控制变量法思想的运用
控制变量思想在化学习题解答中的应用
控制变量思想在化学习题解答中的应用姚明站(江苏省苏州市高新区第一中学㊀２１５００９)摘㊀要:在科学研究和问题解决中ꎬ通过控制无关变量和操纵实验变量ꎬ将众多变量与反应变量间的复杂因果关系简化为实验变量与反应变量之间的简单因果关系ꎬ从而弄清和揭示事物变化的原因和规律ꎬ使得问题得以解决.关键词:控制变量ꎻ习题解答ꎻ构建模型ꎻ高中化学中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２０)１３－００９５－０３收稿日期:２０２０－０２－０５作者简介:姚明站(１９７４.４－)ꎬ男ꎬ江苏省连云港人ꎬ本科ꎬ中学高级教师ꎬ从事高中化学教学研究.㊀㊀在科学研究和问题解决时ꎬ对影响事物变化规律的条件或因素加以人为控制ꎬ只改变某个变量(即实验变量)ꎬ而保证其它的变量(即无关变量)不变ꎬ以便在研究过程中ꎬ找到事物变化发展的规律ꎬ最终解决所研究问题的方法称为控制变量法.控制变量法的模型可用如图１来表示:图１㊀㊀一㊁化学平衡图像题解答中的应用例１㊀(２０１８ 北京高考第２７题)近年来ꎬ研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储.过程如图２所示.图２(１)反应Ⅰ:２Ｈ２ＳＯ４(ｌ) ２ＳＯ２(ｇ)＋２Ｈ２Ｏ(ｇ)＋Ｏ２(ｇ)ΔＨ１＝＋５５１ｋＪ ｍｏｌ－１反应Ⅲ:Ｓ(ｓ)＋Ｏ２(ｇ) ＳＯ２(ｇ)ΔＨ３＝－２９７ｋＪ ｍｏｌ－１反应Ⅱ的热化学方程式:.(２)对反应Ⅱꎬ在某一投料比时ꎬ两种压强下ꎬＨ２ＳＯ４在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图３所示.ｐ２ｐ１(填 > 或 < )ꎬ得出该结论的理由是.图３解析㊀根据盖斯定律写出反应２的热化学方程式为３ＳＯ２(ｇ)＋２Ｈ２Ｏ(ｇ)＝２Ｈ２ＳＯ４(ｌ)＋Ｓ(ｓ)ΔＨ＝－２５４ｋＪ ｍｏｌ－１第(２)问在此基础上ꎬ由已知图像研究压强与Ｈ２ＳＯ４物质的量分数因果关系的问题.而图像则给出了温度㊁压强两个因素对Ｈ２ＳＯ４物质的量分数的影响曲线ꎬ由控制变量法规则ꎬ可采用 定一议二 法分析解答ꎬ即控制温度(无关变量)相同时ꎬ分析压强(实验变量)与Ｈ２ＳＯ４物质５９的量分数(反应变量)的因果关系.对横坐标作辅助线(即等温线)ꎬ根据勒夏特列原理ꎬ增大压强平衡正向移动ꎬＨ２ＳＯ４物质的量分数增大可知ꎬｐ２>ｐ１.小结:分析多个因素对化学反应平衡(速率)的影响时ꎬ注意 求同存异 ꎬ确定相同的因素ꎬ研究某一因素的不同所导致的结果的变化ꎬ从而得到相应的结论.㊀㊀二㊁化学实验题解答中的应用例２㊀(２０１８ 北京高考第２７题)题干前半部分同例１.㊀(３)Ｉ－可以作为水溶液中ＳＯ２歧化反应的催化剂ꎬ可能的催化过程如下.将ⅱ补充完整.ⅰ.ＳＯ２＋４Ｉ－＋４Ｈ＋ Ｓˌ＋２Ｉ２＋２Ｈ２Ｏⅱ.Ｉ２＋２Ｈ２Ｏ＋＋＋２Ｉ－(４)探究ⅰ㊁ⅱ反应速率与ＳＯ２歧化反应速率的关系ꎬ实验见表１.分别将１８ｍＬＳＯ２饱和溶液加入到２ｍＬ下列试剂中ꎬ密闭放置观察现象.(已知:Ｉ２易溶解在ＫＩ溶液中)表１序号ＡＢＣＤ试剂组成０.４ｍｏｌ Ｌ－１ＫＩａｍｏｌ Ｌ－１ＫＩ０.２ｍｏｌ Ｌ－１Ｈ２ＳＯ４０.２ｍｏｌ Ｌ－１Ｈ２ＳＯ４０.２ｍｏｌ Ｌ－１ＫＩ０.０００２ｍｏｌＩ２实验现象溶液变黄ꎬ一段时间后出现浑浊溶液变黄ꎬ出现浑浊较Ａ快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色ꎬ变成黄色ꎬ出现浑浊较Ａ快㊀㊀①Ｂ是Ａ的对比实验ꎬ则ａ＝.②比较Ａ㊁Ｂ㊁Ｃꎬ可得出的结论是.③实验表明ꎬＳＯ２的歧化反应速率Ｄ>Ａꎬ结合ⅰ㊁ⅱ反应速率解释原因:.解析㊀第(４)问是探究ⅰ㊁ⅱ反应速率与ＳＯ２歧化反应速率的关系ꎬ而两个反应中反应物和生成物众多ꎬ也就是影响反应速率的因素众多ꎬ需要通过控制变量法ꎬ只改变其中一个条件而其它条件不变来研究.①Ｂ是Ａ的对比实验ꎬ采用控制变量法ꎬＢ比Ａ多加了０.２ｍｏｌ Ｌ－１Ｈ２ＳＯ４ꎬＡ与Ｂ中ＫＩ浓度应相等ꎬ则ａ＝０.４.②对比Ａ与Ｂꎬ加入Ｈ＋可以加快ＳＯ２歧化反应的速率ꎻ对比Ｂ与Ｃꎬ单独Ｈ＋不能催化ＳＯ２的歧化反应ꎻ比较Ａ㊁Ｂ㊁Ｃꎬ可得出的结论是:Ｉ－是ＳＯ２歧化反应的催化剂ꎬＨ＋单独存在时不具有催化作用ꎬ但Ｈ＋可以加快歧化反应速率.③对比Ｄ和ＡꎬＤ中加入ＫＩ的浓度小于ＡꎬＤ中多加了Ｉ２ꎬ反应ⅰ消耗Ｈ＋和Ｉ－ꎬ反应ⅱ中消耗Ｉ２ꎬＤ中 溶液由棕褐色很快褪色ꎬ变成黄色ꎬ出现浑浊较Ａ快 ꎬ反应速率Ｄ>Ａꎬ由此可见ꎬ反应ⅱ比反应ⅰ速率快ꎬ反应ⅱ产生Ｈ＋使ｃ(Ｈ＋)增大ꎬ从而反应ⅰ加快.小结:探究类化学实验试题的解题策略如下:(１)确定变量:解答这类题目时首先要认真审题ꎬ理清影响实验探究结果的因素有哪些.(２)定多变一:在探究时ꎬ应该先确定其他的因素不变(无关变量)ꎬ只变化一种因素(实验变量)ꎬ看这种因素与探究的问题(反应变量)存在怎样的关系ꎻ这样确定一种以后ꎬ再确定另一种ꎬ通过分析每种因素与所探究问题之间的关系ꎬ得出所有影响因素与所探究问题之间的关系.㊀(３)数据有效:解答时注意选择数据(或设置实验)要有效ꎬ且变量统一ꎬ否则无法做出正确判断.证明一个问题时ꎬ为了防止干扰ꎬ一般都需要做对比试验㊁空白试验.㊀㊀三㊁平衡综合题解答中的应用化学平衡类题中ꎬ经常会遇到两个或几个平衡体系进行对比分析的试题ꎬ究其本质是几个因素对同一反应平衡移动影响的问题研究ꎬ一般是先引入 等效平衡 的概念ꎬ再利用 等效平衡 思想进行分析解决问题ꎬ但引入的新概念晦涩难懂ꎬ教的煞费苦心ꎬ学生往往不领情.笔者认为ꎬ可以从控制变量的角度借助思维导图来分析指导这类题的解答.例３㊀(２０１６ 江苏高考)一定温度下ꎬ在３个体积均为１.０Ｌ的恒容密闭容器中反应:２Ｈ２(ｇ)＋ＣＯ(ｇ) ＣＨ３ＯＨ(ｇ)达到平衡(见表２).下列说法正确的是(㊀㊀).表２容器温度/Ｋ物质的起始浓度/ｍｏｌ Ｌ－１物质的平衡浓度/ｍｏｌ Ｌ－１ｃ(Ｈ２)ｃ(ＣＯ)ｃ(ＣＨ３ＯＨ)ｃ(ＣＨ３ＯＨ)Ⅰ４０００.２００.１０００.０８０Ⅱ４０００.４００.２００Ⅲ５０００００.１００.０２５㊀㊀Ａ.该反应的正反应放热Ｂ.达到平衡时ꎬ容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大６９Ｃ.达到平衡时ꎬ容器Ⅱ中ｃ(Ｈ２)大于容器Ⅲ中ｃ(Ｈ２)的两倍Ｄ.达到平衡时ꎬ容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大解析㊀引导学生分析时绘制思维导图如图４所示.图４由Ａ㊁Ｄ两项设问可知ꎬ须对Ⅰ㊁Ⅲ两容器进行对比分析.Ⅰ与Ⅲ起始量不同且温度不同ꎬ变量较多ꎬ不能进行直接比较ꎬ可采用控制变量法进行分析对比.如图４所示ꎬ容器Ⅲ(从逆反应开始)与容器Ⅲᶄ(从正反应开始)ꎬ起始状态不同ꎬ但两者的投入量相当ꎬ可以建立完全相同的平衡体系ꎬ比较Ⅰ㊁Ⅲ就变成了比较Ⅰ和Ⅲᶄꎬ由容器Ⅰ转化为容器Ⅲᶄ只需要改变温度一个变量.因平衡时甲醇的浓度:Ⅰ>Ⅲꎬ且温度:Ⅰ<Ⅲꎬ即升高温度平衡逆向移动ꎬ该反应正向为放热反应ꎬＡ正确ꎻ当其他条件不变时ꎬ升高温度反应速率加快ꎬ达到平衡时ꎬ容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大ꎬＤ正确.同理ꎬⅠ㊁Ⅱ两容器进行对比时ꎬ温度相同ꎬ气体物质的量和压强均增大ꎬ可假想一个 中间状态 容器Ⅰᶄꎬ其体积是Ⅰ的２倍ꎬ充入起始物质亦是Ⅰ的２倍ꎬ这时Ⅰ与Ⅰᶄ达平衡时反应物转化率㊁ｃ(Ｈ２)相同ꎬ由Ⅰᶄ转化为Ⅱ只需要增大压强一个变量ꎬ平衡压强平衡正向移动ꎬ达到平衡时ꎬ容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的小ꎬＢ错误ꎻⅡ与Ⅲ变量更多不能直接进行比较ꎬ若以Ⅰ作为参照控制变量即可进行比较.由Ｂ项的分析可知ꎬⅡ中ｃ(Ｈ２)小于Ⅰ中ｃ(Ｈ２)的２倍ꎬ而Ⅲ和Ⅰ对比ꎬ平衡逆向移动ꎬⅢ比Ⅰ中ｃ(Ｈ２)大ꎬ故达到平衡时ꎬ容器Ⅱ中ｃ(Ｈ２)小于容器Ⅲ中ｃ(Ｈ２)的２倍ꎬＣ错误.小结:解答此类题时可利用 等效平衡 思想ꎬ假想一个 中间状态 ꎬ以达控制变量的目的. 中间状态 的构建要利用缩放思想ꎬ该方法适用于起始投入物质的物质的量之间存在一定的倍数关系的平衡体系.它指的是将反应容器的体积扩大(或缩小)一定的倍数ꎬ使起始物质的浓度相同ꎬ则在一定条件下ꎬ可建立相同的平衡态.然后在此基础上进行加压或减压(实验变量只剩压强)ꎬ使其还原为原来的浓度ꎬ依据勒夏特列原理分析在改变压强过程中ꎬ平衡移动方向ꎬ得知相关量的变化规律.㊀㊀四㊁同分异构体数目判断中的应用例４㊀(２０１６ 新课标Ⅱ卷)分子式为Ｃ４Ｈ８Ｃｌ２的有机物共有(不含立体异构)(㊀㊀).Ａ.７种㊀㊀Ｂ.８种㊀㊀Ｃ.９种㊀㊀Ｄ.１０种解析㊀判断取代产物同分异构体数目ꎬ其分析方法是分析有机物的结构特点ꎬ确定不同位置的氢原子种数ꎬ再确定取代产物同分异构体数目.分子式为Ｃ４Ｈ８Ｃｌ２的有机物可看成是丁烷Ｃ４Ｈ１０中的２个氢原子被２个氯原子取代ꎬ涉及等效氢㊁氯原子㊁氯原子位置三个变量ꎬ如若采用控制变量思想 定多移一 ꎬ可快速有序地判断ꎬ否则极易漏写或多写.分析如下:确定二氯丁烷的同分异构体数目ꎬ可先固定一个氯原子位置ꎬ再移动另一个氯原子位置ꎬ特别需要注意不要重复 可归纳为 定一移一ꎬ莫回头 (两个取代基相同ꎬ须 莫回头 ).㊀㊀参考文献:[１]黄汶.控制变量法及其教学案例[Ｊ].教学月刊(中学版)ꎬ２００６(１０):２２－２４.[责任编辑:季春阳]７９。
2020届二轮复习 思想方法3 控制变量法 学案 (1)
思想方法3控制变量法[方法概述]在比较复杂的物理问题中，某一物理量的变化可能与多个变量均有关，定性分析或定量确定因变量与自变量的关系时，常常需要用到控制变量法，即先保持其中一个量不变，研究因变量与另外一个变量的关系，如研究加速度与质量和合外力的关系时，先保持物体的质量不变，研究加速度与合外力的关系，再保持合外力不变，研究加速度与物体质量的关系，最终通过数学分析，得到加速度与质量和合外力的关系。
如果有三个或三个以上的自变量，需要控制不变的量，做到变量每次只能有一个。
[典型例题]典例1如图所示，内阻不计的电源与平行板电容器连接，电容器的下极板接地，上极板接一静电计，不计静电计所带的电荷量。
P点是两极板间的一点，P点到两极板的距离相等。
下列说法正确的是()A．只将平行板电容器的上极板向下移动一小段距离，P点的电势升高B．只将平行板电容器的上极板向上移动一小段距离，静电计的张角变大C．只将平行板电容器的上极板向左移动一小段距离，电容器间的场强变大D．只在平行板电容器两极板间插入一厚度稍小于两极板间距离的绝缘陶瓷，电容变小解析只将平行板电容器的上极板向下移动一小段距离，两极板间的场强变大，P点的电势φ＝Ed，电势升高，A正确；静电计的电压始终等于电动势，只将平行板电容器的上极板向上移动一小段距离，静电计的张角不变，B错误；根据C＝εr S4πkd，只将平行板电容器的上极板向左移动一小段距离，电容器极板正对面积S变小，电容器的电容变小，但板间电压不变，板间距离不变，场强不变，C错误；根据C＝εr S4πkd，只在平行板电容器两极板间插入一厚度稍小于两极板间距离的绝缘陶瓷，εr变大，电容器的电容变大，D错误。
答案 A名师点评本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，电容器与电源始终相连，则电势差不变，电容器与电源断开，则电荷量不变。
结合C＝εr S4πkd(平分析电压或电荷量行板电容器)判断电容器电容的变化，再由电容的定义式C＝QU的变化。
浅谈初中物理教学中控制变量法的运用
浅谈初中物理教学中控制变量法的运用作者：余艇来源：《读写算》2012年第44期摘要：物理是一门以观察和实验为基础的自然科学，物理教学重在培养学生的勤于动手、动脑的能力和敏锐的思维能力，而“控制变量法”作为初中物理中常用的探索、分析和解决问题的科学方法之一，在物理学科教学中起着极其重要的作用。
关键词：初中物理探索分析问题控制变量法“控制变量法”作为初中物理中常用的探索问题和分析、解决问题的科学方法之一。
日常生活中各种物理现象往往都是错综复杂的，并且被研究对象往往都不是孤立存在的，总是处于与其他事物和现象的密切联系之中，因此影响研究对象的因素在许多情况下也并不是单一的，而是多种因素相互交错、共同起作用的。
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影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。
首先，在初中物理实验探究过程中，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。
根据研究对象，运用特定的手段主动干预或控制其发生发展的过程，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、研究导电体的电阻的大小同导电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电体的哪个特性有关？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电体的某种特性有关，结论同样是不能。
这时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，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，有的认为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；有的认为应取两根长度相同、但横截面积不同的镍铬合金丝进行上述实验；还有的认为应取长度、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电物质的长度、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，使它们相等，并指出这种实验的方法就是“控制变量法”，然后让学生运用这一方法系统地进行上述实验，使学生在实际操作过程中去体验这一科学方法。
浅谈初中物理电学之控制变量法的运用
浅谈初中物理电学之控制变量法的运用发布时间：2021-08-05T08:57:21.847Z 来源：《中小学教育》2021年9月2期作者：李秀琼[导读] 电学是初中物理课程中的一个重要模块，所以我们应该非常重视这部分的教学。
然而，由于学生年龄的特殊性和物理电学的复杂性，学生在实际电学学习中的学习效果并不理想。
因此，学生要想在初中阶段掌握物理和电学知识，取得良好的学习效果，就要采用合适的学习方法，而控制变量法就是一种可以帮助学生提高学习效果的方法。
李秀琼四川省南部中学四川南充 637300 摘要：电学是初中物理课程中的一个重要模块，所以我们应该非常重视这部分的教学。
然而，由于学生年龄的特殊性和物理电学的复杂性，学生在实际电学学习中的学习效果并不理想。
因此，学生要想在初中阶段掌握物理和电学知识，取得良好的学习效果，就要采用合适的学习方法，而控制变量法就是一种可以帮助学生提高学习效果的方法。
关键词：初中物理电学；控制变量法；学习效率中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982 （2021）9-191-01在初中物理教学中，除去经典力学部分，电学就是另一项重要的教学内容，在初中物理考试中，电学试题的出现比例也是相当高的，解决电学问题的过程中也会经常涉及控制变量法的应用，因此学生如果能熟练掌握控制变量法，便可以很快速地解决初中物理电学问题。
利用控制变量法主要是帮助学生理清电阻、电流、电压三者之间的关系，这样能有效地提高学生的学习效率。
一、控制变量法的概述在物理学中，每个物理量都有影响其物理量的条件或因素。
这些因素和条件的变化将引起物理量的变化。
控制变量法是指在一个物理量中改变需要研究的因素，保持其他因素不变，然后观察在这个过程中物理量是如何随着所选因素的变化而变化的。
从而确定物理量与所选因素之间的数量或逻辑关系。
控制变量法有助于学生对电学有一定的认识，并在此基础上逐步加深对电学的认识。
控制变量法的运用Word版
浅谈控制变量法在科学教学中的运用控制变量法是指在科学教学中，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，而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决的方法。
它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
小学科学课中，加强控制变量法的运用，不紧能直观的对实验现象进行对比，还能提高学生的对问题的分析理解能力以及科学素养。
下面我将分阶段年纪结合具体的课题来谈谈控制变量法怎么样在小学科学课堂中的进行运用:一、《怎样加快溶解》师: 刚才同学们说了很多加快溶解的方法，那么这些方法真的能让肥皂溶解得更快吗? 我们就以搅拌为例, 想想该怎么做呢?生: 将肥皂放入水中, 然后仔细的观察看看。
师: 这样我们就能看到搅拌能使肥皂溶解得更快吗?生: 我觉得应该把肥皂放在水中, 然后搅拌。
师: 就一个杯子, 然后搅拌, 就能看出搅拌能使肥皂溶解得更快吗? 要比出搅拌能使肥皂溶解得更快, 该怎么做呢?。
生: 用两个杯子, 放两块肥皂, 一个搅拌, 一个不搅拌。
(确定搅拌这个变量）师: 如果两块肥皂不一样, 能不能看出搅拌的那块肥皂溶解得更快?生: 应该放两块一样的肥皂。
师: 什么样才是一样的两块肥皂?生: 形状、大小都一样。
师: 恩，对。
想比出搅拌能使肥皂溶解的更快还要注意什么?生: 也应该准备两个一样的杯子。
生: 还应该装入一样多的水。
生: 水的温度也应该是一样的。
师: 还有吗?生: ⋯⋯师演示, 把两块肥皂一先一后放在两个杯子里。
生(恍然大悟): 应该把两块肥皂同时放入两个杯子里。
师: 怎样能同时放入?生: 一手拿一个, 数1—2—3, 同时松手。
生: 或者把两块肥皂都放在杯子里, 然后同时往里面加水。
师: 你能完整地说一下要让哪些条件相同吗?（一步步的引导学生最终确定变量和不变量）在上面的课中, 老师帮助学生把探究的问题集中到实验条件上, 一步步的引导学生准确地确定变量及不变量，以便学生更好的理解和进行控制变量的实验。
探讨控制变量法在物理教学中的有效运用
探讨控制变量法在物理教学中的有效运用【摘要】控制变量法是科学探究的一种重要方法，在物理学中有着广泛的应用。
因而在物理教学中，有效地运用控制变量法也是实现《物理课程标准》中“过程与方法”这个课程目标的主要手段。
本文从利用控制变量法设计物理实验、探究物理规律、解决实际问题、解答特定题型等方面探讨了在物理教学中如何灵活运用控制变量法的有关问题。
【关键词】科学探究；控制变量法；因素；物理规律控制变量法是指在研究某个物理问题或物理量与多种因素的关系时，每次只改变一个因素，控制保持其他因素不变，分析所研究的物理问题与该因素的关系。
它把多因素的问题转变为多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综合解决。
自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的，因此影响物理学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。
所以控制变量法在物理学中有着广泛的应用，因而在物理教学中有效运用控制变量法也是实现《物理课程标准》中“过程与方法”这个课程目标的主要手段。
控制变量法是科学探究的一种重要方法，掌握控制变量法对物理实验设计、探究物理规律、解决实际问题、解答特定题型等都有重要的作用。
一、控制变量法在实验设计中的应用在物理实验中，控制变量法是一种既常用而有效的探究方法。
简而言之就是，运用控制实验仪器设备等手段控制物理现象的发展过程，在特定的观察条件下去探索物理规律。
例如：请你设计一个探究“滑动摩擦力与物体运动的速度是否有关”的实验。
要求写出实验器材和实验步骤。
分析：当探究的问题为“一个因素与几个因素的关系”时，同时研究是非常复杂的，必须利用控制变量法，这种方法在实验设计题中经常用到。
滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度都有关。
要探究是否与速度有关，需要控制压力和接触面的粗糙程度不变，改变物体运动的速度，观察滑动摩擦力变化的情况，从而探究出滑动摩擦力与物体运动的速度是否有关。
物体运动速度可以通过拉物体的快慢解决，物体选用木块，滑动摩擦力可以用弹簧测力计测得。
谈谈物理教学中科学方法的运用
谈谈物理教学中科学方法的运用初中物理课教什么？除了物理知识，最为重要的就是以知识为载体，教给学生学会、发现、创造新知识的科学方法。
这样一来既有利于学生获得物理知识，又有利于培养学生的观察能力、思维能力、解决问题的能力。
所以只要我们坚持不断地学习教育教学理论和积累总结经验，不断完善自身的知识结构，就能得心应手的运用各种教学方法。
一、控制变量法控制变量法是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。
所谓控制变量法是：指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系，可将除了这个因素以外的其他因素人为地控制起来，使其保持不变，再比较、研究该物理量与该因素之间的关系，得出结论，然后再综合起来得出规律的方法。
这种方法在整个初中物理实验中的应用比较普遍，同样在初中物理中，探究影响导体电阻大小的因素、电流跟电压电阻的关系、影响电热功率大小的因素、影响电磁铁磁性强弱的因素、影响滑动摩擦力大小的因素、决定压力作用效果的因素等等实验，也运用了控制变量法。
二、等效替代法等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中，因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制，不可以或很难直接揭示物理本质，而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。
这种方法若运用恰当，不仅能顺利得出结论，而且容易被学生接受和理解。
我们在教学中，在学生亲历实验过程的基础上，教师注重引导学生进行方法的总结，在思维方式上受到启发，他们以后遇到有关的实验设计时，就会自觉地加以运用。
比如在学习伏安法测电阻之后，要求学生设计一个实验，在上述实验中缺少电压表或电流表，其他器材不变，另有一个已知阻值的定值电阻供选用，要求测出未知电阻，应该怎么办？学生就可以用等效替代的思想进行设计了。
三、转换法有的物理量不便于直接测量，有的物理现象不便于直接观察，通过转换为容易测量到与之相等或与之相关联的物理现象，从而获得结论的方法。
譬如，在研究电热的功率与电阻关系的实验中，电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测和比较，而我们通过转换为让煤油吸热，观察煤油温度变化情况，从而推导出那个电阻放热多。
初中物理教学中控制变量法的应用
控制变量法的应用学院：新联学院专业：电子信息工程姓名：学号：“控制变量法”的运用【摘要】新课程的实施对学生科学探究能力的培养十分重视，而“控制变量法”是常用的探究物理问题、分析和解决物理问题的最重要的方法。
控制变量法是自然学科中常规的研究方法，也是初中物理化学中基础的重要的教法之一。
它能将一些复杂的多变量的物理问题转化为简单的单变量的问题，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。
教学中如果此法应用得当，将会非常地方便、快捷，省时、省力，而且能少走很多不必要的弯路，减少很多无谓的而且是艰辛的探索之路，收到事半功倍、一石二鸟的良好效益。
【关键词】控制变量法、探究、分析、物理规律一、控制变量法贯穿了整个初中物理教学物理学是一门以观察和实验为基础的学科，大多数物理规律都是在实验的基础上建立起来的，要想让学生牢固地掌握和熟练运用物理规律，就必须培养学生探究物理规律的能力。
控制变量法作为是一种常用的、有效的探索物理规律的科学方法，在初中物理新课程教学中得到了特别广泛应用，许多物理概念或规律的探索和推导，演示实验、分组实验的教学，都运用了“控制变量法”这一科学方法。
那么，什么是“控制变量法”？所谓控制变量，就是指适时地恰当地控制对我们所要研究的物理量相关的或会有影响的因素、条件，在众多的会引起我们的物理量发生变化的因素中，只让要研究的因素(物理量)发生变化、发生改变，看我们的物理量会如何随着这个因素的改变而改变，而让其它的暂时不研究的因素保持不变、保持相同。
通过对相关测量数据的深入研究、分析判断、总结归纳，最后找出这个因素跟我们想要研究的物理量是什么关系，在众多因素的影响中，这个因素对我们的物理量的影响有多大，在这些变化中该因素到底占了多大的比重（贡献）等等。
研究完一个因素，再用同样的办法去研究另一个因素，直到用枚举法研究完所有的因素为止。
这就是控制变量法的要义与核心。
控制变量法在初中物理教学中的应用非常广泛、非常普遍，比如日常的物理规律、物理定律的教学，演示实验分组实验的教学，课内课外师生共同参与或学生独立进行的各类实验、探究以及各种复习资料、练习题册上相关的“比较物理量大小”等都有控制变量法大显身手、施展手脚的广阔天地。
初中化学_控制变量思想在实验设计中的应用教学设计学情分析教材分析课后反思
《控制变量思想在实验设计中的应用》教学设计《控制变量思想在实验设计中的应用》学情分析在生物，化学和物理的学习中，设计实验时，控制变量思想都有一定涉及，所以学生对控制变量唯一这句话很熟悉，但是应用到实际的实验设计中，分析别人的设计，自己进行设计时都体现出能力稍弱的感觉。
化学是一门以实验为基础的学科，实验能力是需要培养和内化的。
《控制变量思想在实验设计中的应用》效果分析通过本节课的学习，学生对燃烧条件、影响固体溶解性因素、金属生锈条件、金属与酸反应剧烈程度等实验的设计思路有了更清晰的认识，对控制变量思想的应用也更为熟练。
在练习题目的分析上也有进一步提升。
《控制变量思想在实验设计中的应用》教材分析本节课是初四化学复习课中关于实验探究的一节拓展课。
初三、初四教材中燃烧条件的探究、影响固体溶解性的因素、金属锈蚀条件的探究、金属与酸反应剧烈程度的比较等实验中，都用到了控制变量思想。
本节课的教学价值主要体现在进一步培养学生的学科素养，提高设计实验能力。
《控制变量思想在实验设计中的应用》评测练习1．同学们为探究不同金属的活动性强弱，设计了如下的实验方案，下列方案中实验设计、现象、结论均正确的一组是（）选项实验设计现象结论（金属的活动性）①将铝丝放入硫酸铜溶液无现象Cu＞Al②将铝丝放入硫酸镁溶液中铝丝表面有固体析出Al＞Mg③分别将锌粉与铁丝放入相同浓锌粉产生气泡的速率比铁丝快Zn＞Fe 度的稀盐酸中④分别将铁丝与铜丝放入相同浓铁丝表面产生气泡，铜丝无现象Fe＞Cu 度的稀盐酸中A．①B．②C．③D．④2．为研究铁丝的粗细对铁在氧气中燃烧的影响，下列实验能达到目的是（）A．用两根粗细相同的铁丝，分别在两瓶相同浓度的氧气中同时进行燃烧实验B．用两根粗细相同的铁丝，分别在两瓶不同浓度的氧气中同时进行燃烧实验C．用两根粗细不同的铁丝，分别在两瓶相同浓度的氧气中同时进行燃烧实验D．用两根粗细不同的铁丝，分别在两瓶不同浓度的氧气中同时进行燃烧实验3．在四个烧杯中各装入溶质质量分数为10%的NaOH溶液10mL，测其温度．再将6%、9%、12%、15%的盐酸各10mL分别加入上述的四个烧杯中，最后测量其温度．上述实验设计主要在研究下列哪一项关系（）A．酸的种类与中和反应快慢的关系B．酸的种类与中和反应所放热量的关系C．酸的浓度与中和反应快慢的关系D．酸的浓度与中和反应所放热量的关系4．为了探究影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组将稀盐酸分成四等份，分别加入四支试管中进行下列对比实验．下列对比实验的设计不合理的是（）选项对比实验探究影响因素A①和②反应物的接触面积B②和③温度C②和④温度D③和④反应物的接触面积5．为了探究”影响双氧水制氧气的速率”的因素，某学习小组设计了下列实验，下列说法正确的是（）实验①实验②实验③A．对比实验②和③，可研究双氧水的质量分数对反应速率的影响B．对比实验①和②，可研究双氧水的质量分数对反应速率的影响C．对比实验②和③，可研究催化剂的种类对反应速率的影响D．对比实验①和②，可研究催化剂的种类对反应速率的影响（双选）6．如图是某兴趣小组设计的四个实验装置示意图，其中能够达到实验目的是（）A．B．C．D．探究锌和铜金属活泼性探究燃烧的三个条件测定空气中氧气的含量探究铁生锈的条件7．小科发现很多物质都能在水中溶解，但溶解的速度有快有慢，她想：影响同种物质溶解速度的因素有哪些呢？小科根据生活经验以冰糖为例，提出了她的一些猜想：A．与水的温度有关B．与冰糖颗粒的大小有关C．与是否搅拌有关为了验证猜想是否正确，她设计了实验方案（实验中的烧杯完全相同），并进行了探究。
初中物理教学中“控制变量法”的应用分析
初中物理教学中“控制变量法”的应用分析作者：郭海东来源：《都市家教·上半月》2013年第12期【摘要】“控制变量法”是初中物理教学的重点内容，是分析物理问题的重要方式，所谓的控制变量法采用自然科学的方式研究物理学中的问题，把一些综合性的问题转变成小的问题，这些小的问题，进行分析和运用就变得很简单，能够起到事半功倍的效果。
本文主要介绍“控制变量法”在教学中的应用。
【关键词】控制变量法；探究；分析；物理规律控制变量法在初中物理教育中应用的非常广泛，在日常学习的物理规律，物理实验等方面都得到了应用，对一些资料进行分析，发现练习册中的一些物理知识都能够用到控制变化法。
这种方式不仅能够研究物理规律，同时也能够解决很多抽象的物理知识，在应用过程中，变成了物理教学的号帮手。
1控制变量法应用范围广初中物理是一门是实验性的学科，很多知识都建立在实验的基础上，在教学中，需要培养学生的实验基础，培养实验能力的同时，牢固掌握学科知识。
初中物理学关于力学的实验就有200多个，控制变量法是一种常用的方法，许多物理概念和规律都是从实验中总结出来的，所以说“控制变量法”是一种非常科学的方法。
笔者总结了能够应用控制变量法进行教学的内容，见表1。
2控制变量方法应用优势控制变量法在初中物理学教学的应用非常广泛，在教学和解题这方面都显现出了很大的优势。
2.1把抽象物理问题细致化。
物理教学中，有很多的抽象物理问题，可以把抽象化的问题分解成若干小的问题，按照变量的方式去研究这些问题，能够把一些很复杂的问题变得更简单，使学习过程更加细致，对相关测量数据的深入研究、分析判断、总结归纳，最后达到研究分析物理量的目的。
2.2 明确了问题的解题思路。
采用控制变量的方式，能够很好的帮助学生尽快的掌握解题思路，控制变量法还经常的运用在很多大的问题，在分析问题的时候能够很快的找到解题思路。
采用控制变量的方式去解决这个问题，其中电路发热的关键是采用物理量进行分析，对电联来说，电阻不变，接入大功率的电炉后，电流显著增大，按照公式P=I2R可以得出，电线中的热功率显著的增大，导致电线的线路发热，烧坏的绝缘皮。
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例1. 小明设计的研究“电磁铁磁性强弱” 的实验电路图如图所示，下表是他所做实 验的记录，下列结论不正确的是
A．比较1，4两次实验可知：线圈 中的电流一定时，匝数越多，磁性 越强 B．比较l，3，5三次实验可知：匝 数一定时，线圈中的电流越大，磁 性越强 C．比较1，2，3（或4，5，6）三 次实验可知：匝数一定时，线圈中 的电流越大，磁性越强 D．电磁铁的磁性越强，吸引铁钉 的数目越多
模型法 转换法 控制变量法 类比法
推理法 等效替代法
什么是控制变量法？
科学中对于多因素（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，分别加以研究，最后再 综合解决，这种方法叫控制变量法。它是 科学探究中的重要思想方法，广泛地运用 在各种科学探索和科学实验研究之中。
பைடு நூலகம்
我们已学过的实验中运作到控制变量 法的有哪些？ 请举例
探究影响蒸发快慢的因素， 探究声音的响度和音调的关系 理想斜面实验、探究力与运动的关系、 探究影响滑动摩擦力大小的因素、 探究影响压力的作用效果的因素、 探究影响液体压强大小的因素、 探究影响浮力大小的因素、 验证欧姆定律、探究电阻的电流与其两端电压的关系、 探究影响电流做功多少的因素、 探究影响电磁铁磁性强弱的因素。 感应电流的方向 磁场对通电导体的受力方向 影响电阻大小的因素
控制变量法思想的运用
定海五中 许林贤
2014年3月7日
下面是小明同学在学习中遇到的六个研究实例， 采用了什么样的科学方法:
A 利用磁感应线去研究磁场问题 B．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流 时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定 C．研究电流与电压、电阻关系时，先使电阻不 变去研究电流与电压的关系：然后再让电压不变 去研究电流与电阻的关系 D． 研究电流时，将它比做水流 E .在做真空不能传声的实验时，当我们发现空气越少， 传出的声音就越小时，我们就推理出，真空是不能传 声的。 F 在平面镜成像的实验中我们利用两个完全相同的蜡 烛，验证物与像的大小相同，因为我们无法真正的测 出物与像的大小关系，所以我们利用了一个完全相同 的另一根蜡烛来等效替代物体的大小。
我班g同学在学习通电螺线管时猜 想：通电螺线管的磁场强弱可能与线圈匝数和 电流大小都有关。实验时，他将开关S从a换到b， 调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸 引的回形针数目，他这样操作是在研究 ，。此时调节滑动变阻的目的是--------
练习2
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例2 某同学做“研究影响蒸发快慢的因素”
练习1. 小平同学利用图所示装置研究电磁铁磁场的 强弱与哪些因素有关。图中A是悬挂在弹簧下的铁块， B是电磁铁的铁芯，S是转换开关(S接1时连入电路的 线圈匝数多，S接2时连入电路的线匿匝数少)。
（1）实验过程中弹簧的伸长量越大，
表示电磁铁的磁场越 ； （2）保持滑片P位置不变。先后让 开关S接l和2，可以研究电磁 铁磁场的强弱与线圈 的多少是 否有关； （3）请提出一个还可以用该装置 验证的猜想并设计验证方案。 猜想：电磁铁磁场的强弱还与 -----有关； 验证方案： 。
实验，如下图所示，他在两块相同的玻璃片上 分别滴上一滴水，观察图中情景可知该同学主 要研究蒸发快慢是否与： ( ) A．水的温度有关； B．水的表面积有关； C．水上方空气的流速有关； D．上述三个因素都有关。
练习3．将等量的水和酒精放入相同的容器中，
根据如图所示的实验简图，
水
酒精
水
酒精
请回答：
（1）实验中“将等量的水和酒精放入相同的容 器中”，这里的 “等量”应该指 ▲ （填 “等体积”或“等质量”） （2）实验能够得出的最恰当的实验结论是 ▲