控制變量法精選(九篇)

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第1篇：控制變量法范文

一、控制變量法的概念

自然界發(fā)生的很多現(xiàn)象往往是相互關(guān)聯(lián)的，并且研究對象往往不是單個存在的。影響研究對象的因素，在許多情況下是多種因素相互交錯、共同作用的。為了研究一個物理量同影響它的多個因素中的一個因素的具體關(guān)系，我們就要人為地控制其他因素保持不變，進行具體比較，探究這個物理量同這個因素之間的關(guān)系，然后得出科學的、嚴謹?shù)慕Y(jié)論，這就是控制變量法。這種實驗方法在初中物理實驗中應用得相當普遍。

學生最初接觸物理的聲學知識時，控制變量法就已經(jīng)隱性地體現(xiàn)出來了。例如，真空罩中的鬧鈴實驗，這個實驗的目的是比較聲音在空氣和真空中的傳播情況，在實驗操作過程中，實際上保持了鬧鈴、鬧鈴的位置、研究者離鬧鈴的距離這幾個因素不變，最后得出一個結(jié)論：聲音在空氣中能夠傳播，在真空中不能傳播。這個時候，作為授課者，就應當對控制變量法做一個簡單的介紹，讓學生對控制變量法有一個初步的認識，為以后的探究實驗做好準備。

二、控制變量法的特征

控制變量法與物理實驗中的其他實驗方法不同，它有一個顯著特征：必須是兩個或兩個以上的因素對某一個物理量有影響。實驗時，為了科學地探究這幾個因素對這個物理量的具體影響，就要應用控制變量法。比如說，某段導體中通過電流的大小，不僅和這段導體兩端電壓有關(guān)，還和這段導體的電阻有關(guān)，所以在實驗探究的過程當中，就要分兩個步驟來進行。在探究導體中通過的電流大小與導體兩端電壓是否有關(guān)時，我們就要控制電阻不變；在探究導體中通過的電流大小與電阻是否有關(guān)時，我們就要控制電阻兩端電壓不變。

三、控制變量法的關(guān)鍵

在教學的過程當中，往往會碰到某個物理量可能與多個因素有關(guān)。為了探究這個問題，通常采取的思維程序是：提出問題猜想與反駁實驗驗證 分析論證得出結(jié)論。在驗證猜想的過程當中，我們就要用到控制變量法?？刂谱兞糠ǖ年P(guān)鍵在于，要人為地控制一個或者幾個因素保持不變，只讓探究的單個因素在變化，觀察這個因素與物理量的具體關(guān)系。比如說，在探究導體的電阻大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，為了研究與橫截面積是否有關(guān)，教師可事先故意將長度不同的一根鎳鉻合金線和一根銅線，分別串入接有小燈泡和電流表的電路中，讓學生分別觀察小燈泡的亮暗情況和電流表的示數(shù)變化情況，然后提出問題：剛才的實驗現(xiàn)象，能否說明導體的電阻大小與導體的橫截面積有關(guān)？大多數(shù)的學生經(jīng)過思考，能夠得出答案：不能，因為這時它們的長度和導體的材料都不同。依次類推，采用同樣的教學方法，引導學生得出：在探究導體的電阻大小與長度有關(guān)時，要保證材料、橫截面積相同；在探究導體的電阻大小與材料有關(guān)時，要保證長度、橫截面積相同。實驗結(jié)束時，授課者要進行歸納，要研究電阻的大小同導體的長度、橫截面積、材料這三個因素任何一個因素間的關(guān)系，就要人為地控制另外兩個因素不變。這就是控制變量法在該實驗操作過程中的關(guān)鍵所在。

四、控制變量法的作用

被研究的物理量的變化會受幾個因素的影響。為了探究其中某一因素對該物理量變化的影響情況，就要控制其他幾個因素不變，這樣做的好處是能排除其他因素對該物理量的干擾，直接顯露單一因素對被研究對象變化的影響情況。比如，在探究影響液體蒸發(fā)快慢的因素實驗中，我們?yōu)榱颂骄繙囟?、液體的表面積、液體上方空氣流通程度對蒸發(fā)快慢的影響時，就要分步驟進行實驗。在探究溫度對液體蒸發(fā)快慢的影響時，就要保持液體的表面積、液體上方空氣流通程度兩個因素不變，排除這兩個因素對蒸發(fā)快慢的影響。依次類推，分步操作，這樣能夠讓影響物理量的多個因素變單個因素，使復雜的問題變簡單的問題。

充分應用控制變量法，能將一些多因素的抽象的大問題，轉(zhuǎn)化為直觀的易于操控的小問題。

第2篇：控制變量法范文

一、什么是“控制變量法”

生活中我們所見的各種物理現(xiàn)象的發(fā)生往往是錯綜復雜的,因此影響物理學研究對象的因素在許多情況下并不是唯一的,而是多種因素相互交錯、共同起作用的。譬如說某段導體電阻的大小不僅和這段導體的長度有關(guān),而且與橫截面積的大小、材料和溫度有關(guān),所以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(guī)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。例如為了研究某物理量同影響它的三個因素中的一個因素之間的關(guān)系,可將另外兩個因素人為地控制起來,使它們保持不變,以便觀察和研究該物理量與這一因素之間的關(guān)系。

二、“控制變量法”在初中物理中的應用

在初中物理實驗過程中,“控制變量法”是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規(guī)律的科學方法。

具體做法是根據(jù)研究目的,運用一定的手段(控制實驗儀器設(shè)備等)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、研究導電體的電阻的大小同導電體的哪些特性有關(guān)時,我先故意將橫截面積、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電體的某個特性有關(guān)?學生經(jīng)過思考與討論,得到的結(jié)論是否定的。我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,讓學生觀察小燈泡的亮度,并思考這個實驗能否說明電阻大小同導電體的某種特性有關(guān),結(jié)論同樣是不能。這時我不失時機地問學生:“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(guān)呢?”同時向?qū)W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;有的學生說: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,我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電物質(zhì)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(guān)系,就要認為地控制另外兩個因素,使它們相等,并指出這種實驗方法就是“控制變量法”,再讓學生運用這一方法系統(tǒng)地進行上述實驗,使學生在實際操作過程中去體驗這一科學方法。

在初中物理教學中還有許多概念或規(guī)律之探索和推導的實驗過程中,都運用了“控制變量法”這一科學的方法。如在引導學生探索“弦樂器的音調(diào)與哪些因素有關(guān)”和探索“蒸發(fā)的快慢與哪些因素有關(guān)”等實驗過程中都用到了這一科學方法,使學生對“控制變量法”不斷加深理解,并逐步達到有意識地去應用的目的。再例如,我們在研究物體的動能大小時,先猜想與哪些因素有關(guān),分析與質(zhì)量和速度有關(guān),那么要如何先控制質(zhì)量,再控制速度,質(zhì)量是比較好控制,但是速度比較難控制,因此控制速度是一個關(guān)鍵,那么如何控制呢?教材中用斜面來實現(xiàn),所以如何控制也是關(guān)鍵。

利用物理知識去分析和解決一些實際問題時,如能靈活運用“控制變量法”進行分析,有時可起到事半功倍的效果。

第3篇：控制變量法范文

試著用控制變量法來比較孩子

相信大家對“控制變量”這個詞并不陌生，這可是在初中物理學中對比物體的方法，也就是固定相同的量，對比其它相應的量，我為什么想要用它來比較孩子呢？因為在中國家長眼中只比較孩子學習成績和有什么特長等，他們從來都沒嘗試過用控制變量法來比較自己的孩子與別人家的孩子，只是一味地稱贊別人的孩子，這個誰誰誰有多好，那個誰誰誰考的有多高，人無完人嘛，這樣的比法，別人家的孩子永遠都是最好的，但這樣的比法是在促進我們前進嗎？不，我認為這是在埋沒我們，首先吞噬我們的精神，最后整個吞沒。生活中如果你老是用一成不變的方法來比較自己和他人，你自己永遠都是最差的，如果你一味的追求完美，不但使自己面目全非、精神崩潰，還會讓你勞而無功、心灰意懶。所以你必須學會并使用控制變量法，才不會覺得自己永遠比別人差，教育孩子也一樣，難道不是嗎？別人今天取得榮譽也會再24小時之后成為過去，明天自己和別人都是一樣的，他所得到的榮譽是在昨天而不是在今天，所以要記住明天是嶄新的一天，理想總是會實現(xiàn)的，不要因為自己或家人一時的不順利、不順心都歸結(jié)到人自身不行，你并不比別人差，有一點必須提醒你一下，你需要改變自己看待自己或家人以及周圍一切的眼光，看清楚你與別人的價值觀，，用控制變量法來做對比，你將會成為最好的，每個人都有他的發(fā)光點?？创撕涂创虑槭怯袇^(qū)別的，看待人要看待很多面，而看待事物最多需要看兩面，就是好和不好，而人卻不能用好和不好來區(qū)分，所以我們必須用控制變量法來撫平內(nèi)心的不平衡，使得自己并不卑微。

找準對比方法，要高看自己及其家人，更要懂得以家為中心，以家人感受為中心，找準自己的發(fā)光點，想想《田忌賽馬》，差的人用不同的方法照樣也能贏，有時候精華反而是內(nèi)在的美，不是嗎？

相信自己及其家人，他們能行！

相信自己及其家人，他們能行！

第4篇：控制變量法范文

[中圖分類號]G633.7

[文獻標識碼]C

[文章編號]1004-0463(2012)06-0081-01

物理學中對于多因素(多變量)的問題，常常采用控制因素(變量)的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題，每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，逐個加以分析，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。在人教版的物理教冊中，有許多探究實驗中都用到了控制變量法。例如，聲音的響度和音調(diào)、理想斜面實驗、力與運動的關(guān)系、影響滑動摩擦力大小的因素、影響壓力的作用效果的因素、影響浮力大小的因素、影響滑輪組的機械效率的因素、影響重力勢能大小的因素、影響導體電阻大小的因素、驗證歐姆定律、影響電流做功多少的因素、影響電磁鐵磁性強弱的因素等等。

一、用控制變量法探究影響滑動摩擦力大小的因素

1　控制接觸面的粗糙程度不變，改變物體對長木板的壓力，探究壓力與滑動摩擦力之間的關(guān)系。兩次采用相同的平面即可保證接觸面的粗糙程度不變：改變物體列長木板的壓力，可采用在物體上面加砝碼的辦法，當在物體上加一砝碼時物體對木板的壓力增大。通過實驗得出：當物體接觸面的粗糙程度相同時壓力越大滑動摩擦力越大。

2　控制壓力的大小不變，改變物體接觸面的粗糙程度，探究接觸面的粗糙程度和滑動摩擦力的關(guān)系。兩次用同一個物體即可保證物體對長木板的壓力大小不會改變。改變接觸面的粗糙程度可以在長木板上鋪上毛巾，當在木板上鋪上一條毛巾時可以增大接觸面的粗糙程度。通過實驗得出：當物體所受的壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。

二、用控制變量法探究歐姆定律

歐姆定律是電學的基礎(chǔ)和重點，處于電學的核心位置。學生通過之前的學習掌握了電路的三個基本部分：電流、電壓、電阻。它們之間有怎樣的關(guān)系呢?根據(jù)新課程標準的要求，教材安排了一個比較完整的探究活動，涵蓋了探究的七個要素。其中重點是如何運用控制變量法來設(shè)計整個實驗，明確用什么方法保證某一物理量不變，用什么方法改變一物理量。

1　控制電阻R不變，改變導體兩端的電壓u，探究電流I與電壓u之間的關(guān)系。采用定值電阻，即可保證定值電阻R不變。改變導體兩端的電壓，可用兩種辦法：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直接研究電流與電壓的關(guān)系，易于學生理解和掌握：通過調(diào)節(jié)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使定值電阻兩端的電壓發(fā)生改變。

2　控制導體兩端的電壓U不變，改變電阻R，探究電流與電阻的關(guān)系。換用不同的定值電阻即可改變電阻R。改變電阻R的同時要保證導體兩端的電壓不變，可以采用以下兩種方法：一是使用同一個電源，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(guān)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(nèi)阻，外接電阻R變化時，電阻R兩端的電壓也會隨之有所變化，會給實驗帶來誤差。二是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(fā)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非常容易忽視，教師要注意引導學生觀察電壓表，使其示數(shù)保持不變。

第5篇：控制變量法范文

關(guān)鍵詞：控制變量法 多變量 存在性 距離

數(shù)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(shù)學和解決數(shù)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?！翱刂啤?，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(zhuǎn)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(shù)學中的應用。

例1：已知函數(shù) ， .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(shù)學生能較快解決問題。但是這道題對于基礎(chǔ)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(qū)間內(nèi)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(shù)，因此f（x1）為常數(shù)。要使存在 ，使得 成立，只要 。同理，再將 視為常數(shù)，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(shù)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(zhuǎn)化為函數(shù)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(zhuǎn)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(shù)問題，同樣也能解決幾何中多個動點的距離問題。

例2： 設(shè)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(zhuǎn)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?，F(xiàn)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(jù)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(zhuǎn)化為點p到直線的距離。[3]

設(shè) ， p到直線 的距離

， （其中 ）

因為 ，所以 。

思路二：若是點 不動，問題轉(zhuǎn)化為點 到圓上的點的距離最小值。

設(shè)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(shù)學的學習過程中便已經(jīng)滲透.如：比較 和 的大小。我們很容易比較同分母的兩個分數(shù)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(shù)通分將兩個數(shù)化成是分母或分子相同的兩個數(shù)，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(shù)比較大小問題轉(zhuǎn)化為同分母或同分子的兩個數(shù)的大小問題，由兩個變量轉(zhuǎn)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(shù)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?？茖W合理地運用控制變量法，對于提高數(shù)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(shù)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(shù)學創(chuàng)新教法[M]. 北京： 北京學苑出版社.2002.

[3] 陳柏良. 數(shù)學課堂教學設(shè)計的藝術(shù)[J]. 湖北：數(shù)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(nèi)蒙古：內(nèi)蒙古教育， 2011（24）.

第6篇：控制變量法范文

【關(guān)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(jié)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(xiàn)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(xiàn)象的影響大，有的因素對變化現(xiàn)象的影響小，規(guī)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(guī)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(guān)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(guān)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(jié)歸納出每個自變量與因變量的關(guān)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(chǔ)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?？刂谱兞糠ㄔ诔踔形锢韺W習中是一種很常用的研究方法，其中在研究蒸發(fā)快慢與哪些因素有關(guān)，摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，電阻的大小與導體的哪些因素有關(guān)，歐姆定律、焦耳定律等過程中都用到了控制變量法?？梢哉f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(xiàn)在對物理規(guī)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(guān)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(guān)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(guān)系，最后總結(jié)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(shè)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(wǎng)絡(luò)，明白單一自變量對因變量的影響。然后教師再帶領(lǐng)學生歸納總結(jié)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(chǔ)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(shù)據(jù)的實際問題，學生習慣了通過計算數(shù)據(jù)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(zhì)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(jié)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(zhì)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(zhì)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(zhuǎn)換為相關(guān)的定理公式，然后提煉出題干中可能影響結(jié)果有關(guān)的相同變量和不同變量，然后依據(jù)相關(guān)公式進行推導討論，最終準確快速地得出正確的答案。

四、結(jié)束語

控制變量法在解決多變量的問題中發(fā)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(lǐng)悟所學知識的內(nèi)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(shè)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(yōu)勢，可以幫助學生更好地進行實驗設(shè)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：

第7篇：控制變量法范文

關(guān)鍵詞：初中物理 探索 分析 問題 控制變量法

“控制變量法”作為初中物理中常用的探索問題和分析、解決問題的科學方法之一。

日常生活中各種物理現(xiàn)象往往都是錯綜復雜的，并且被研究對象往往都不是孤立存在的，總是處于與其他事物和現(xiàn)象的密切聯(lián)系之中，因此影響研究對象的因素在許多情況下也并不是單一的，而是多種因素相互交錯、共同起作用的。物理學中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。

首先，在初中物理實驗探究過程中，控制變量法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規(guī)律的科學方法。

根據(jù)研究對象，運用特定的手段主動干預或控制其發(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、研究導電體的電阻的大小同導電體的哪些特性有關(guān)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電體的哪個特性有關(guān)？學生經(jīng)過思考與討論，得到的結(jié)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電體的某種特性有關(guān)，結(jié)論同樣是不能。這時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(guān)，同時向?qū)W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，有的認為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；有的認為應取兩根長度相同、但橫截面積不同的鎳鉻合金絲進行上述實驗；還有的認為應取長度、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電物質(zhì)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(guān)系，就要人為地控制另外兩個因素，使它們相等，并指出這種實驗的方法就是“控制變量法”，然后讓學生運用這一方法系統(tǒng)地進行上述實驗，使學生在實際操作過程中去體驗這一科學方法。

其次，在利用物理知識去分析和解決一些實際問題時，如能靈活運用“控制變量法”進行分析，有時可起到事半功倍的效果。

在初中物理中，可用“控制變量”去分析和解決的實際問題是很多的，這就為這一科學方法的教學和應用提供了很好的機會．運用“控制變量法”可以使物理量的變化簡化為分別與各個單因素的變化有關(guān)的問題，逐一分析、解決，從而降低物理問題的分析難度。例如，有這樣一道題目：質(zhì)量相同的水和煤油，吸收相同的熱量，誰的溫度升高較大？對于這一道題，經(jīng)過思考如果同學們能想到用公式Q=cmt結(jié)合“控制變量法”來解決這個問題，也就不難了。思路是這樣的：因為這個問題要解決的是t（升高的溫度）的大小，所以先將此公式變成t＝Q/cm的形式，再分析題目發(fā)現(xiàn)，m（質(zhì)量）、Q（熱量）相同，即這個問題中t僅取決于c（比熱容），且從t＝Q/cm這一關(guān)系式中可以看出，當m、Q相同時，t與c成反比，又因為水的比熱容大于煤油的比熱容，因此很容易得出這個問題的答案是：“煤油升高的溫度比水大”。其實在題目中就隱含了對相關(guān)變量的控制，比如說“質(zhì)量相同的水和煤油”，“兩個完全相同的燒杯”，如果同學們在審題時能夠抓住這些信息，那么題目也就能做正確了。因此，在解決物理問題時，如能恰當運用科學方法進行分析，確實能起到提高解題速度與準確率的良好效果。更為重要的是，通過這一實際問題的解決過程，使學生對如何應用“控制變量法”等科學方法去分析、解決問題作了有益的嘗試。在初中物理（如在力學、電學、熱學）中，可用“控制變量”這一科學方法去分析解決的實際問題還很多，這就為學生靈活應用這一科學方法解決問題提供了保證。

第8篇：控制變量法范文

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申明:本網(wǎng)站內(nèi)容僅用于學術(shù)交流，如有侵犯您的權(quán)益，請及時告知我們，本站將立即刪除有關(guān)內(nèi)容。 【摘要】控制變量法是中學物理學習的最重要的方法之一,與實驗、科學探究緊密相連,許多的猜想和假設(shè)都通過控制變量法進行驗證,不僅難度降低,而且準確有效,是學生學會探究與解決難題的好方法。本文對該方法在物理教學中的應用舉例說明。 【關(guān)鍵詞】控制變量法物理教學應用 自然界中發(fā)生的各種物理現(xiàn)象是復雜而凌亂的，現(xiàn)實環(huán)境對影響物理學研究對象的因素并不像理想模型中的比較單一，而是需要研究的物理情景（或現(xiàn)象）在多種影響因素共同作用下的結(jié)果。為了弄清楚事物隨環(huán)境因素變化的規(guī)律，單靠對事物的整體觀察分析是遠遠不夠的，必須設(shè)法把其中的一個或多個因素用人為的方法控制起來，使其保持不變，然后研究、比較剩余的兩個物理量之間的關(guān)系，這種研究問題的方法稱之為控制變量法。

控制變量法在中學實驗和解題時應用非常之多，非常之廣，成為物理教學中非常重要的方法。本文針對中學物理教學中的幾個特例，說明控制變量法在物理教學中的具體應用。

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學科， 實驗是教學物理教學的主要陣地。在物理實驗中控制變量法是非常有利于我們研究結(jié)果由多個因素影響的情況，且實驗在中、高考中占了很重要的比例，在探究活動或者其他學科的探究性實驗中都得到廣泛的應用。

試驗中應用控制變量法的一般步驟確定研究對象；猜想可能與結(jié)果有關(guān)的因素；設(shè)計如何控制變量；設(shè)計實驗方案；進行試驗并收集數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理、總結(jié)、評估。

其中，2、3兩部是使用控制變量法的重點。重點是解決問題：為什么要控制變量？控制哪些變量？怎樣控制變量？

說明，教師在做實驗前應讓學生全程參與此研究步驟，能培養(yǎng)學生的獨立思考能力、創(chuàng)新能力和合作交流能力。也許學生在猜想過程中會給出一些讓人意想不到或一看就有問題的猜想，此時教師不妨先不要給出正確結(jié)論，讓學生設(shè)計實驗時看究竟控制哪些變量能得到實驗結(jié)果與此猜想的關(guān)系，由此檢驗學生在猜想階段的各種錯誤。經(jīng)過實驗后，通過處理數(shù)據(jù)，總結(jié)，分析能看出學生的猜想的對與錯，為下一次實驗或探究提供正確的路線。

例一：探究影響導體電阻大小的因素？

提供器材：長度、粗細均不同的鎳洛合金絲，長度、粗細均相同的錳銅合金絲?！狙芯繉ο蟆浚簩w電阻；【猜

想】：可能與導體材料、長度、粗細（橫截面積）等因素有關(guān)；【設(shè)計控制變量】：影響導體電阻的因素可能并不單一，必須先控制如導體長度、材料等因素保持不變時，只讓導體的橫截面積改變，觀察電流表示數(shù)的變化，從而判斷導體電阻大小與橫截面積的關(guān)系；同樣的方法判斷電阻大小與其他因素之間的關(guān)系?！驹O(shè)計實驗方案】還需要的器材：開關(guān)、導線、電源、電流表。

電路設(shè)計如圖所示：

數(shù)據(jù)記錄表格設(shè)計：【進行試驗并收集數(shù)據(jù)】略；【數(shù)據(jù)處理、總結(jié)、評估】

經(jīng)過實驗收集數(shù)據(jù)后,整理得出相關(guān)結(jié)論:

1、控制材料種類、長度相同時，選擇B、C兩組進行比較，得出電阻大小與橫截面積的關(guān)系；

2、控制材料種類、橫截面積相同時，選擇A、B兩組進行比較，得出電阻大小與長度的關(guān)系；

2、控制長度、橫截面積相同時，選擇A、D兩組進行比較，得出電阻大小與材料的關(guān)系。

從本實驗可以看出，采用控制變量法后，實驗結(jié)果與影響因素就非常明了。

中學物理中應用控制變量法的實驗還有很多，如科學探究歐姆定律、探究影響蒸發(fā)快慢的因素、探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系、探究影響電流熱效應的因素、探究影響電磁鐵磁性強弱的因素、探究影響滑動摩擦力大小的因素、探究決定壓力作用效果的因素、探究影響動能大小的因素、探究電流做功與哪些因素有關(guān)等試驗。

控制變量法在解決習題上也同樣發(fā)揮很重要的作用，比如在許多比較大小的問題中具有很好的效果。

應用控制變量法解題的一般步驟：

1、確定研究對象；

2、找出公式規(guī)律；

3、判斷某些物理量不變（或人為控制某些量不變）；

4、分析規(guī)律，得出所求量與變量的關(guān)系。

例二、如右圖，當滑片P向左移動時，電流表和電壓表的示數(shù)將如何變化？

【研究對象】：電流表和電壓表的示數(shù)；

【規(guī)律】串聯(lián)電路中電壓變化和電流變化的關(guān)系；

【解】1、當滑片 P向左移動時，R總=R1+R2，R1與R2的值不變，根據(jù)歐姆定律I總=U總R總，R總不變，U總不變，故I總不變，即電流表的示數(shù)不變。

2、電壓表所測量（R總=R1+R2’）的電壓，此時R1不變，R2變小 ，故R總的值將變小。根據(jù)歐姆定律的變形U總=I總×R總，I總不變，R總的值將變小，所以U總變小，即電壓表的示數(shù)變小；在這里所提出的總電流、總電壓不變，既是使用控制變量法的思想去解決題目中所提出的問題，如果不控制變量，那么此題無從下手。

第9篇：控制變量法范文

關(guān)鍵詞：集中空調(diào)；變風量；智能控制；前景

中圖分類號：TB494 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著我國城市的發(fā)展，經(jīng)濟的增長，集中空調(diào)的應用日益廣泛，特別是在一些大型商場、辦公樓等等大型公眾場所中，更是發(fā)揮了重要作用。在信息化技術(shù)高速發(fā)展的今天，空調(diào)智能控制應用于集中空調(diào)系統(tǒng)中，實現(xiàn)了變風量空調(diào)系統(tǒng)的智能化控制，解決了變風量空調(diào)對控制的依賴性。正確地完成變風量空調(diào)系統(tǒng)控制設(shè)計是變風量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的重點，也是系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵。

一、集中空調(diào)變風量系統(tǒng)智能化控制技術(shù)的應用

變風量空調(diào)系統(tǒng)區(qū)域溫度可控，滿足了個性需求；部分負荷時，采用變頻裝置調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速，大大減降低了風機能耗；保持定風量空調(diào)系統(tǒng)空氣過濾效率高、室內(nèi)空氣品質(zhì)好、室內(nèi)相對濕度低，熱舒適性好的特點；通過改變新風比還可利用室外新風進行自然冷卻，并可實現(xiàn)低溫送風；系統(tǒng)無水管進入空調(diào)區(qū)域。其突出的優(yōu)點、性能，深受用戶歡迎。但在實現(xiàn)智能控制上，也經(jīng)歷一段艱難的實踐摸索過程。最初是采取以下的方法進行“智能”控制的：

1、變風量末端控制

變風量末端按溫控區(qū)設(shè)置，每個變風量末端需控制器，由對應溫控區(qū)內(nèi)的室內(nèi)溫控器控制?？刂破魇亲冿L量末端裝置控制系統(tǒng)的核心，它將被調(diào)量與定值進行比較，得出偏差值，然后參照預先設(shè)定的控制規(guī)律，調(diào)節(jié)風閥的開度，是被調(diào)量等于或接近于給定值。變風量末端裝置控制器采用連續(xù)性控制規(guī)律。

2、系統(tǒng)風量控制

（1）控制原理：空調(diào)器AHU的風量控制是變風量空調(diào)系統(tǒng)最主要的控制內(nèi)容之一。本工程選用變定靜壓法控制系統(tǒng)風量。變定靜壓法的控制邏輯：根據(jù)各獨立分區(qū)的變風量末端裝置控制器提供給中央監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，按各分區(qū)最大靜壓需求值重新確定靜壓設(shè)定值。系統(tǒng)靜壓值盡可能設(shè)置得低些，直至某分區(qū)的末端裝置調(diào)節(jié)風閥全開。

變定靜壓法原理圖

（2）靜壓設(shè)定點：變定靜壓控制法仍需設(shè)置靜壓測定點。由于靜壓設(shè)定值可隨時根據(jù)需求重新設(shè)定，靜壓設(shè)定值的大小變得不那么重要，它僅起到初始設(shè)定作用。系統(tǒng)靜壓初始設(shè)定點應設(shè)置在離空調(diào)器出口約1/3處的主送風管上。

二、智能控制技術(shù)的逐步發(fā)展，在變風量空調(diào)系統(tǒng)中的新應用

隨著智能控制技術(shù)的不斷成熟進步，目前主要分為：分級遞階控制系統(tǒng)，專家控制系統(tǒng)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，模糊控制系統(tǒng)，學習控制系統(tǒng)等幾種。

這里主要介紹一下：模糊控制系統(tǒng) 、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、專家控制系統(tǒng)在變風量空調(diào)系統(tǒng)中的應用。

1、模糊控制

模糊控制是以模糊集理論為基礎(chǔ)，以模糊語言變量和邏輯推理為工具，利用人的知識和經(jīng)驗，將直覺納入到?jīng)Q策之中的一種智能控制方法。它是利用模糊及理論設(shè)計的，無需知道被控對象精確的數(shù)學模型，而且模糊算法能夠有效地利用專家所提供的模糊信息和知識，進而能夠處理定義不完善或難以精確建模的復雜過程。三十多年來，模糊控制及其算法在工程領(lǐng)域取得的明顯應用效果，使人們堅信在原有控制理論基礎(chǔ)上納入模糊控制，是解決非線性不確定系統(tǒng)控制問題的有效途徑之一。

模糊模型是用模糊語言和規(guī)則描述的一個系統(tǒng)的動態(tài)特性及性能指標。實踐證明，它具有如下幾個特點:

(l)易于實現(xiàn)對具有不確定性的對象和具有強非線性的對象進行控制；(2)對被控對象特性參數(shù)的變化具有較強的抗干擾能力； (3)對于控制系統(tǒng)的干擾具有較強的抑制能力。

模糊控制理論和技術(shù)是智能控制領(lǐng)域中非常有前途的一個分支，在工程上也已經(jīng)獲得了很多成功的應用。1974年，英國學者Mamdani利用模糊語言構(gòu)成的模糊控制器，首次將模糊控制理論應用到蒸汽機和鍋爐的控制中。1979年，英國學者Procrk和Mamd耐研究出一種自組織的模糊控制器，標志著模糊控制器智能化程度向高級階段發(fā)展。1980年代末期，日本科學家成功地將模糊控制理論運用于消費產(chǎn)品控制和工業(yè)控制，在世界范圍內(nèi)掀起了應用的。

2、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量神經(jīng)元處理單元廣泛互連而形成的網(wǎng)絡(luò)，是一個高度復雜的非線性動力學系統(tǒng)。它是對人腦功能的抽象和模擬，能夠反映人腦的基本特性，特別適合處理需要同時考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問題。

智能建筑VAV空調(diào)(變風量空調(diào))系統(tǒng)就是比較典型的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。VAV空調(diào)系統(tǒng)的特點是節(jié)能潛力大，控制靈活，然而VAV系統(tǒng)需要精心設(shè)計、施工、調(diào)試和管理，否則有可能產(chǎn)生新風不足、氣流組織不好、噪聲偏大、節(jié)能效果不好等問題。VAV空調(diào)系統(tǒng)能否正常運行在很大程度上要依靠控制系統(tǒng)，VAV空調(diào)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)基本上都采用VPT法（變靜壓變溫度法)，機理是由各VAV的要求風量計算出系統(tǒng)的要求風量進行前饋控制，同時根據(jù)各VAV閥位開度和系統(tǒng)送風量靜壓是否滿足，進行反饋控制，控制方式基本上采用多個回路的PID控制，基本結(jié)構(gòu)見圖1所示。由于VAV空調(diào)系統(tǒng)是一個高度非線性系統(tǒng)，PID控制在面臨復雜的環(huán)境時，控制效果很差。因此，運用智能控制方法從全局對系統(tǒng)進行控制，不需要對系統(tǒng)建模，可解決以往控制回路由于耦合帶來的許多控制性能問題。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制已經(jīng)開始運用在VAV空調(diào)系統(tǒng)中，主要是與PID控制結(jié)合，對送風量進行智能控制，獲得了很好的效果。

圖1VAV空調(diào)機組變靜壓控制原理圖

3、專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是一種人工智能的計算機程序系統(tǒng)，具有相當于某個專門領(lǐng)域的專家的知識和經(jīng)驗水平，以及解決專門問題的能力，其主要由知識庫和推理機兩個部分組成成。

基于MAS的協(xié)作智能專家系統(tǒng)，將MAS與專家系統(tǒng)相結(jié)合，并集成模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)，形成一個優(yōu)勢互補系統(tǒng)，共同實現(xiàn)分布式中央空調(diào)系統(tǒng)的整體優(yōu)化控制與節(jié)能。系統(tǒng)的模型見圖2所示，主體框架基于MAS，充分利用Agent具有的自主性、自治性、社會性和智能性等特性，實現(xiàn)系統(tǒng)資源全局共享和協(xié)調(diào)控制，從而較好地解決了中央空調(diào)系統(tǒng)分解和協(xié)調(diào)控制的問題。每個子系統(tǒng)由相應的子Agent進行控制，對于易于建模的子系統(tǒng)，在構(gòu)造子Agent的反應模塊和規(guī)劃模塊時，采用常規(guī)的控制方式；對于難于建模，動態(tài)特性變化較大的子系統(tǒng)，通過集成模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等人工智能技術(shù)來設(shè)計模塊，實現(xiàn)局部子系統(tǒng)的智能控制。將該控制器應用于恒溫恒濕空氣調(diào)節(jié)中央監(jiān)控系統(tǒng)后取得了良好的控制效果。

圖2MAS智能專家系統(tǒng)的模型結(jié)構(gòu)

三、結(jié)語

在能源日益缺乏、環(huán)保問題日益嚴重的今天，發(fā)展綠色建筑、智能建筑是大勢所趨，只有這樣才能既滿足人們對建筑不斷增長的功能要求，又能最大限度地節(jié)約資源，降低能耗，減少污染。本論述分析了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等智能控制技術(shù)在智能建筑空調(diào)系統(tǒng)的應用。研究表明，智能控制技術(shù)是智能建筑發(fā)展的一個重要方向，能夠提供更好的控制策略，使智能建筑達到節(jié)能環(huán)保的目的。

參考文獻

[1]代睿,曹龍漢.智能控制技術(shù)在智能建筑空調(diào)系統(tǒng)中的應用[J].甘肅科技縱橫. 2010(06)