控制變量范文

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1、控制變量法（英語：control variates）是在蒙特卡洛方法中用于減少方差的一種技術方法。該方法通過對已知量的了解來減少對未知量估計的誤差。

2、變數或變量，是指沒有固定的值，可以改變的數。變量以非數字的符號來表達，一般用拉丁字母。變量是常數的相反。變量的用處在于能一般化描述指令的方式。如果只能使用真實的值，指令只能應用于某些情況下。變量能夠作為某特定種類的值中任何一個的保留器。

3、變量用于開放句子，表示尚未清楚的值（即變數），或一個可代入的值（見函數）。這些變量通常用一個英文字母表示，若用了多于一個英文字母，很易令人混淆成兩個變量相乘。n,m,x,y,z是常見的變量名字，其中n,m較常表示整數。

（來源：文章屋網 ）

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關鍵詞：吸熱；放熱；比熱容；控制變量

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2017）01-0117-01

崍考撲閌薔拍曇段錮砩涎期應該掌握的基本計算技能之一。通過多年教學實踐發現，它也是學生學習物理計算的難點之一。Q=cmΔt公式中有c、m、Δt三個變量，對學生來說理解三者之間的關系，從而理解公式進行正確的計算是突破熱量計算難點的關鍵。

熱量計算公式Q=cmΔt中c是比熱容，m是物理質量，Δt是溫度的變化量。比熱容是學生理解熱量計算公式的關鍵，學生難于理解，主要是因為定義中既涉及質量、溫度又與熱量相聯系，對于學生來說太抽象了。如果我們采用"控制變量"的方法來循序漸進地理解比熱容的定義，既能減少難度，又能為使用公式打好基礎。

比熱容的定義是：單位質量的某種物質溫度每升高（降低）1攝氏度，所吸收（放出）的熱量。如水的比熱容是4.2×103J/kg?℃，它的意思就是每千克水溫度每升高（降低）1攝氏度，所吸收（放出）的熱量是4.2×103J。定義中涉及到質量和溫度兩個物理量，要理解物體吸熱與質量關系時，我們可以保持溫度不變；要研究吸熱與溫度關系時，我們可以保持質量不變。這樣先分別研究再綜合研究，就可化繁為簡，也降低了學生學習的難度。我們還是以水為例來說明這個問題。

（1）要理解物體吸熱與質量關系時，我們可以保持溫度不變，我們可得到如下表1所述數據。

我們先算出1千克水升高1攝氏度所吸收的熱量為4.2×103J。

在表1基礎上，把質量1kg變為質量為m kg，則得到表2中的結果。

我們再算出m千克水升高1攝氏度所吸收的熱量為4.2×103×m J。

（2）要研究吸熱與溫度關系時，我們可以保持質量不變，我們可得到如下表3所述數據。

最后算出m千克水升高t 攝氏度所吸收的熱量為4.2×103×m×t J。

通過三步我們就算出了m kg水溫度升高1攝氏度時所吸收的熱量為4.2×103×m×t J。因為同種物質吸熱、放熱的比熱容都一樣，所以m kg水溫度降低1攝氏度時放熱為4.2×103×m×t J。其中t為降低的溫度。

最后我們再來回顧一下吸熱的推導過程：

第一步：我們先算出1千克水升高1攝氏度所吸收的熱量為4.2×103 J。

第二步：我們再算出m千克水升高1攝氏度所吸收的熱量為4.2×103×m J。

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關鍵詞：控制變量法；物理；實驗

一、引言

物理課程標準中明確指出：“科學探究既是學生的學習方式，又是重要的教學方式之一。”課程標準對學生科學探究能力的培養十分重視，而控制變量法是初中物理科學探究中最常用的方法。比如，要比較兩位同學跑步速度的快慢，可以用兩種方法：第一種是讓他們跑同一段路程，誰先到終點，誰的速度就快；第二種是看相同的時間內，誰跑的路程更長，誰的速度就快。上述例子用控制變量法描述，第一種方法就是控制運動路程相同來比較時間，從而得出跑步速度的快慢，第二種方法則是控制運動時間相同來比較路程，同樣也能得出跑步速度的快慢，方法不同，目的相同。那么，在教學實踐中，如何引導學生運用控制變量法來探究實驗，筆者就此談談自己的看法。

二、引導學生用控制變量法探究物理實驗

在教學中，我們要指導學生運用控制變量法進行實驗探究，讓學生在實際操作中去體驗并掌握這一科學方法。下面以《摩擦力》的教學――滬科版物理八年級第六章第五節為例說明控制變量法在探究物理規律中的應用。

摩擦力這節課重點之一就是探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關。為激發學生的學習熱情與興趣，首先提出問題：你能用什么事例證明給大家看滑動摩擦力是存在的？學生的積極性很高，列舉了以下案例：推箱子時，箱子和地面間的摩擦就是滑動摩擦力；擦黑板時，黑板與黑板擦之間的摩擦也是滑動摩擦力等。然后啟發引導：根據生活經驗對自己所舉的事例進行猜想，滑動摩擦力的大小與哪些因素有關呢？學生可能會發現滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度、壓力的大小、接觸面面積等有關。那同學們的猜想是否正確呢，肯定要通過實驗來驗證。進而再追問：當一個物理量同時隨著幾個物理量變化時，又要用什么方法來研究呢？通過思考、討論，讓學生明白這個實驗可用控制變量法來探究，即只改變一個因素，探究滑動摩擦力的大小與這個因素的關系。最后通過以下實驗，來驗證猜想。

1.探究滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度的關系

要探究滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度是否有關，就要改變與木塊A接觸面的粗糙程度，控制壓力大小相同、接觸面面積也相同（即如圖甲、乙進行實驗），勻速拉動木塊。通過實驗，學生會很直觀地發現滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關，即當其他條件相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。

2.探究滑動摩擦力的大小與壓力大小的關系

探究壓力的大小是否會影響滑動摩擦力的大小，這時就要改變壓力的大小，控制接觸面的粗糙程度相同、接觸面面積也相同（即如上圖乙、丙進行實驗），勻速拉動木塊。如果兩個實驗的結果不同，那就是因為壓力大小的不同引起的，因此可以得出壓力的大小會影響滑動摩擦力的大小。反之，則無關。通過實驗，學生同樣也可直觀地發現滑動摩擦力的大小與壓力大小有關，即當其他條件相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。

3. 探究滑動摩擦力的大小與接觸面面積大小的關系

用控制變量法探究滑動摩擦力的大小與接觸面面積大小的關系，用各個側面積大小不同的木塊，改變木塊A與木板的接觸面面積的不同，同時控制接觸面的粗糙程度相同、壓力的大小也相同（如圖甲，第二次實驗時木塊A用不同表面積的另一側面），通過實驗，學生會很直觀地發現滑動摩擦力的大小與接觸面面積的大小無關。

以上教學片段是控制變量法在探究物理規律教學內容中應用的一個實例，在初中物理學中可用控制變量法進行探究的物理問題有很多，凡是影響某一物理量變化的因素可能較多時，要驗證這些因素的變化對該物理量是否有影響，都可以使用控制變量法去研究，用這一方法解決問題的優點是探究過程與生活經驗高度相關，能讓學生直觀、快速、準確地設計和完成實驗探究，提高學生的科學探究能力。因此，教學中要盡可能引導學生用控制變量法去解決問題，更好地為實驗教學服務。

三、應用控制變量法探究實驗時應注意的問題

控制變量法雖然能直觀、快速、準確地完成實驗探究，解決物理問題，但是，在實際運用過程中，也存在著濫用或錯用等現象，因此，在實際探究過程中使用控制變量法時還應注意以下幾方面的問題：

1.要讓學生了解每次探究過程中只可以有一個變量，還要知道如何控制或改變這些變量。在具體的實驗探究過程中，一定要避免多個變量同時出現，就如上面提到的探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗中，我們每次只能改變一個因素，而要控制其他的因素完全相同。

2.要對教學活動的內容進行充分的準備，為所探究的問題設計多種可產生的結果，做好充分的思想準備和解決方案。一定要明確所探究問題的影響因素都有哪些，比如，“探究壓力的作用效果與什么因素有P”的實驗，進行猜想之后，發現其影響因素可能有壓力的大小和受力面積的大小這兩個。這樣就可采用控制變量的方法，全面放手，讓學生自己大膽探究。

3.教師要充分熟悉學生的情況，根據不同的教學需要組織學生開展學習活動。在實驗探究過程中，一般以4～6人為一組，注重組內學生的個體差異，充分利用學生的個體差異分組，挖掘學生的潛力，做到差異互補，引導學生積極參與，共同進步，一步步將學生引入成功的殿堂。

總結：控制變量法實驗探究教學充分體現了新課程的教育理念。它的應用能讓學生更細心地體驗生活，大大降低初中階段物理學習的難度，激發學生學習物理的興趣，進而培養學生的科學探究能力，達成教學目標。

參考文獻：

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“控制變量法”是初中物理學研究的重要方法之一。在物理學中，常出現研究的物理量與多個物理量有聯系，此時我們先把其中的一個或幾個物理量控制起來，使它保持不變，從而把所研究的問題轉化為一個自變量與一個因變量之間的關系問題。這樣使被研究的問題由復雜變簡單，容易發現聯系，最后將各個聯系綜合起來得到所需結論。“控制變量法”是研究多變量問題的有力武器，所有多變量問題原則上都可用“控制變量法”來研究、求解。

在物理教學中，如何做到以學生為主體，把“控制變量法”有機地融入學生的探究性學習活動中，對于貫徹、實施新課程標準，培養學生的科學探究能力極為重要。

初中物理中，很多概念和規律的導入都可以運用科學探究的方法，而在科學探究的實施過程中一般都要用到“控制變量”的方法，比如：在速度的概念引入時，要讓t相同看s的大小，或讓s相同看t的大小；在功率的概念引入時，要讓t相同看W的大小，或讓W相同看t的大小；在壓強的概念引入時，要讓F相同看S對壓力作用效果的影響，再讓S相同看F對壓力作用效果的影響；在研究影響滑動摩擦力大小的因素時，要讓壓力相同時看接觸面的粗糙程度對滑動摩擦力大小的影響，再讓接觸面的粗糙相同時看壓力大小對滑動摩擦力大小的影響；在研究電流與電壓、電阻之間關系時，要先保持電阻R不變研究電流I與電壓U的關系，再保持電壓U不變，研究電流I與電阻R的關系；在引入《焦耳定律》時，要先保持電阻R與電流I不變研究時間t與電熱Q的關系，再保持電阻R與時間t不變研究電流I與電熱Q的關系，最后還要保持時間t與電流I不變研究電阻R與電熱Q的關系。

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自然界發生的各種現象往往是錯綜復雜的，并且被研究對象往往不是孤立的，總是處于與其他事物和現象的相互聯系之中，因此影響研究對象的因素在許多情況下并不是單一的，而是多種因素相互交錯、共同起作用的。要想精確地把握研究對象的各種特性，弄清事物變化的原因和規律，單靠自然條件下整體觀察研究對象是遠遠不夠的，還必須對研究對象施加人為的影響，造成特定的便于觀察的條件，這就是控制變量的方法。

例如在研究氣體的溫度、體積、壓強這3個狀態變量之間的關系時，必須設法把決定氣體狀態的一個量或兩個量用人為的方法控制起來，使它保持不變，然后來比較、研究其他兩個變量之間的關系。在進行觀察時，首先把研究對象限定為一定質量的氣體，然后研究在溫度恒定的條件下，它的體積跟壓強的關系，得出了玻意耳定律。如果使一定質量氣體的體積（或壓強）保持不變，研究它的壓強跟溫度的關系（或體積跟溫度的關系），便得出了查理定律了（或蓋·呂薩克定律）。這三個定律都是用控制變量的方法得出的描述一定質量的氣體的狀態量之間的關系的實驗定律，為建立理想氣體模型、推導理想氣體狀態方程提供了可靠的實驗依據。

在研究物體的加速度跟所受的外力和物體質量的關系時，也采用了控制變量的方法。如先研究物體質量不變時，在大小不同的外力作用下，物體的加速度跟外力的關系；再研究在相同大小的外力作用下，物體的加速度跟質量的關系。這就是著名的牛頓第二定律。

自然界發生的各種現象，往往是錯綜復雜的。決定某一個現象的產生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規律，必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來，使它保持不變，然后來比較、研究其他兩個變量之間的關系，這是一種研究問題的科學方法。

例如物體吸收熱量溫度會升高，溫度升高多少是由多個因素決定的，跟吸收的熱量、物體的質量以及組成物體的物質性質有關。在研究時，可以先使一些因素保持不變，如在物質相同、質量相同的情況下，觀察物體溫度升高跟所吸收熱量的關系；接著再研究同種物質，不同質量的物體吸收相等熱量時，溫度升高跟質量的關系等等，從而得出物體溫度升高跟所吸收的熱量、物體的質量和組成物體的物質性質的關系。控制變量的科學方法在物理學的研究中是經常使用的。

這個實驗是按以下步驟進行的：

先把容器A浸沒在冰水混和物中，這時容器A中的空氣溫度為0℃，調節壓強計右臂的位置，使兩臂內水銀面位于同一高度，這時容器A中的空氣壓強就等于大氣壓強，記下壓強計左臂內水銀面的位置B，這就是0℃時容器A內空氣體積V0的一個標記[圖2－8(a)]。

然后將燒杯中的冰水混和物倒去，換成熱水，經攪拌器攪拌后，讀取熱水溫度，即為容器A中空氣的溫度。容器A中的空氣受熱后壓強增大，體積也變大，這時壓強計兩臂內的水銀面的高度差并不表示氣體體積不變時的壓強增加量，必須提起壓強計的可動臂(右臂)，使左臂內水銀面回到位置B，增大容器A內空氣的壓強，以保持原來的空氣體積V0，這時，壓強計兩臂內的水銀面的高度差將變大，讀出這一高度差h，如圖2－8(b)所示，就可根據p=p0+ρgh，算出這一溫度下容器A中空氣的壓強。

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一、“控制變量法”概述

1.“控制變量法”的定義

“控制變量法”指的是在對某個問題進行研究的時候，通過保持其他變量不變只改變其中一個變量的大小的方式來確定這個變量給所研究問題帶來的影響。“控制變量法”在初中物理學科中使用得非常廣泛，是一種非常實用的物理研究方法。

2.“控制變量法”概念的出現

在自然界中，有很多物理現象和規律都是非常復雜的，會受到很多因素的影響。因此在研究某些物理學現象的時候，需要對很多的因素進行考慮。但是這些因素的變化通常都會引起其他因素也相應的發生變化，因此要想準確找出各因素對物理現象造成的影響，必須讓其他因素保持不變。“控制變量法”就是在這樣的需求下出現的，并被廣泛地使用。

二、“控制變量法”在初中物理教

學的應用中需要注意的問題

1.準備工作要充足

由于物理現象與規律的影響因素往往有很多，因此教師在運用“控制變量法”探究物理規律的時候需要事先準備好可能用到的材料，并找出可能的影響因素，以免在探究過程中遺漏某些影響因素。

2。提升學生解決問題的能力

“控制變量法”作為一種籠統地研究影響物理現象因素的方法，它的使用并沒有規定的套路，不同物理現象所需要控制的變量也不一樣，控制變量的方法也不一樣，因此教師在實際的運用過程中要讓學生掌握“控制變量法”的實質。

三、“控制變量法”在初中物理教

學中的應用

1.運用“控制變量法”探索客觀物理規律

例如，“控制變量法”可以探究影響滑動摩擦力的因素。探索過程如下：首先可以放兩個一樣的木塊在同一桌面上，讓它們在彈簧測力計的拉動下在桌面上做勻速直線運動，并記下此時彈簧測力計的示數值，用F1表示。然后放一個重物在小木塊上，讓它們再次在彈簧測力計的拉動下在桌面上做勻速直線運動，并記下此時彈簧測力計的示數值F2。比較F1和F2，我們可以知道，壓力會對滑動摩擦力造成影響，并且它們之間成正比關系。這個實驗中，只有壓力是變量，其余的因素都保持不變。之后還可以保持壓力不變讓小木塊在鋪著毛巾的桌面上做勻速直線運動，學生會發現此時的彈簧測力計示數明顯增大，由此學生就會知道，滑動摩擦力還會受到接觸面粗糙程度的影響，同樣也是正比關系。

2.“控制變量法”有利于學生理解公式的推導過程

物理學科中很多公式的推導都會用到“控制變量法”。比如密度概念的來源就用到了這種方法。密度是通過比較體積相同的同一種物質的質量以及體積相同的不同種物質的質量得出了一個結論：對于同種物質來說，質量與體積之間的比值相同；而不同種物質質量與體積之間的比值就不同。控制變量法的運用幫助我們理解了密度的意義，并由此知道物質的密度就是其質量與體積的比值。

3。“控制變量法”在初中物理練習題中的應用

例如，“質量一樣的煤油和水這兩種物質在吸收了相同的熱量之后，哪種物質的溫度更高？”當學生遇到這道題目時，可能會覺得無從下手，因為溫度會受到質量、比熱容、熱量這三個因素的綜合影響。如果使用“控制變量法”，就可以結合熱量等于物質的比熱容、溫度變化差值以及質量三者乘積這一公式來解決這道題。

解題思路：由于這個題目需要比較的是溫度的變化，因此可以將上邊的公式變形為t=Q1Cm。再分析已知條件可以知道，熱量與質量這兩個因素都是相同的，因此在這個題目中，溫度的變化就只取決于比熱容這一個因素。根據公式可以看出，物質的比熱容與溫度的變化是反比關系，因此物質的比熱容越小，溫度的變化就比較大。煤油的比熱容比水的要小，因此這個題目的答案是煤油。

4.“控制變量法”在初中物理實驗中的應用

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關鍵詞：控制變量法 多變量 存在性 距離

數學中有些問題涉及多個可變因素，并且這些因素同時都在變化，甚至相互制約、相互影響，我們稱這類問題為多變量問題。由于多變量問題具有多變性、制約性和復雜性，所以解決起來有很大的困難。我們在學習數學和解決數學的過程中都是從簡單到復雜。學生比較容易解決問題中沒有或者只含一個變量的問題，而對于含有兩個或者兩個以上的問題時不知所措，因此我們需要控制一個或多個變量。“控制”，就是用人為的方法使得問題研究對象的其中的部分變量保持不變，將多變量的問題轉化為單變量問題。[1]

下面我們從兩個方面來闡述控制變量法在數學中的應用。

例1：已知函數 ， .若存在 ，使得

成立，求k的取值范圍。

分析：如果我們將問題改為“若存在 ，使得 成立，求k的取值范圍”，大多數學生能較快解決問題。但是這道題對于基礎較弱的學生卻不易解決。為什么？原因是這道題的變量較多， x1x2在區間內不受制約地變化，兩個變量同時在變，為此我們將其中的一個變量控制，不妨假定

保持不變，即為一個常數，因此f（x1）為常數。要使存在 ，使得 成立，只要 。同理，再將 視為常數，要使存在 ，使得 ， 只要 。

解：令 ，即 解得

所以當 時，有 ，此時 遞減；

當 時，有 ，此時 遞增。

又因為 ， ，所以當

又知當 ，有 。

因為存在 ，使得 成立，所以 ，

得 ，即 。

點評：在代數綜合問題中常遇到存在性問題或恒成立問題，如以下幾類：

這類問題的解決往往轉化為函數的最值。到底是求最大值還是求最小值，學生總會思維混亂，不能快速而且有效做出判斷。如果我們利用控制變量的方法來思考，以上（3）、（4）、（5）存在性問題及恒成立問題，最終轉化為（1）（2）這兩種類型，將學生從混亂的思維中解救出來。[2]

控制變量法不僅能解決多變量代數問題，同樣也能解決幾何中多個動點的距離問題。

例2： 設p為圓x2+y2=1上的動點， 為直線 上的動點，求 的最小值。

分析： 若題中p為定點或 為定點，問題轉化為點到直線的距離或者是點到圓上的點的距離最小值問題。現在點p與點 同時運動，我們不妨控制其中一點不動來解決問題。于是根據控制的點不同就有不同的思路。

思路一：若是點p不動，問題轉化為點p到直線的距離。[3]

設 ， p到直線 的距離

， （其中 ）

因為 ，所以 。

思路二：若是點 不動，問題轉化為點 到圓上的點的距離最小值。

設圓心 ，半徑 ， 到圓上的點的距離最小值

所以 ，因為 為直線上的動點， 即為圓心到直線的距離 ，所以 。

點評：利用控制變量法，我們可以解決任意兩條曲線上的點與點的距離問題。

實際上，控制變量法在我們小學數學的學習過程中便已經滲透.如：比較 和 的大小。我們很容易比較同分母的兩個分數的大小，原因在于此時只有分子是變量。而對于分母不同時，分子與分母均是變量。解決的方法往往將兩個數通分將兩個數化成是分母或分子相同的兩個數，有效地控制分母或分子上的變量。于是不同分母和分子的兩個數比較大小問題轉化為同分母或同分子的兩個數的大小問題，由兩個變量轉化為單變量。

控制變量法在我們的生活、學習和工作中有廣泛的應用。控制變量法滲透在數學教學和物理教學的各個方面，是解決復雜問題的一種有效方法。科學合理地運用控制變量法，對于提高數學教學效果有著積極的作用。[4]

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部. 數學課程標準（實驗稿）[M]. 北京： 北京師范大學出版社，2001.

[2] 毛永聰. 中學數學創新教法[M]. 北京： 北京學苑出版社.2002.

[3] 陳柏良. 數學課堂教學設計的藝術[J]. 湖北：數學通訊，2006， （9）.

[4] 劉君. 淺談控制變量法在初中物理教學中的作用[J].內蒙古：內蒙古教育， 2011（24）.

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【關鍵詞】控制變量法 初中物理 探究實驗 應用

控制變量法在研究問題時把多因素作用問題控制為只改變一個因素，然后研究改變因素對結果的影響，然后再進行綜合解決，這種方法在初中物理的教學和解題中起著很重要的作用。在教學中，教師可以用控制變量法進行探究性實驗教學，有利于組織教學，使得所講問題深入淺出，學生理解問題更加深刻。在解題時，控制變量法的思想可以幫助學生快速準確地找到突破點，得出答案。

一、控制變量法概述

在自然界中，一個現象的變化往往不是由一個因素引起的，而是由許多因素引起的。這些引起變化的因素中有的因素對變化現象的影響大，有的因素對變化現象的影響小，規律各不相同。要想搞清楚每一個變化因素對變化事物的影響規律，就必須清楚變化事物中哪些是自變量，哪些是因變量，然后對研究對象進行控制，使得其他自變量不變，只改變其中的一個自變量，觀察所研究因變量與這個自變量的變化關系，然后再改變其他的自變量，觀察因變量與自變量的變化關系，逐一對自變量進行研究。這種對自變量分別進行控制，逐一進行研究，然后再總結歸納出每個自變量與因變量的關系的研究方法就叫做控制變量法。

物理是一門以實驗為基礎的學科，掌握一種重要的研究方法對于學好物理有著很大的幫助。控制變量法在初中物理學習中是一種很常用的研究方法，其中在研究蒸發快慢與哪些因素有關，摩擦力的大小與哪些因素有關，電阻的大小與導體的哪些因素有關，歐姆定律、焦耳定律等過程中都用到了控制變量法。可以說控制變量法的使用使得在研究問題的過程中變得有章可循，是物理探究性實驗研究的一種好方法。

二、控制變量法在教學中的應用

控制變量法在教學中的應用突出表現在對物理規律的講解中，比如說：“滑動摩擦力大小的研究，固體壓強與受力面積和壓力的關系，牛頓第一定律，歐姆定律等等。”

例如：滑動摩擦力大小的實驗教學，教師可以做演示實驗：用彈簧測力計拉物體勻速直線運動，通過改變物體的壓力和滑動接觸面來引導學生用控制變量法進行研究。在研究過程中先固定滑動接觸面，研究物體承受的壓力與摩擦力的關系，然后再固定物體承受的壓力，研究接觸面的粗糙程度與摩擦力的關系，最后總結歸納出滑動摩擦力的公式。

教學中教師在備課時要充分準備設計控制變量法的探究性實驗，通過實驗的教學方法來幫助學生深刻理解所學知識，建立起知識的網絡，明白單一自變量對因變量的影響。然后教師再帶領學生歸納總結每一個自變量對因變量的影響，驗證一些重要定理公式的正確性，幫助學生在理解的基礎上記憶公式定理。

三、控制變量法在解題時的應用

在初中物理的習題中，常常會出一些沒有數據的實際問題，學生習慣了通過計算數據來解決問題，遇到實際問題的習題往往會感到無從下手。這時如果采用“控制變量法”的思維進行分析，就會達到事半功倍的效果。

例如：相同質量的水和煤油，如果它們吸收相同的熱量，那么誰的溫度變化范圍大？

分析：這道題同上一道題類似，分析題意可知，要想得到結果，需要分析四個物理量，即熱量公式：Q = cmt中的熱量、比熱容、質量、溫度變化值。題中問的是誰的問題變化范圍大，即t，變換公式得：t = Q/ cm，運用控制變量法的思想可知，二者吸收熱量相同，質量相同，那么水和煤油誰的比熱容小，誰的溫度變化范圍就大，答案為煤油。

對于這類型的物理題，學生要深度挖掘題意，將題中的實際問題轉換為相關的定理公式，然后提煉出題干中可能影響結果有關的相同變量和不同變量，然后依據相關公式進行推導討論，最終準確快速地得出正確的答案。

四、結束語

控制變量法在解決多變量的問題中發揮了很大的作用，在初中物理的教學中，教師要充分利用控制變量法的探究性實驗來教學，幫助學生領悟所學知識的內涵，并教會學生靈活運用控制變量法，使得學生在做題時可以快速準確地得出答案，在遇到新問題時可以用這種方法進行分析探究。另外隨著新課改的施行，中考物理的實驗題越來越傾向于開放性的實驗，這樣的實驗往往需要學生自己設計實驗方法和實驗步驟，對需要解決的問題進行分析討論。這樣的實驗試題中，控制變量的方法就顯示出了無可代替的優勢，可以幫助學生更好地進行實驗設計。所以學生深刻理解控制變量法，并能熟練地運用，對于初中物理的學習有很大的幫助。

參考文獻：

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關鍵詞：初中物理；電學；控制變量法；探究

一、探究物理規律中控制變量法的應用

歐姆定律是電學的基礎和重點，處于電學的核心位置。學生們通過之前的學習掌握了電學的3個基本概念：電流、電壓、電阻。它們之間有怎樣的關系呢？根據新課程標準的要求，教材安排了一個比較完整的探究活動，涵蓋了探究的3個要素。其中重點是如何運用控制變量法來設計整個實驗，明確用什么方法保證什么物理量不變，用什么方法改變什么物理量。1.控制電阻R不變，改變導體兩端電壓U，探究電流I與電壓U之間的關系。（1）固定電阻值，可保證定值電阻R的阻值不變。（2）影響導體兩端的電壓值的改變，可用兩種辦法：1.改變電源兩端的電壓，即可改變導體兩端的電壓U。用這個電路，學生能夠較為輕松地運用控制變量的方法研究電流與電壓的關系，易于學生理解和掌握。2.通過調節滑動變阻器，改變電阻R兩端的電壓。要使學生明確研究對象是定值電阻這部分電路，滑動變阻器的作用是為了使定值電阻兩端的電壓發生改變。2.保持導體兩端的電壓U不變，改變電阻R，研究電流與電阻的關系。（1）用不同的定值電阻可改變電阻R的值。（2）變動電阻R的同時必須保證導體兩端的電壓不改變，可以采用以下兩種方法：使用同一個電源，即可保證導體兩端的電壓不變，更換不同的電阻，可直接得出電流與電阻的關系，降低了探究的難度。但如果實驗中使用的是干電池，電池有內阻，外接電阻R變化時，電阻R兩端的電壓也會隨之變化，給實驗帶來誤差。換用阻值不同的電阻R時，若滑動變阻器的滑片不動，定值電阻兩端的電壓會發生變化。電壓、電阻都改變，就不能確定究竟是什么因素影響了電流。這一點學生在實驗中容易忽視，教師要注意引導學生觀察電壓表，使其示數保持不變。經過以上兩個環節的探究，學生得出導體中的電流與導體兩端的電壓和導體的電阻的關系，便水到渠成了。

二、電學習題中控制變量法的運用

1.在比較物理量的大小時用控制變量的思路

例1：已知甲導體的電阻比乙導體的電阻大，把它們并聯在電路中，比較甲的電功率和乙的電功率。簡析：求解電功率的公式比較多：P=UI，P=U2/R，P=I2R，學生分析起來常常感到無從下手。電功率與兩個因素有關。可引導學生用控制變量法的思路解決這類問題。關鍵在于根據題目意思找到起相同作用的因素，只讓一個因素發生變化，再分析電功率與另一個變量之間的關系。具體分析如下：并聯時，各支路兩端電壓相等，所以我們可以選擇P=U2/R或P=UI。已知R甲>R乙，可根據P=U2R直接得出P甲R乙，由并聯電路可知I甲

2.在突破動態電路的難點中運用控制變量的思路

例2：如圖3所示電路，試分析當滑動變阻器的滑片向左移動時，電流表和電壓表的示數如何變化？

簡析：引導學生從U=IR入手，電壓與電流和電阻兩個因素有關，當I、R都發生變化時（R變小，I變大），很難判定U如何變化。此時最好運用控制變量的思路，保證I、R其中一個因素不變，只改變另一個因素。電路中的電流I肯定要發生改變，所以從定值電阻R入手。電路中的電流I變大，R不變，根據歐姆定律可知，R兩端的電壓UR變大。電源電壓不變，UR變大，則UC變小。此電路是電學中的一個典型的電路，很多中考題都是由此題衍生出來的。在分析過程中，學生普遍感到困難，準確率低。學生對滑片向左移動時，滑動變阻器的電阻Rc的變化和電路中電流I的變化比較容易判斷。但對于UR、UC的變化就感到無從下手。學生明白了這樣分析的原因，就會正確地運用控制變量法來突破難點了。

三、用控制變量法來學習電阻

學生通過之前的學習掌握了電路的兩個基本部分：電流及電壓；緊接著學習電阻，學生的壓力不會很大，但這時學生對科學探究物理的方法還沒什么概念。這時教師會根據課程的要求授完這節課，然后引入“控制變量法”安排一節課，有針對性地講解一些典型例題。

例3：在探究“導體電阻大小與哪些因素有關”的實驗時，將一根粗細均勻的導體截成兩段后分別接入如圖1所示的電路中，這是用來探究（ ）。

A、導體電阻與橫截面積的關系；

B、導體電阻與材料的關系；

C、導體電阻與長度的關系；

D、導體電阻與溫度的關系。

解析：從題中所給的條件看，兩段導體是同一段導體按不同的長度截取的，即它們的材料、橫截面積及溫度是相同的，但是長度不同。這樣學生就很容易得出答案C。

但學生要掌握的是：本題由教材上的演示實驗演化而來，這是中考試題常出現的命題來源，更重要的是，本題中涉及了對控制變量法的理解和應用。

四、在學習電學實驗中利用控制變量法

在總結“電磁鐵磁性的強弱與什么因素有關”的實驗時，我們會用到如下圖所示的例題：

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【關鍵詞】控制變量法；探究；分析；物理規律

控制變量法在初中物理教育中應用的非常廣泛，在日常學習的物理規律，物理實驗等方面都得到了應用，對一些資料進行分析，發現練習冊中的一些物理知識都能夠用到控制變化法。這種方式不僅能夠研究物理規律，同時也能夠解決很多抽象的物理知識，在應用過程中，變成了物理教學的號幫手。

1控制變量法應用范圍廣

初中物理是一門是實驗性的學科，很多知識都建立在實驗的基礎上，在教學中，需要培養學生的實驗基礎，培養實驗能力的同時，牢固掌握學科知識。初中物理學關于力學的實驗就有200多個，控制變量法是一種常用的方法，許多物理概念和規律都是從實驗中總結出來的，所以說“控制變量法”是一種非常科學的方法。筆者總結了能夠應用控制變量法進行教學的內容，見表1。

2控制變量方法應用優勢

控制變量法在初中物理學教學的應用非常廣泛，在教學和解題這方面都顯現出了很大的優勢。

2.1把抽象物理問題細致化。物理教學中，有很多的抽象物理問題，可以把抽象化的問題分解成若干小的問題，按照變量的方式去研究這些問題，能夠把一些很復雜的問題變得更簡單，使學習過程更加細致，對相關測量數據的深入研究、分析判斷、總結歸納，最后達到研究分析物理量的目的。

2.2 明確了問題的解題思路。采用控制變量的方式，能夠很好的幫助學生盡快的掌握解題思路，控制變量法還經常的運用在很多大的問題，在分析問題的時候能夠很快的找到解題思路。

采用控制變量的方式去解決這個問題，其中電路發熱的關鍵是采用物理量進行分析，對電聯來說，電阻不變，接入大功率的電爐后，電流顯著增大，按照公式P=I2R可以得出，電線中的熱功率顯著的增大，導致電線的線路發熱，燒壞的絕緣皮。在初中物理學中，能夠用控制變量的方法去分析這些問題，學生在學習的過程中能夠快速的掌握這些問題。

3控制變量法的應用方式

采用控制變量法進行解題分析，能夠分析其中的重點，抓住問題的笨豬，找出正確的解題思路，這方面顯得非常重要。

3.1引導學生研究物理規律。在課堂的教學中，可以引導學生用控制變量的方法研究物理規律，可以采用：提出問題、討論問題、用控制變量發進行分析，最后總結物理規律。例如：分析，用控制變量的方法分析，影響電阻大小的因素。提出問題：找出影響導體電阻大小的因素有哪些？討論猜想：引導學生進行猜想，觀察課本中的一些常用的電阻問題，研究一些電阻數據中的問題，總結影響電阻大小的因素，并且進行驗證，控制變量進行實驗分析：①導體的材料、橫截面積不變，研究與導體長度的關系；②導體的材料、長度不變，研究電阻與導體橫截面積的關系；③控制導體的長度、橫截面積不變，探究電阻與導體材料的關系。總結規律：按照變量分析的方法，發現導體的電阻與導體的長度，橫截面面積和導體的材料有關。其中導體的長度越長，電阻越大，橫截面積越長，電阻越小。采用控制變量的方法分析這些內容，能夠幫助學生建立控制變量的關系，能夠起到很好的示范性作用。

3.2 采用控制變量的方法研究相關的習題。新課改的不斷推進，在物理試題的教學中出現了很多關于控制變量的習題，教師可以利用這些題目對內容進行分析。使學生能夠很快的掌握一些內容的學習方式，從一始就能有目的應用這種方法解題和規范作答，加快學生的解題速度，答案的準確性。

4充分體現了新課程的教育理念

隨著新課改的不斷推廣，很多教學的核心內容是以學生的發展作為重點的，采用控制變量的方式學習物理，培養學生發現問題和思考問題的能力、分析問題和解決問題的能力。還能夠鍛煉學生收集信息的能力。所以說，控制變量法體現了新的教學理念。

5結束語

控制變量的方法在初中物理教學中起到了很好的作用，一方面促進了學生綜合能力的培養，另一方面也幫助學生形成科研能力、探究能力、解決實際問題的能力，能夠在以后的學習中取得很大的進步。

參考文獻：

[1]謝立君.巧用“控制變量法”，盤活初中物理教學[J].學生之友（初中版上，2012（5）：67

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[3]馮小剛.淺談初中物理教學中“控制變量法”的應用[J].中華少年：研究青少年教育，2012（7）：207-207