控制无关变量的方法
定义：所谓无关变量是指在实验过程中除自变量之外任何能对因变量产生影响的变量，包括个体内外环境所产生的种种刺激、机体反应变量。由于这些变量与实验的主旨无关，所以统称为无关变量（Extraneous variables）
因为因变量的变化，不但受到自变量的影响，也受到无关变量的影响，所以如何有效地控制无关变量，是决定实验结果是否确实可靠的一个极为重要的因素。因此，在一次实验中，当我们确定了自变量与因变量以后，就应该使实验的其他条件保持恒定，只有这样，实验中的因果关系才能得到明确的说明，所以，无关变量就是在实验中应该加以控制的变量，因此又称为控制变量。
如果以数学方程式来表示因变量和自变量以及无关变量之间的关系，就是：DV=f(IV,EV1,EV2,EVn)
因变量=f(自变量，无关变量1，无关变量2，,无关变量n)
方法：
（1）消除法
控制无关变量最完美的办法就是简单地把它们从实验环境中消除。此法多适用于一些物理刺激因素的控制，例如，噪音，光线，等。
有一些无关变量，如实验的时间，实验的仪器，实验的主试，被试的年龄，性别，教育程度，不能简单地加以消除，那么就要有另外的办法来加以控制。
（2）恒常法
对于不能消除的变量，我们可以使它在整个实验中保持恒定，即所有的被试都接受相同的无关变量，这种控制方法称为恒常法。由于这些无关变量在实验中都保持恒常，它们对接受自变量不同水平的每个被试，所能产生的影响都是一致的，所以不会影响通过自变量不同水平对因变量所造成的变化差异。对于一些被试变量，实验条件，可以采用此种方法。
例一，实验的时间安排在上午，可能会比下午的实验有更好的结果，因此我们可以通过将实验都安排在上午来消除时间这一因素可能产生的影响
（3）平衡法
这种控制方法的目的，是让无关变量产生的作用在所有的实验组及控制组的效果都保持平衡。也就是说，每一组都受到这些无关变量变化的作用，但它们作用的大小在各组都是一样的。
例二：平衡各组“性别”变量的作用。
二十名被试，十二个男性，八个女性。分成两组进行实验。假设被试的性别可能会对因变量产生作用，所以，需要控制这个无关变量。
先把12名男性被试随机分为两组，再把8名女性被试随机分到两个组中，这样，在每一组内性别都有变化，这种变化有可能对因变量产生影响，但是由于性别因素对两个组的影响效应都是一样的，因此这种作用就被平衡了。
注意：平衡与恒常控制手段不同。采用恒常法，无关变量在组内以及组间皆无变
化；采用平衡控制手段时，无关变量在组内是有变化的，但是变化所产生的作用在各组之间是相等的。
如果研究者无法指认有些可能起作用的无关变量，可以采用适当的控制组，以达到平衡控制的目的。 实验者对实验组以及控制组，除了自变量的处理不同之外，对其他都一律同等地处理。如此，实验组和控制组在因变量上产生的差异都可以归诸于自变量不同所产生的作用。
例三：研究接受持枪稳定性训练对射击准确性的作用。
实验组被试在接受训练之前先射击50发，之后进行训练，再测验50发。结果如下表：
是否可以认为训练导致了成绩的提高？ 该实验可能有其他因素：先射的50发；两周的时间间隔；或者其他一些可能无法了解的因素。
为了排除其他因素的影响，必须采用控制无关变量的平衡手段。设计种种控制组来达到消除无关变量的影响。例如，为了消除时间和练习这两个主要无关变量的影响，我们可以设计两个控制组。
例四： 实验组和控制一组：如果X 明显小于24，认为训练有效。如果X 不显著小于24，则训练无效。
控制一和控制二组：如果X 显著大于Y ，说明练习有效果，如果无差异，说明练习并不起作用。
被试 受训练前
是否接受训练
受训练后
实验组
14 接受 24
被试
受训练前
是否接受训练
受训练后
实验组 14 接受 24
控制一组 15 无 X
控制二组 无 无 Y
（4）抵消平衡法
有些实验研究，被试需要在各种不同的实验条件下接受重复测验。在这种重复测量的设计（Repeated measurement design）中，被试会受到接受重复测量所产生的影响。这些混淆因素并非出现在测量之前，而是产生在重复测量的过程中。对此我们可以采用抵消平衡（counter-balancing）或交叉平衡的手段来控制这类混淆变量。
这种控制手段主要用来平衡一组被试重复接受自变量各种水平的先后顺序所产生的无关影响。
例五：研究对红绿两种色光的反应时是否长短不一的问题。
未抵消的设计：让一组被试先接受10次红光刺激，再接受10次绿光刺激。得到对红光反应快，能否得出结论认为被试对红光反应快？
设计问题：实验刺激的先后顺序是一个潜在的无关变量。
抵消的设计：一半被试先接受红，再接受绿；而另一半被试相反，先接受绿，再接受红。
被试红光绿光黄光
S1123
S2132
S3213
S4231
S5321
S6312
被试红光绿光黄光
S1123
S2132
S3213
S4231
S5321
S6312
注意：抵消平衡与平衡的区别：抵消平衡用于重复测量的实验设计，平衡用于被试只接受一次测量的设计。
（5）随机化法
随机化（Randomization）控制主要用于两种情况：a、研究者已经知道某种无关变量能在实验过程中产生作用，但不适合使用上述的具体控制办法；b、无法确定起作用的无关变量，所以也就不能确定采用其他的控制手段。在此情况下，我们就要预先采取措施，使无关变量的作用随机化。无论无关变量产生什么样的作用，它对所有实验以及控制组的影响都可以假设为是相等的。
随机化控制的假设：如果我们从总体中运用随机抽样的手段抽取被试，然后又用随机的办法将被试分为实验以及控制两组。按照随机取样的统计理论，我们可以假定：第一，每组样本都具有代表性，它们具有代表总体的种种特性；第二，每组样本的各种特性，包括无关变量在内，都是相等的。实验、控制两组在实验中，除接受的自变量处理不同之外，其他一切能够影响因变量的已知或未知的无关因素都可以假定是相等的。
（6）系统变化法
在实际生活中，有时自变量与一些研究中的无关变量关系相当密切。当这类无关变量的水平多于一个时，为了确定自变量和无关变量各自的效果，可以用无关变量的系统变化来控制此无关变量。
例如：在一项关于“对考试焦虑的高三学生实施心理干预对学生学习成绩的影响研究”中，但学习成绩通常与学生的智力水平相关，因此学生的智力水平成为此项研究中的无关变量，为了使其不至于混淆自变量的效果，我们可以采取对其进行系统变化的步骤：首先用特定的智力量表来测量被试的智力水平；其次，根据低、中、高智力水平把被试加以分类；第三，把每类被试中的一半分到实验组，另一半分到控制组。该项研究设计如下图所示：
智力水平分组高中低
实验组 A B C
控制组A’B’C’
（7）控制被试
在心理学实验中，研究者或主试本身也是无关变量，能够对实验的结果产生影响。主试的种族、性别、年龄、身份、地位、焦虑、友善、态度等都可能对被试的反应产生影响。并且，这种影响不仅仅局限于对人类被试。
例如：R.Rosenthal曾指派研究助理进行白鼠学习迷津的研究。他事先告诉研究助理，一组白鼠是聪明白鼠的后代(g1)，另一组是愚笨白鼠的后代(g2)，而第三组则没有祖先是否聪明或愚笨的信息(g3)。实验的结果发现，g1要比g3成绩好，g2最差。而实际上，这三组白鼠都是从同一总体中随机抽取的样本，因此这种差异是由于主试主观期待的影响。
1、盲目实验
通常，实验者对接受自变量处理的实验组是比较关切的，所以不免特别注意被
试的行为反应，从而影响了实验的真实结果。这种偏差在进行药物实验时，更为显著。但我们可以采用隐蔽手段，控制实验者的偏差或期待，这种方法称为盲目控制（Blind-control）。如果测验药物效果的被试对象为人类，施加药物的种类、水平，以及毫无药物作用的安慰剂都以密码替代，主试者以及被试双方都不知道药物处理的真相，也就无法产生预期作用。这种控制方法，称之为双盲控制（Double blind-control）。如果被试是动物，则只对主试者一方隐瞒，称为单盲控制（Single-blind-control）。
2、多主试控制
采用数名主试，进行同一实验研究，是又一种控制主试念头或期待所产生影响的办法。
注意：研究者必须对实验、收集数据的程序有预先的妥善安排，不能简单的采用一位主试收集实验数据，另一名主试接替轮换的方法。而是要采用平衡的控制手段，使每一位主试都从各实验、控制组收集相同数目被试的实验数据。
再则，分析实验数据时，必须先单独分析每一位主试采集实验的数据，并进行比较，如果无差异，则可以将数据全部合并，如果存在差异，则说明这里存在主试效应，应进一步加以仔细的分析。
3、电脑主试
由电脑呈现实验程序，说明刺激变量，记录被试的反应，进行数据统计分析。这就彻底消除了任何与主试有关的种种无关变量。
从实验的观点看，最好能抽取最具代表性的样本，再实验前以随机分配的手段，产生实验组和控制组，使其在各方面都相等，即每组组内被试的生理、心理特性都相等。但是，这不过是一种理想，实际上是不可能完全做到的。所以，我们必须发展控制被试变异的措施，以达到两个极为重要的目的：
（1）减小组间在接受实验处理前的差异；
（2）减小组内被试间的差异。
控制手段包括重复测验、匹配、随机等方法，在后面讲到的实验设计就是这些方法的具体体现。
“控制变量法”解题方法指导 控制变量法是指在讨论多个物理量的关系时，通过控制几个因素不变，只改变其中一个因素，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。这种方法在实验数据表格上的反映为：某两次实验只有一个条件不相同，若两次实验结果不同，则与该条件有关，否则无关；反过来，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素变化，而其他因素均相同。控制变量法是中学物理中最常用的方法。 中考常见实例：研究影响力的作用效果的因素；研究滑动摩擦力与哪些因素有关；研究液体内部的压强与哪些因素有关；研究动能（或重力势能）与哪些因素有关；研究琴弦发声的音调与弦的粗细、松紧和长短的关系；研究影响液体蒸发快慢的因素；研究物体吸热量与物质种类、质量、温度变化的关系；研究影响电阻大小的因素；研究电流与电压、电阻的关系；研究电功或电热与哪些因素有关；研究通电导体在磁场中受力与哪些因素有关；研究影响感应电流的方向因素等。以下是典型例题分析： 【例1】 在研究液体蒸发的快慢与哪些因素有关时，小红猜想：液体蒸发的快慢除了与液体的温度、液体的表面积和液体上方的空气流动有关外，还可能与液体的种类有关。请你就此问题设计一个实验探究的方案： 【分析】该题是研究液体的种类是否影响液体的蒸发。我们知道影响液体蒸发的因素有三个：液体的温度、液体的表面积和液体上方的空气流动。因此要想研究液体蒸发快慢是否与液体的种类有关，需控制影响蒸发快慢的液体的温度、液体的表面积和液体上方的空气流动三个因素保持不变。那么，该题应取等量的两种不同液体分别放入两个相同的容器内置于相同的环境中，经过一段相同的时间，比较两种液体蒸发量的多少是否一样，即可得出结论。 【例2】 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各种因素影响的，他决定对此进行探究，经过和同学们讨论提出了以下猜想：猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关。 猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关。 猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关。
几种控制方法的性能比较 专业： 控制理论与控制工程 姓名： 周燕红 学号： 200930210690 摘要：本文对同一控制对象分别采用常规PID 控制，模糊控制和基于遗传算法的PID 控制进行仿真，并对仿真结果进行分析，从而得出各个控制方法的性能优劣。 关键字：常规PID ；模糊控制器；遗传算法 1 常规PID 控制 1.1 PID 控制原理 在模拟控制系统中，控制器最常用的控制规律是PID 控制。模拟PID 控制系统原理框图如图1-1所示。系统由模拟PID 控制器和被控对象组成。 图1 PID 控制系统原理框图 简单说来，PID 控制器各校正环节的作用如下： （1） 比例环节：成比例的反应控制系统的偏差信号error(t)，偏差一旦差生，控制器立即 产生控制作用，以减小偏差。P K 越大，系统的响应速度越快，调节精度越高，但易产生超调，甚至会使系统不稳定。反之，若过小，则调节精度降低，响应速度缓慢，使系统的静态、动态性能变坏。 （2） 积分环节：主要用于消除稳态误差，提高系统的误差度。积分作用的强弱取决于积 分时间常数I T ，I T 越大，积分作用越弱，若过大将使系统稳态误差难以消除，影响系统调节精度。反之则越强，稳态误差消除越快，但过小，在响应过程初期会产生积分饱和现象，从而引起响应过程的较大超调。 （3） 微分环节：反应偏差信号的变化趋势（变化速率），并能在偏差信号变得太大之前， 在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。微分作用的强弱取决于微分时间常数D T ，D T 越大，微分作用越强，但过大会使响应过程提前制动，而且会降低系统的抗干扰性能。 1.2衰减曲线法整定PID 参数 衰减曲线法是一种在经验凑试法基础上经过反复实验而得出的一种参数整定方法。可按过度过程达到4:1递减曲线法整定控制参数，也可按过度过程达到10:1递减曲线法整定控制参数。参数整定步骤： （1） 设置调节器积分时间Ti 为无穷大，微分时间常数为0，比例度为较大值，并将 系统投入运行。 （2） 系统稳定后，作设定值阶跃扰动，并观察响应。若系统衰减太快，则减小比例
控制变量法专题训练 1、能够应用控制变量法探究的前提： ①某种现象受到多个“因素”的影响 ②实验的目的是：“探究某种因素”对现象的影响 ③实验过程中，被探究的“因素”作为变量，其他因素作为不变量 ④能过直接或间接的得到实验结果或实验现象 2、常见术语 ①对照组：一般是各个条件都适宜的组别 ②实验组：缺少或增加所要探究“因素”的组别 ③自变量：影响实验结果的因素 ④因变量：实验结果 ⑤调节变量：被探究的“因素” ⑥不变量：除调节变量外，其他的“因素”，一般要保持适宜 3、常见题型 （1）、实验缺陷类： 实验存在哪些不足/缺陷/哪些需要改进…… ①是否有对照实验 ②实验过程中，是否严格控制变量 ③是否试验次数或样品数太少，存在偶然性误差 （2）、结论表述类： 本实验的结论是什么/从表（图）中可以得到什么结论/实验1和实验2可以说明什么…… ①如果题干中明确了本实验的探究问题，那么就可以对实验问题进行回答； ②问题：××受到什么影响？ ××受到√√的影响； 或××受到√√的影响，√√越...，××越...； ③√√对××有什么影响？ √√越...，××越...； 或在一定范围内，√√越...，××越...； ④当某某一定（相同）时，某某与某某成正比/反比； 当某某一定（相同）时，某某随着某某的增大而增大/降低； （3）、实验数据对比类： ①通过对比实验得到某某结论
②实验1与实验形成对照组 ③实验有几组变量 ④某一个步骤的目的是 （4）、实验设计类：为了探究某某对实验的影响，应该怎样设计实验？ 其他条件相同，所探究的因素设计成不同；应用题目所给的语言回答。 （5）、提问假设类： ①根据实验过程，提出实验目的（实验探究的问题） ②根据实验提出的问题，提出合理的假设 ③根据已有的假设或猜想，提出自己的假设或猜想 ④根据自己掌握的知识，判断假设或猜想的正误 ⑤根据实验结果（现象），写出实验结论，一般按照假设的模式写 ⑥已知实验结论，根据结论写出实验结果或现象 （6）难点：转换法 将不可直接测量量，转化为可直接测量的量，结论要与目的一致，而不是实验本身。 专题训练： 1．某兴趣小组在“探究影响叶绿素形成的环境因素”活动中，设计了如下方案。 【提出问题】光照会影响叶绿素的形成吗？ 【作出假设】光照能够影响叶绿素的形成。 【实施方案】 甲组乙组 环境条件遮光、适宜的温度和湿度 实验材料20株长出第一片幼叶后的小麦幼 苗 20株长出第一片幼叶后的小麦幼苗 处理方法将甲、乙两组小麦幼苗栽种在相同的土壤中，在各自环境中生长10天（1）请你在表格中写出乙组的环境条件。 （2）如果该假设成立的话，那么实验的预期结果是：。 2．某科学兴趣小组的同学做了如图实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条(短木 条始终低于点光源A)。 （1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图
控制无关变量的方法 定义：所谓无关变量是指在实验过程中除自变量之外任何能对因变量产生影响的变量，包括个体内外环境所产生的种种刺激、机体反应变量。由于这些变量与实验的主旨无关，所以统称为无关变量（Extraneous variables） 因为因变量的变化，不但受到自变量的影响，也受到无关变量的影响，所以如何有效地控制无关变量，是决定实验结果是否确实可靠的一个极为重要的因素。因此，在一次实验中，当我们确定了自变量与因变量以后，就应该使实验的其他条件保持恒定，只有这样，实验中的因果关系才能得到明确的说明，所以，无关变量就是在实验中应该加以控制的变量，因此又称为控制变量。 如果以数学方程式来表示因变量和自变量以及无关变量之间的关系，就是：DV=f(IV,EV1,EV2,EVn) 因变量=f(自变量，无关变量1，无关变量2，,无关变量n) 方法： （1）消除法 控制无关变量最完美的办法就是简单地把它们从实验环境中消除。此法多适用于一些物理刺激因素的控制，例如，噪音，光线，等。 有一些无关变量，如实验的时间，实验的仪器，实验的主试，被试的年龄，性别，教育程度，不能简单地加以消除，那么就要有另外的办法来加以控制。 （2）恒常法 对于不能消除的变量，我们可以使它在整个实验中保持恒定，即所有的被试都接受相同的无关变量，这种控制方法称为恒常法。由于这些无关变量在实验中都保持恒常，它们对接受自变量不同水平的每个被试，所能产生的影响都是一致的，所以不会影响通过自变量不同水平对因变量所造成的变化差异。对于一些被试变量，实验条件，可以采用此种方法。 例一，实验的时间安排在上午，可能会比下午的实验有更好的结果，因此我们可以通过将实验都安排在上午来消除时间这一因素可能产生的影响 （3）平衡法 这种控制方法的目的，是让无关变量产生的作用在所有的实验组及控制组的效果都保持平衡。也就是说，每一组都受到这些无关变量变化的作用，但它们作用的大小在各组都是一样的。 例二：平衡各组“性别”变量的作用。 二十名被试，十二个男性，八个女性。分成两组进行实验。假设被试的性别可能会对因变量产生作用，所以，需要控制这个无关变量。 先把12名男性被试随机分为两组，再把8名女性被试随机分到两个组中，这样，在每一组内性别都有变化，这种变化有可能对因变量产生影响，但是由于性别因素对两个组的影响效应都是一样的，因此这种作用就被平衡了。 注意：平衡与恒常控制手段不同。采用恒常法，无关变量在组内以及组间皆无变
控制无关变量的方法 定义:所谓无关变量就是指在实验过程中除自变量之外任何能对因变量产生影响的变量,包括个体内外环境所产生的种种刺激、机体反应变量。由于这些变量与实验的主旨无关,所以统称为无关变量(Extraneous variables) 因为因变量的变化,不但受到自变量的影响,也受到无关变量的影响,所以如何有效地控制无关变量,就是决定实验结果就是否确实可靠的一个极为重要的因素。因此,在一次实验中,当我们确定了自变量与因变量以后,就应该使实验的其她条件保持恒定,只有这样,实验中的因果关系才能得到明确的说明,所以,无关变量就就是在实验中应该加以控制的变量,因此又称为控制变量。 如果以数学方程式来表示因变量与自变量以及无关变量之间的关系,就就是: DV=f(IV,EV1,EV2,EVn) 因变量=f(自变量,无关变量1,无关变量2,,无关变量n) 方法: (1)消除法 控制无关变量最完美的办法就就是简单地把它们从实验环境中消除。此法多适用于一些物理刺激因素的控制,例如,噪音,光线,等。 有一些无关变量,如实验的时间,实验的仪器,实验的主试,被试的年龄,性别,教育程度,不能简单地加以消除,那么就要有另外的办法来加以控制。 (2)恒常法 对于不能消除的变量,我们可以使它在整个实验中保持恒定,即所有的被试都接受相同的无关变量,这种控制方法称为恒常法。由于这些无关变量在实验中都保持恒常,它们对接受自变量不同水平的每个被试,所能产生的影响都就是一致的,所以不会影响通过自变量不同水平对因变量所造成的变化差异。对于一些被试变量,实验条件,可以采用此种方法。 例一,实验的时间安排在上午,可能会比下午的实验有更好的结果,因此我们可以通过将实验都安排在上午来消除时间这一因素可能产生的影响 （3）平衡法 这种控制方法的目的,就是让无关变量产生的作用在所有的实验组及控制组的效果都保持平衡。也就就是说,每一组都受到这些无关变量变化的作用,但它们作用的大小在各组都就是一样的。 例二:平衡各组“性别”变量的作用。 二十名被试,十二个男性,八个女性。分成两组进行实验。假设被试的性别可能会对因变量产生作用,所以,需要控制这个无关变量。 先把12名男性被试随机分为两组,再把8名女性被试随机分到两个组中,这样,在每一组内性别都有变化,这种变化有可能对因变量产生影响,但就是由于性别因素对两个组的影响效应都就是一样的,因此这种作用就被平衡了。 注意:平衡与恒常控制手段不同。采用恒常法,无关变量在组内以及组间皆无变化;采用平衡控制手段时,无关变量在组内就是有变化的,但就是变化所产生的作用在各组之间就是相等的。 如果研究者无法指认有些可能起作用的无关变量,可以采用适当的控制组,以达到平衡控制的目的。 实验者对实验组以及控制组,除了自变量的处理不同之外,对其她都一律同等地处理。如此,实验组与控制组在因变量上产生的差异都可以归诸于自变量不同所产
控制变量法 物理学研究中常用的一种研究方法——控制变量法。所谓控制变量法，就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化，最终解决所研究的问题。可以说任何物理实验，都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究。 如：导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系，中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系，而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下，研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系，分别得出实验结论。通过学生实验， I U R。 让学生在动脑与动手，理论与实践的结合上找到这“两个关系”，最终得出欧姆定律=/ 研究导体的电阻大小与哪些因素有关，控制导体的长度和材料不变，研究导体电阻与横截面积的关系。研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，保证压力相同时，研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。 利用控制变量法研究物理问题，注重了知识的形成过程，有利于扭转重结论、轻过程的倾向，有助于培养学生的科学素养，使学生学会学习。 中学物理课本中，蒸发的快慢与哪些因素的有关；滑动摩擦力的大小与哪些因素有关；液体压强与哪些因素有关；研究浮力大小与哪些因素有关；压力的作用效果与哪些因素有关；滑轮组的机械效率与哪些因素有关；动能、重力势能大小与哪些因素有关；导体的电阻与哪些因素有关；研究电阻一定、电流与电压的关系；研究电压一定、电流和电阻的关系；研究电流做功的多少跟哪些因素有关系；电流的热效应与哪些因素有关；研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等均应用了这种科学方法。 控制变量法 “控制变量法”是物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。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。譬如说某段导体中通过电流的大小不仅和其两端电压有关，还和这段导体的长度、横截面积的大小及材料种类等因素有关。所以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。例如为了研究某物理量同影响它的三个因素中的一个因素之间的关系，可将另外两个因素人为地控制起来，使它们保持不变，以便观察和研究该物理量与这一因素之间的关系。 法。具体做法是根据研究目的，运用一定的手段（控制实验仪器设备等）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电体的某种特性有关，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
“控制变量法”在实验探究中的应用 杨仕明 “控制变量法”是初中物理中最常见的一种科学研究方法。解决实验探究题时，运用“控制变量法”可以快速而准确地解决。 一、在实验设计题中的应用 例1.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。 评析：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。 设计方案： 实验器材：弹簧测力计、细线、木块、木板。 实验步骤：（1）将木板水平放置，木块置于其上，通过细线用弹簧测力计水平拉木块以某一速度做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数F1；（2）以再大、更大的速度重复上述实验过程，读出弹簧测力计的示数F2、F3；（3）分析实验数据F1、F2、F3，得出结论。 二、在实验分析题中的应用 例2. 在学习吉它演奏的过程中，小华发现琴弦发出的声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行探究。经过和同学们讨论，提出了以下猜想： 猜想1：琴弦发出的声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关； 猜想2：琴弦发出的声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关； 猜想3：琴弦发出的声音的音调高低，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，于是他们又借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。 （1）为了验证猜想1，应选用编号为___________、___________、___________的琴弦进行实验。 为了验证猜想2，应选用编号为___________、___________、___________的琴弦进行实验。 表中有的材料规格还没有填全，为了验证猜想3，必须知道该项内容。请你在表中填上所缺数据。 （2）随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧有关，为了
控制变量并非控制变量并非一种一种一种实验方法实验方法 ——质疑“控制变量法”之说 The Control Variable is not an Experimental Method Query to the "Controlling variables method" 王绍符 河北大学（河北 保定 071002） 摘要：一个时期以来谈到中学物理实验时经常出现“控制变量法”的说法，其实这是一种误解. 控制乃一切实验立足的条件，是灵魂，是生命，没有控制就没有实验，控制绝不是诸多实验方法中的一种方法.典型的“欧姆定律实验”和“牛顿第二定律实验”，用的方法是“单因子”实验，根本不存在什么“控制变量法”. 关键词：实验 控制 单因子实验 控制变量法 一个时期以来，对于中学物理实验，无论是在教学活动中还是在各种教学刊物上经常出现“控制变量法”的说法.最典型的例子是“欧姆定律实验”，实验中控制“电压”不变，研究“电流”与“电阻”的关系；然后再控制“电阻”不变，研究“电流”与“电压”的关系.与此类似的还有一些，如“牛顿第二定律实验”，实验中控制“质量”不变，研究“加速度”与“外力”的关系；然后再控制“外力”不变，研究“加速度”与“质量”的关系.这种进行实验的方法就是现在流传的所谓 “控制变量法”. 把控制变量说成是诸多实验方法中的一种方法，其实这是一种误解. 1控制乃实验立足的条件控制乃实验立足的条件，，任何实验都不任何实验都不会会缺少 观察和实验是科学研究的重要方法，这里所说的观察是指对自然发生的现象的观察，而实验的对象则是 “人为制造”的现象，是通过对某些无关因素加以控制，有系统地操纵某些实验条件（自变量），观测伴随发生变化的现象（因变量），从而确定条件与现象间的因果关系。即实验是在人为控制条件下的观察。 实验就是由控制变量搭建起来的，其中包括：
控制无关变量得方法 定义:所谓无关变量就是指在实验过程中除自变量之外任何能对因变量产生影响得变量,包括个体内外环境所产生得种种刺激、机体反应变量、由于这些变量与实验得主旨无关,所以统称为无关变量(Extrａnｅouｓ variaｂｌes) 因为因变量得变化,不但受到自变量得影响,也受到无关变量得影响,所以如何有效地控制无关变量,就是决定实验结果就是否确实可靠得一个极为重要得因素。因此,在一次实验中,当我们确定了自变量与因变量以后,就应该使实验得其她条件保持恒定,只有这样,实验中得因果关系才能得到明确得说明,所以,无关变量就就是在实验中应该加以控制得变量,因此又称为控制变量。 如果以数学方程式来表示因变量与自变量以及无关变量之间得关系,就就是: ＤV＝f(IV,EＶ1,EV2,EVn) 因变量=f(自变量,无关变量1,无关变量2,,无关变量ｎ) 方法: (1)消除法 控制无关变量最完美得办法就就是简单地把它们从实验环境中消除。此法多适用于一些物理刺激因素得控制,例如,噪音,光线,等。 有一些无关变量,如实验得时间,实验得仪器,实验得主试,被试得年龄,性别,教育程度,不能简单地加以消除,那么就要有另外得办法来加以控制。 (2)恒常法 对于不能消除得变量,我们可以使它在整个实验中保持恒定,即所有得被试都接受相同得无关变量,这种控制方法称为恒常法、由于这些无关变量在实验中都保持恒常,它们对接受自变量不同水平得每个被试,所能产生得影响都就是一致得,所以不会影响通过自变量不同水平对因变量所造成得变化差异、对于一些被试变量,实验条件,可以采用此种方法。 例一,实验得时间安排在上午,可能会比下午得实验有更好得结果,因此我们可以通过将实验都安排在上午来消除时间这一因素可能产生得影响 （3）平衡法 这种控制方法得目得,就是让无关变量产生得作用在所有得实验组及控制组得效果都保持平衡、也就就是说,每一组都受到这些无关变量变化得作用,但它们作用得大小在各组都就是一样得。 例二:平衡各组“性别"变量得作用、 二十名被试,十二个男性,八个女性、分成两组进行实验。假设被试得性别可能会对因变量产生作用,所以,需要控制这个无关变量。 先把12名男性被试随机分为两组,再把8名女性被试随机分到两个组中,这样,在每一组内性别都有变化,这种变化有可能对因变量产生影响,但就是由于性别因素对两个组得影响效应都就是一样得,因此这种作用就被平衡了、 注意:平衡与恒常控制手段不同。采用恒常法,无关变量在组内以及组间皆无变化;采用平衡控制手段时,无关变量在组内就是有变化得,但就是变化所产生得作用在各组之间就是相等得。 如果研究者无法指认有些可能起作用得无关变量,可以采用适当得控制组,以达到平衡控制得目得。 实验者对实验组以及控制组,除了自变量得处理不同之外,对其她都一律同等地处理。如此,实验组与控制组在因变量上产生得差异都可以归诸于自变量不同所产
第三节研究变量的确定和无关变量的控制方法 一、变量的定义和类型 1. 何为变量 变量是不同的个体具有不同的价值和条件的特征。与变量相对的概念是常量。常量是一个研 究中所有个体都具有的特征或条件。在教育研究中，问题的描述本身通常仅仅提供研究的大致方 向。它往往不包括所有具体的信息。因此，在我们更具体清晰地表述研究问题和整体研究方面的 具体信息时，我们需要使用一些基本的概念，这些概念就是常量和变量。 在教育研究中，常量不是要研究的内容，研究要探讨的是变量之间的关系。一项研究通常至少涉及两个变量之间的关系。例如，如果我们想比较两种不同的教学方法对 5 年级学生学科成绩的影响，那么，这当中，年级水平就是一个常量，因为每个被研究的个体都是 5 年级学生，而教学方法和教学方法实施后进行学科测验所得的分数则是变量，且是此项研究所要研究的主要变 量。但是，这项研究中涉及的变量却并不是仅仅这两个，就被试来说，除学科成绩外，智力水平、 学习动机、兴趣爱好、能力等因素在质和量上可能都是不同的，都是存在差异的，而且这些变量 交织在一起，都可能对研究结果产生影响。鉴于教育研究中往往涉及多个变量及其相互关系， 每个变量由于研究性质、目的的不同而在研究中的作用也不一样，有必要对变量加以分类。 2. 变量的类型 在教育研究中，最重要的、应用最广泛的变量是自变量、因变量和无关变量： 1）自变量，又称刺激变量。是引起或产生变化的原因，是研究者操作的假定的原因 变量。当两个变量存在某种联系，其中一个变量对另一变量具有影响作用，我们称那个具有影响作用的变量为自变量。例如，研究不同的教学方法与学业成绩的关系，采用不同的教学方法后，学生的学业成绩发生了变化，这当中，教学方法就是该项研究中的自变量，是研究者要操纵的变量。 2）因变量。因变量又称反应变量，也称依变量。是受自变量影响的变量，是自变量作用 于被试后产生的效应，是研究者要测定的假定的结果变量。当两个变量存在某种联系，其中一个 变量对另一个变量具有影响作用，我们称那个被影响的变量为因变量。例如，我们想研究噪声对 学习效果的影响，噪声就是自变量，研究者可以通过改变噪声的时间或程度来操纵这个变量。 学习效果则是因变量，它是噪声这个自变量作用于被试后产生的效应，是研究者要测量的结果变量。 3）无关变量。无关变量有时也称控制变量。是指与特定研究目标无关的非研究变量，
控制变量法类题目的解题指导 初中科学中常用的研究问题的方法有：观察法、实验法、类比法、科学猜想法、等效法、控制变量法、模型法，理想化方法，转换法等。在教学过程中发现，学生对控制变量法的题目解决起来有一定的难度。所谓控制变量法是指根据研究目的，运用一定手段（实验仪器、设备等）主动干预或控制自然事物、自然现象发展的过程，在特定的观察条件下探索客观规律的一种研究方法。初中科学中的许多探究方法都是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。 一、对控制变量法类题目进行解题指导的意义 《2008年浙江省初中毕业生学业考试说明》中关于控制变量法的描述有:①分析影响实验结果的主要因素，对所研究的问题中的各种变量（自变量、因变量、调节变量、无关变量）进行确认与分类；②将变量转化为可感知、可量度的事物、现象和方法（行为），说明在实验中如何测量一个变量，说明需要“做什么”和“怎么做”,利用控制变量方法来设计实验。以上两点均为C级要求。 由《2008年浙江省初中毕业生学业考试说明》中关于控制变量的要求来看，是最高要求。这就告诉我们，在平时教学中要重视对学生进行控制变量法的解题指导。在浙教版初中科学中有关控制变量法的教学内容较多，见下表。 由上表可知，初中科学中大量而普遍地运用控制变量法来研究科学问题。《科学（7~9年级）课程标准（实验稿）》指出：在实验设计过程中要充分“考虑影响实验结果的主要因素，能确定需要测量的量，并采用适当的方法控制变量”；在初中科学学习过程中，控制变量法是一种最常用的、非常有效的探索客观科学规律的科学方法。把握好控制变量法的解题指导的教学，对学生学习科学，培养学生研究科学问题的能力有着重要的意义。 二、控制变量法类题目的解题指导举例
Extra neous variables DV=f(IV,EV1,EV2,E Vn) =f( 1 2 , n) 12
化；采用平衡控制手段时，无关变量在组内是有变化的，但是变化所产生的作用在各组之间是相等的。 如果研究者无法指认有些可能起作用的无关变量，可以采用适当的控制组，以达到平衡控制的目的。 实验者对实验组以及控制组，除了自变量的处理不同之外，对其他都一律同等地处理。如此，实验组和控制组在因变量上产生的差异都可以归诸于自变量不同所产生的作用。 例三：研究接受持枪稳定性训练对射击准确性的作用。 实验组被试在接受训练之前先射击50发，之后进行训练，再测验50发。结果如下表： 是否可以认为训练导致了成绩的提高？ 该实验可能有其他因素：先射的50发；两周的时间间隔；或者其他一些可能无法了解的因素。 为了排除其他因素的影响，必须采用控制无关变量的平衡手段。设计种种控制组来达到消除无关变量的影响。例如，为了消除时间和练习这两个主要无关变量的影响，我们可以设计两个控制组。 例四: 实验组和控制一组：如果X明显小于24,认为训练有效。如果X不显著小于24, 则训练无效。 控制一和控制二组：如果X显著大于Y，说明练习有效果，如果无差异，说明练习并不起作用。 (4)抵消平衡法 有些实验研究，被试需要在各种不同的实验条件下接受重复测验。在这种重复测量的设计(Repeated measurement design中，被试会受到接受重复测量所产生的影
响。这些混淆因素并非出现在测量之前，而是产生在重复测量的过程中。对此我们可以采用抵消平衡(counter-balancing或交叉平衡的手段来控制这类混淆变量。 这种控制手段主要用来平衡一组被试重复接受自变量各种水平的先后顺序所产生的无关影响。 例五：研究对红绿两种色光的反应时是否长短不一的问题。 未抵消的设计：让一组被试先接受10次红光刺激，再接受10次绿光刺激。得到对红光反应快，能否得出结论认为被试对红光反应快？ 设计问题：实验刺激的先后顺序是一个潜在的无关变量。 抵消的设计：一半被试先接受红，再接受绿；而另一半被试相反，先接受绿，再接受红。
图1 中考物理解题方法--控制变量法 物理学对于多因素（多变量）的问题常常采用控制因素（变量）的办法，即把多因素的问题转变为多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综和解决，这种方法叫控制变量法。 控制变量法在初中物理中应用较为广泛，具体探究如下： 【探索研究案例一】匀速直线运动 速度是表示物体运动快慢的物理量，它与路程、时间两个因素有关，为了比较两个（或几个）做匀速直线物体的快慢，常采用控制变量法。 1．控制路程因素（即在路程相同或路程一定的情况下），比较它们所用的时间，所用时间短的，则运动的快，速度大。 2．控制时间因素（即在时间相同或时间一定的情况下），比较它们通过的路程长短。路程长的，运动快，速度大。 3．在路程、时间都不相同的情况下，借助于数学中的比例，引入路程和时间之比，即用比较单位时间里通过的路程的多少，来比较物体运动的快慢。 【例题1】如图1所示（a ）、（b ）两图分别表示比较运动员游泳快慢的两种方法，其中图1（a ）表明 ；图1（b ）表明 。 【精评】试题将游泳比赛的过程和终 端两种情况用图画出来，让同学们识别在 这两种比较游泳快慢的情况中，分别运用 了哪种控制变量的方法。 在图1（a ）中，各泳道右边的圆圈指 针的指向都相同，表示“时间相等”，三个泳道中游泳人的位置不同，说明它们通过的路程不同，游在最前面的人通过的路程最长，他游得最快，所以，图1（a ）表示采用了控制时间相等的因素，研究运动快慢与路程的关系的方法，表明：时间相等时，游泳人通过的路程越长，运动越快。 在图1（b ）中，各泳道的游泳人都到达终点，但泳道旁圆圈内的指针指向不同，表示游泳人通过相同的泳道全程所用的时间不等，中间泳道的游泳人所用时间最短，游得最快。所以，图1（b ）表示采用了控制路程相等的因素，研究运动快慢与时间的关系的方法，表明：通过的路程相等时，游泳人所用时间越少，运动越快。 【解答】时间相等时，游泳人通过的路程越长，运动越快。通过的路程相等时，游泳人所用时间越少，运动越快。 【探索研究案例二】密度 密度概念是整个初中物理中重要概念之一，每年各地的中考试题围绕密度概念做足了文章。如冰水互换后其质量、体积、密度的变化；蜡烛燃烧过程中、两块砖合成一块后的质量、密度的变化情况等等。常常编成试题来考察同学。 采用控制变量法研究密度有三种方式 1．质量相同的不同物质，密度大的，其物体体积就小。 2．体积相同的不同物质，密度大的，其物体质量也大。 3．物质相同的不同物体，体积增大几倍，它的质量也增大几倍，而m/V 的值不变。 特别强调的是：对前两种控制变量（控制质量因素、控制体积因素）后得到的结论，只适用于
定义：所谓无关变量是指在实验过程中除自变量之外任何能对因变量产生影响的变量，包括个体内外环境所产生的种种刺激、机体反应变量。由于这些变量与实验的主旨无关，所以统称为无关变量（Extraneous variables） 因为因变量的变化，不但受到自变量的影响，也受到无关变量的影响，所以如何有效地控制无关变量，是决定实验结果是否确实可靠的一个极为重要的因素。因此，在一次实验中，当我们确定了自变量与因变量以后，就应该使实验的其他条件保持恒定，只有这样，实验中的因果关系才能得到明确的说明，所以，无关变量就是在实验中应该加以控制的变量，因此又称为控制变量。 如果以数学方程式来表示因变量和自变量以及无关变量之间的关系，就是：DV=f(IV,EV1,EV2,EVn) 因变量=f(自变量，无关变量1，无关变量2，,无关变量n) 方法： （1）消除法 控制无关变量最完美的办法就是简单地把它们从实验环境中消除。此法多适用于一些物理刺激因素的控制，例如，噪音，光线，等。 有一些无关变量，如实验的时间，实验的仪器，实验的主试，被试的年龄，性别，教育程度，不能简单地加以消除，那么就要有另外的办法来加以控制。 （2）恒常法 对于不能消除的变量，我们可以使它在整个实验中保持恒定，即所有的被试都接受相同的无关变量，这种控制方法称为恒常法。由于这些无关变量在实验中都保持恒常，它们对接受自变量不同水平的每个被试，所能产生的影响都是一致的，所以不会影响通过自变量不同水平对因变量所造成的变化差异。对于一些被试变量，实验条件，可以采用此种方法。 例一，实验的时间安排在上午，可能会比下午的实验有更好的结果，因此我们可以通过将实验都安排在上午来消除时间这一因素可能产生的影响 （3）平衡法 这种控制方法的目的，是让无关变量产生的作用在所有的实验组及控制组的效果都保持平衡。也就是说，每一组都受到这些无关变量变化的作用，但它们作用的大小在各组都是一样的。 例二：平衡各组“性别”变量的作用。 二十名被试，十二个男性，八个女性。分成两组进行实验。假设被试的性别可能会对因变量产生作用，所以，需要控制这个无关变量。 先把12名男性被试随机分为两组，再把8名女性被试随机分到两个组中，这样，在每一组内性别都有变化，这种变化有可能对因变量产生影响，但是由于性别因素对两个组的影响效应都是一样的，因此这种作用就被平衡了。 注意：平衡与恒常控制手段不同。采用恒常法，无关变量在组内以及组间皆无变化；采用平衡控制手段时，无关变量在组内是有变化的，但是变化所产生的作用在各组之间是相等的。
教育研究方法——教育实验的变量控制 时间：2011-04-30 15:19:10 来源：勤思教育网点击数：1660 参考书目历年真题考研大纲免费资料2015辅导班 教育实验的变量控制 1.教育实验变量控制的内涵教育实验变量控制即无关变量的控制，是指控制那些在教育实验中应保持恒定的变量。教育实验中，为了探索因果关系，证实确实是自变量Ｘ导致了因变量Ｙ的变化，就必须排除外来的无关变量的干扰，保证各方面变量平等，才能保证实验结果是可靠的。 2.教育实验变量控制的主要方法教育实验中无关变量很多，要对其进行有效的控制，实验者必须有针对性地选择合理的方法。教育实验中控制无关变量的主要方法有： （1）随机选择和分配被试。消除被试个体之间的差异，因而采用随机方法来选择和分配被试能有效地控制被试间的各种差异。 （2）设置控制组。在实验中设置一个或多个控制组，对两个组同时进行因变量的观测（包括前侧和后侧），能较好地排除或恒定成熟对实验中因变量的作用。 （3）采用“双盲法”。所谓双盲法，即研究者在实验中既不让实验的主试也不让被试了解实验的真实目的和意图，这可在一定程度上控制主试的态度、被试间自变量的扩散等方面的无关变量。 （4）使无关变量保持恒定。对这些难以完全消除的无关变量，研究者可以设法将其恒定，即在实验的各个组别、各个阶段使其保持不变。 （5）提高实验设计的科学性。在设计中根据对无关变量控制的需要来设计操作自变量的具体方法、设计实验程序、进行时间分配，这能较好地进行无关变量的控制。 （6）控制资料统计过程。研究者按照实验目的选择合适的统计方法，并规范程序统计和结果处理，能减少统计误差，提高研究结论的准确性。
控制变量法-经常用的科学方法有哪些?如：转换法,控制变量法 研究物理的科学方法有许多,经常用到的有观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、转换法、控制变量法、模型法、科学推理法等.研究某些物理知识或物理规律,往往要同时用到几种研究方法.如在研究电阻的大小与哪些因素有关时,我们同时用到了观察法、转换法、归纳法、和控制变量法等方法.可见,物理的科学方法题无法细致的分类.只能根据题意看题中强调的是哪一过程,来分析解答.下面我们将一些重要的实验方法进行一下分析.一、控制变量法物理学研究中常用的一种研究方法——控制变量法.所谓
控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题.可以说任何物理实验,都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究.如：导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系,中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系,而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下,研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系,分别得出实验结论.通过学生实验,让学生在动脑与动手,理论与实践的结合上找到这“两个关系”,最终得出欧姆定律I＝U/R.为了研究导体的电阻大小与哪些因素有关, 控制导体的长度和材料不变,研究导体电阻与横截面积的关系.为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,保证压力相同时,研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系.
利用控制变量法研究物理问题,注重了知识的形成过程,有利于扭转重结论、轻过程的倾向,有助于培养学生的科学素养,使学生学会学习。中学物理课本中,蒸发的快慢与哪些因素的有关；滑动摩擦力的大小与哪些因素有关；液体压强与哪些因素有关；研究浮力大小与哪些因素有关；压力的作用效果与哪些因素有关；滑轮组的机械效率与哪些因素有关；动能、重力势能大小与哪些因素有关；导体的电阻与哪些因素有关；研究电阻一定、电流与电压的关系；研究电压一定、电流和电阻的关系；研究电流做功的多少跟哪些因素有关系；电流的热效应与哪些因素有关；研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等均应用了这种科学方法。二、转换法一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象,要研究它们的运动等规律,使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种方法在科学上叫做“转换法”。如：分子的运动,电流的存在等,
图1 中考物理解题方法大全---控制变量法 江西省教育厅教研室王金瑞 物理学对于多因素（多变量）的问题常常采用控制因素（变量）的办法，即把多因素的问题转变为多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综和解决，这种方法叫控制变量法。 控制变量法在初中物理中应用较为广泛，具体探究如下： 【探索研究案例一】匀速直线运动 速度是表示物体运动快慢的物理量，它与路程、时间两个因素有关，为了比较两个（或几个）做匀速直线物体的快慢，常采用控制变量法。 1．控制路程因素（即在路程相同或路程一定的情况下），比较它们所用的时间，所用时间短的，则运动的快，速度大。 2．控制时间因素（即在时间相同或时间一定的情况下），比较它们通过的路程长短。路程长的，运动快，速度大。 3．在路程、时间都不相同的情况下，借助于数学中的比例，引入路程和时间之比，即用比较单位时间里通过的路程的多少，来比较物体运动的快慢。 【例题1】如图1所示（a ）、（b ）两图分别表示比较运动员游泳快慢的两种方法，其中图1（a ）表明 ；图1（b ）表明 。 【精评】试题将游泳比赛的过程和终 端两种情况用图画出来，让同学们识别在 这两种比较游泳快慢的情况中，分别运用 了哪种控制变量的方法。 在图1（a ）中，各泳道右边的圆圈指 针的指向都相同，表示“时间相等”，三个泳道中游泳人的位置不同，说明它们通过的路程不同，游在最前面的人通过的路程最长，他游得最快，所以，图1（a ）表示采用了控制时间相等的因素，研究运动快慢与路程的关系的方法，表明：时间相等时，游泳人通过的路程越长，运动越快。 在图1（b ）中，各泳道的游泳人都到达终点，但泳道旁圆圈内的指针指向不同，表示游泳人通过相同的泳道全程所用的时间不等，中间泳道的游泳人所用时间最短，游得最快。所以，图1（b ）表示采用了控制路程相等的因素，研究运动快慢与时间的关系的方法，表明：通过的路程相等时，游泳人所用时间越少，运动越快。 【解答】时间相等时，游泳人通过的路程越长，运动越快。通过的路程相等时，游泳人所用时间越少，运动越快。 【探索研究案例二】密度 密度概念是整个初中物理中重要概念之一，每年各地的中考试题围绕密度概念做足了文章。如冰水互换后其质量、体积、密度的变化；蜡烛燃烧过程中、两块砖合成一块后的质量、密度的变化情况等等。常常编成试题来考察同学。 采用控制变量法研究密度有三种方式 1．质量相同的不同物质，密度大的，其物体体积就小。 2．体积相同的不同物质，密度大的，其物体质量也大。 3．物质相同的不同物体，体积增大几倍，它的质量也增大几倍，而m/V 的值不变。 特别强调的是：对前两种控制变量（控制质量因素、控制体积因素）后得到的结论，只适用于不同物质所组成的物体。对于同种物质组成的物体来说，密度的大小与体积的质量无关，只与物质
控制变量法的应用 1、能够应用控制变量法探究的前提： ①某种现象受到多个“因素”的影响 ②实验的目的是：“探究某种因素”对现象的影响 ③实验过程中，被探究的“因素”作为变量，其他因素作为不变量 ④能过直接或间接的得到实验结果或实验现象 2、常见术语 ①对照组：一般是各个条件都适宜的组别 ②实验组：缺少或增加所要探究“因素”的组别 ③自变量：影响实验结果的因素 ④因变量：实验结果 ⑤调节变量：被探究的“因素” ⑥不变量：除调节变量外，其他的“因素”，一般要保持适宜 3、常见题型 （1）、实验缺陷类： 实验存在哪些不足/缺陷/哪些需要改进…… ①是否有对照实验 ②实验过程中，是否严格控制变量 ③是否试验次数或样品数太少，存在偶然性误差 （2）、结论表述类： 本实验的结论是什么/从表（图）中可以得到什么结论/实验1和实验2可以说明什么…… ①如果题干中明确了本实验的探究问题，那么就可以对实验问题进行回答； ②问题：××受到什么影响？ ××受到√√的影响； 或××受到√√的影响，√√越...，××越...； ③√√对××有什么影响？ √√越...，××越...； 或在一定范围内，√√越...，××越...； ④当某某一定（相同）时，某某与某某成正比/反比； 当某某一定（相同）时，某某随着某某的增大而增大/降低；
（3）、实验数据对比类： ①通过对比实验得到某某结论 ②实验1与实验形成对照组 ③实验有几组变量 ④某一个步骤的目的是 （4）、实验设计类：为了探究某某对实验的影响，应该怎样设计实验？ 其他条件相同，所探究的因素设计成不同；应用题目所给的语言回答。 （5）、提问假设类： ①根据实验过程，提出实验目的（实验探究的问题） ②根据实验提出的问题，提出合理的假设 ③根据已有的假设或猜想，提出自己的假设或猜想 ④根据自己掌握的知识，判断假设或猜想的正误 ⑤根据实验结果（现象），写出实验结论，一般按照假设的模式写 ⑥已知实验结论，根据结论写出实验结果或现象 （6）难点：转换法 将不可直接测量量，转化为可直接测量的量，结论要与目的一致，而不是实验本身。