质量不变时，在大小不同的外力作用下，物体的加速度跟外力的关系；再研究在相同大小的外力作用下，物体的加速度跟质量的关系。这就是著名的牛顿第二定律。
自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较、研究其他两个变量之间的关系，这是一种研究问题的科学方法。
例如物体吸收热量温度会升高，温度升高多少是由多个因素决定的，跟吸收的热量、物体的质量以及组成物体的物质性质有关。在研究时，可以先使一些因素保持不变，如在物质相同、质量相同的情况下，观察物体温度升高跟所吸收热量的关系；接着再研究同种物质，不同质量的物体吸收相等热量时，温度升高跟质量的关系等等，从而得出物体温度升高跟所吸收的热量、物体的质量和组成物体的物质性质的关系。控制变量的科学方法在物理学的研究中是经常使用的。
这个实验是按以下步骤进行的：
先把容器A浸没在冰水混和物中，这时容器A中的空气温度为0℃，调节压强计右臂的位置，使两臂内水银面位于同一高度，这时容器A中的空气压强就等于大气压强，记下压强计左臂内水银面的位置B，这就是0℃时容器A内空气体积V0的一个标记[图2－8(a)]。
关键词：控制实验条件；控制变量；控制变量法；实践；反思
文章编号：1008-0546（2013）07-0021-03 中图分类号：g632.41 文献标识码：b
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2013.07.007
化学新课程要求以学生的发展为本，引导学生正确地了解科学过程、了解科学方法，学习科学思想，形成科学态度、科学观，提高科学素养。开放的实验，无疑是很好的切入点。实验选题一旦选定，同学们往往最关心的就是如何实验，即“实验设计”了。几乎所有的实验设计都必须涉及到实验变量及其控制。而“了解控制实验条件的方法”恰恰是高中化学新课程《考试大纲》[1]提出的新考查要求。针对这方面教学实践及反思阐述如下。
一、如何引入控制变量法
在《化学2》的“化学反应速率与限度”的教学时，引入了控制变量法的教学流程如下：
展示图片：冰箱保存食物、铁丝在氧气中燃烧、氯酸钾制取氧气、硝酸保存在棕色瓶中。
1. 思考①为什么冰箱能延长食物的保质期，为什么铁丝在纯氧比在空气中反应剧烈得多，为什么煤粉碎后燃烧会更旺盛，为什么实验室用kclo3制氧气时要加mno2，为什么实验室有些物质用棕色试剂瓶盛装？②请你总结影响反应速率可能因素？
思考的目的：引出常见影响速率的因素如：温度、浓度、固体表面积、催化剂、光等。
2. 思考对于多种因素影响化学反应速率的问题，应该如何实验？阅读实验2-5，分析实验中涉及到哪些因素，做了几组实验？对比实验中保持哪些因素相同，哪些因素不同？为什么这样做？
[实验2-5][1]在2支大小相同的试管中，装入2～3ml约5℅的h2o2溶液，分别滴入1～2滴1mol/l fecl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，其中一支试管放入盛有5℃左右冷水的烧杯中；另一支试管放入盛有40℃左右热水的烧杯中，观察现象并进行对比，待放入热水的烧杯试管里出现大量气泡时，用带火星的火柴梗检验放出的气体。
思考的目的：保持浓度、体积、催化剂不变，只改变温度。
3. 思考①如果我们想探究催化剂对化学反应速率的影响，我们应保持哪些因素不变呢？哪些因素改变呢？②学生小组讨论，分析，③代表发言。教师小结。事实上是怎样做的？
阅读[实验2-6][2]在3支大小相同的试管中各装入2～3ml约5%的h2o2溶液，再向其中2支试管中分别加入少量mno2粉末、1～2滴1 mol/l fecl3溶液。对比观察现象。
思考的目的：保持浓度、体积、温度不变，只改变催化剂。
4. 实验后能否改进呢？你还有什么设想？
通过引导与学生实验，学生自然得出：当研究多个因素之间的关系时，往往先控制其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，这种方法叫控制变量法。从促进学生知识建构角度审视教材实验，就能触摸到教材编写者的智慧。教师必须在教学中发掘实验间的关系和内涵，站在对学生知识建构的作用和意义上去思考去引导。
二、如何在教学中拓展应用控制变量法
高中化学新课程“倡导以科学探究为主的多样化的学习方式”，如何进行科学探究呢？让我们先研究一个实验：
1. 实验目的：如何比较梨汁、橙汁中维生素c含量的相对多少呢？
2. 实验方案的优化
教师抛出问题：方案一可以吗？
[方案一]取相同体积、不同浓度高锰酸钾于烧杯中，分别滴入梨汁、橙汁。
教师继续抛出问题：方案二可以吗？
[方案二]取不同体积、相同浓度高锰酸钾于烧杯中，分别滴入梨汁、橙汁。
教师进一步深化：方案三可以吗？
[方案三]取相同体积、相同浓度高锰酸钾于烧杯中，分别滴入梨汁、橙汁。
教师逆向思维引导深化：方案四可以吗？
[方案四]取相同体积、相同浓度梨汁、橙汁于烧杯中，分别滴入等浓度的淀粉和碘混合液。
三、如何深化研究实验——定量实验
1. 实验原理[2]
维生素c具有强还原性，能将碘还原成碘离子。碘遇淀粉变蓝色，而碘离子不能使淀粉溶液改变颜色；因此，在含有维生素c的溶液中，加入淀粉溶液，就可以用碘溶液来
定被检测样品中的维生素c。记录滴定用去的碘溶液量，再根据已知的每毫升碘溶液可以与多少毫克的维生素c发生反应，通过对比，就可以计算出被检测样品的维生素c含量。（注：由于维生素c的还原性很强，在空气中易被氧化，特别是在碱性介质中更易被氧化，故在测定时须加入少量稀醋酸或盐酸使溶液呈弱酸性，以减少副反应的发生。）
2. 仪器与药品
容量瓶（250ml），酸式滴定管（50ml），锥形瓶，量筒，玻璃棒，尼龙纱布，天平，多功能食物粉碎机，漏斗，ph试纸，烧杯。
新鲜的苹果、梨、杨桃、橙子、葡萄、番茄等。 0.02mol/l碘溶液，盐酸（质量分数为2%）或2mol/l醋酸，可溶性淀粉溶液（质量分数为2%），蒸馏水，维生素c药片（100mg/片）.
3. 方法与步骤
（1）制备果蔬组织提取液
①称取50g水果或蔬菜，放入食物粉碎机中，再加入50ml蒸馏水，然后进行粉碎。
②在漏斗中垫上尼龙纱布，将粉碎后的果蔬液过滤到烧杯中 。取出1/2的滤液，放入洁净的锥形瓶中。
③向锥形瓶中加入2（）ml淀粉溶液，然后滴加盐酸或醋酸，将ph调至3。 （2）滴定维生素c药片溶液和果蔬组织提取液
①将一片维生素c药片溶解在25ml蒸馏水中。
②用碘溶液滴定维生素c药片溶液3次，记录每次滴定的初读数和末读数。
③用碘溶液滴定与果蔬组织提取液。滴定过程中，边滴定边晃动锥形瓶，直到提取液呈现蓝色，并且在0.5min内不褪色为止。重复滴定两次，记录每次滴定的初读数和末读数（末读数与初读数之差，就是每次滴定所用去的碘溶液量）。最后，计算出两次滴定所用去的碘溶液量的平均值。
（3）操作要点（各实验步骤中的操作关键点）
①试样溶解后应立即进行滴定，以防止维生素c被空气所氧化；
②接近终点时的滴定速度不宜过快，溶液呈显稳定的蓝色即为终点。
（4）本实验的成败关键
①滴定时温度、速度的控制；
②淀粉指示剂的特点及终点的判断；
③深色溶液在滴定管中的读数。
（5）数据处理
①滴定标准维生素c药片溶液所用去的碘溶液体积为：4.26ml；
②果蔬组织中的维生素c含量：能够大致计算果蔬组织中的维生素c含量（每100g样品中含维生素c的毫克数）滴定结果如下：
实验总是先从模仿开始。引导学生逐步实施方案，亲手配制试剂，并对实验的成功与失败进行总结与分析。学生有了一个展现自我、锻炼自我的空间，也有了参与科研的一个良好开端。在中学阶段现有条件下尝试如何大致测量水果维生素c含量，在控制变量同时运用了转换思维。所谓“转换思维”，如维生素c药片做基准，间接求解；是指在保证效果相同的前提下，将难以测量或测准的“量”转换为能够测量或测准的“量”等，从而间接地获取问题解决的思维方法。
四、控制变量法的教学思考
1. 控制变量法将随着探究性学习的展开而深入
化学教学中的科学方法是培养学生思维的催化剂，是从知识学习到能力发展的中间环节，是沟通知识和能力的桥梁，从某种意义上讲科学方法比知识更重要。从教师教的角度看，在传授知识的同时，适时地引入控制变量法，有机地渗透。若脱离化学知识大讲科学方法，便是空中楼阁，若埋头只讲化学知识而不注重讲科学方法教育，则犹如一堆杂乱的砖瓦。只有把科学方法与化学知识有机的结合、水乳交融，才能相辅相成，让学生得到全面发展，创造一个优化的知识和智能结构。
2. 运用控制变量法的目的是寻找“不变”
化学教学的内容载体是自然科学知识，它是人类主动探索自然奥秘的成果，是人类文明的精华之一。控制变量法的优点在于：如果有多个因素（即变量，下同）对实验的结果存在影响，往往控制其它的因素保持不变，而仅仅对其中的一个因素进行改变，并通过对比实验来明确该因素是否会产生影响以及如何影响的一种方法。该方法可以使研究的问题简单化。如我们在研究影响化学反应速率的因素，其目的是化学平衡怎样移动，进而得到勒夏特列原理。由此可以看出自然现象是千变万化的，科学就是要从这变幻不定的表象中发现不变的自然规律。而知识中相对“不变”的部分恰恰是知识中最关键的部分。潜移默化引导学生“要善于在变化之中看到不变”，去发现那些洞察人生事理的人，哪一个不是能正视世间及人生的
自然规律，在千变万化的人生中寻找到那永恒不变的人。
3. 控制变量法控有其一定适用范围
控制变量法适用于相对独立的变量，有一定适用范围。若不是相对独立的变量，必须引入其他分析方法加以辅助。自然科学与社会的复杂性是复杂的事物，其中往往有许多因素互相制约又互相依存。例如在对于共同影响一个变量的许多变量（因素）之间，找出哪些是重要因素，哪些是次要因素，这些因素之间又有什么关系等等。对于重要因素，再通过控制变量法，进行清理、分析。一种有效的方法就是以果为始。以最终的结果作为思考的开始，以最初需要的数据或者信息为这个循环思维的终点。在思考一个重要问题，或者做出重要结论前，先确定真正的问题，思索一下所有的相关因素，进行清理。然后针对重点提出假设，并明确支持或者推翻假设需要的数据，然后明确目的地，收集数据。这样的思考方式，能帮助我们变得更高效、更科学、更强大[3]。
参考文献
[1] 人教社化学室。高中化学2（必修）[m]. 北京：人民教育出版社，2007.3：48
[中图分类号]G633.7
[文献标识码]C
[文章编号]1004-0463(2012)06-0081-01
物理学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制因素(变量)的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，逐个加以分析，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。在人教版的物理教册中，有许多探究实验中都用到了控制变量法。例如，声音的响度和音调、理想斜面实验、力与运动的关系、影响滑动摩擦力大小的因素、影响压力的作用效果的因素、影响浮力大小的因素、影响滑轮组的机械效率的因素、影响重力势能大小的因素、影响导体电阻大小的因素、验证欧姆定律、影响电流做功多少的因素、影响电磁铁磁性强弱的因素等等。
一、用控制变量法探究影响滑动摩擦力大小的因素
1 控制接触面的粗糙程度不变，改变物体对长木板的压力，探究压力与滑动摩擦力之间的关系。两次采用相同的平面即可保证接触面的粗糙程度不变：改变物体列长木板的压力，可采用在物体上面加砝码的办法，当在物体上加一砝码时物体对木板的压力增大。通过实验得出：当物体接触面的粗糙程度相同时压力越大滑动摩擦力越大。
2 控制压力的大小不变，改变物体接触面的粗糙程度，探究接触面的粗糙程度和滑动摩擦力的关系。两次用同一个物体即可保证物体对长木板的压力大小不会改变。改变接触面的粗糙程度可以在长木板上铺上毛巾，当在木板上铺上一条毛巾时可以增大接触面的粗糙程度。通过实验得出：当物体所受的压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
二、用控制变量法探究欧姆定律
欧姆定律是电学的基础和重点，处于电学的核心位置。学生通过之前的学习掌握了电路的三个基本部分：电流、电压、电阻。它们之间有怎样的关系呢？根据新课程标准的要求，教材安排了一个比较完整的探究活动，涵盖了探究的七个要素。其中重点是如何运用控制变量法来设计整个实验，明确用什么方法保证某一物理量不变，用什么方法改变一物理量。
1 控制电阻R不变，改变导体两端的电压u，探究电流I与电压u之间的关系。采用定值电阻，即可保证定值电阻R不变。改变导体两端的电压，可用两种办法：改变电源两端的电压，即可改变导体两端的电压U。用这个电路，学生能够较为轻松地运用控制变量的方法直接研究电流与电压的关系，易于学生理解和掌握：通过调节滑动变阻器，改变电阻R两端的电压。要使学生明确研究对象是定值电阻这部分电路，滑动变阻器的作用是使定值电阻两端的电压发生改变。
2 控制导体两端的电压U不变，改变电阻R，探究电流与电阻的关系。换用不同的定值电阻即可改变电阻R。改变电阻R的同时要保证导体两端的电压不变，可以采用以下两种方法：一是使用同一个电源，即可保证导体两端的电压不变，更换不同的电阻。可直接得出电流与电阻的关系，降低了探究的难度。但如果实验中使用的是干电池，电池有内阻，外接电阻R变化时，电阻R两端的电压也会随之有所变化，会给实验带来误差。二是换用阻值不同的电阻R时，若滑动变阻器的滑片不动，定值电阻两端的电压会发生变化。电压、电阻都改变，就不能确定究竟是什么因素影响了电流。这一点学生在实验中非常容易忽视，教师要注意引导学生观察电压表，使其示数保持不变。