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新课程的实施对学生科学探究能力的培养是十分重视的，而在科学探究中最常用的方法，就是控制变量法。所谓控制变量法即在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）的办法，把多因素多变量的问题变成多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综合解决的方法。
初中物理教学中，多处应用了控制变量法。比如：影响蒸发快慢的因素有：液体的温度、液体表面积、液体表面空气流动的速度；焦耳定律中电流通过导体产生的热量，跟电流、电阻、通电时间有关；通电导体在磁场中受力方向，与电流方向和磁场方向有关；速度与路程和时间有关；压强与压力和受力面积有关；液体压强与液体密度和液体深度有关；浮力大小与液体密度和排开液体体积有关；物体的动能大小与物体质量和运动速度有关；物体重力势能大小与物体质量和被举高的高度有关；物体内能大小与物体质量、种类、温度有关；物体完全燃烧放出的热量与物体的热值和质量有关。控制变量法不仅仅应用于物理学科，在其他学科如地理、生物、化学等，可以用实验定量研究的内容，都可以使用控制变量法，也可以推广使用控制变量法。
一、控制变量法在物理规律教学中的应用
如“探究决定导体电阻大小的因素”以及“欧姆定律”的探究实验中，给你如下实验器材（图1）：电阻丝数根（电阻丝上标明不同的材料的名称）、电流表一个、电压表一个、开关一个、导线、干电池、毫米刻度尺、电阻丝固定装置，要求设计一个实验，探究导体的电阻与哪些因素有关。并写出实验步骤现象和结论。
实验电路图
■
图1
实验步骤：
①按图连接实验器材，其中R为待测电阻丝。
②将长度为l、横截面积为s锰铜金属导体接入电路，读出电流表和电压表的示数，填入表格中。
③将长度为l、横截面积为s的镍铬合金导体接入电路，读出电流表和电压表的示数，填入表格中。
④将长度为l、横截面积为2s的镍铬合金导体接入电路，读出电流表和电压表的示数，填入表格中。
⑤将长度为l/2、横截面积为s的镍铬合金导体接入电路，读出电流表和电压表的示数，填入表格中。
■
实验现象：
①比较1和2的数据，发现在长度和横截面积相同时，导体材料不同，电阻不同。
②比较2和3的数据，发现在长度和材料相同时，导体横截面积越大电阻越小。
③比较2和4的数据，发现在材料和横截面积相同时，导体长度越长电阻越大。
实验结论：导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度都关。导体的电阻与导体的长度成正比，导体的电阻与导体的横截面积成反比。
物理教师必须熟悉控制变量法，掌握控制变量法，让它成为我们手中的有力武器，让它在教学中发挥更大的作用和效益，更好地为我们的教学服务。
二、控制变量法在比较物理量大小等习题教学中的应用
在近几年的考试测验中，经常会出现一种类型题：比较物理量的大小。一般认为，这类题型较简单，不容易丢分。而学生在解这类题型时，经常是失分严重，错误连连。究其原因，是学生没有掌握解题的诀窍，没有抓住根本，以至于不能形成正确的解题思路。从而造成了教师讲一题，学生就会一题，教师讲多题，学生还是会一题的困境。当学生遇到其他类型题的时候，还是一头雾水，无从下手，以至于形成了“老师难教，学生难学”的尴尬境地。在笔者自己解决这类题之后发现：控制变量法就是最好的解决办法。
控制变量法是两种或两种以上因素共同控制一个物理量。要想比较它们的大小，就必须控制其中一个或多个因素不变，再去比较这个物理量是否发生变化。比如：
①初温相同，质量相等的铜块和铁块，吸收相同的热量后，温度高的是（B）
A.铜块 B.铁块
C.都一样 D.无法确定
②物理学研究中常常用到“控制变量法”、“等效法”、“类比法”等科学方法。在下列研究实例中，运用了控制变量法的是（D）
A.研究电流的形成原因时，将电流与水流相比较，从分析水流的形成入手来分析电流的形成
B.研究电流的大小时，根据电流产生的效应大小来判断电流的大小
C.研究多个电阻组成的电路时，求出电路的总电阻，用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果
D.研究电流与电压的大小关系时，保持电阻大小不变，改变电阻两端的电压值，观察电流如何随电压变化而变化
③控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法，在我们的生活、学习和工作中有广泛的应用。
（1）下面四个研究实例中，采取控制变量法的是 C （填写选项前的字母）
A.用水流的形成类比电流的形成
B.研究磁场时，用磁感线描述空间磁场的分布情况
C.研究滑动摩擦力与压力大小关系时，保持接触面的粗糙程度不变
D.利用光线来研究光的直线传播现象
（2）在探究影响浮力大小因素的活动中，同学们提出了下列三种猜想：
猜想1：浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关。
猜想2：浮力的大小与液体的密度有关。
猜想3：浮力的大小与物体的重力大小有关。
同学们通过实验探究，验证了猜想1和猜想2是正确的。
对于猜想3，甲乙两同学分别进行了如下的实验探究。
甲同学的实验探究如下：
实验：利用弹簧测力计、水和盐水，测算出同一铁块浸没在盐水中受到的浮力大小和浸没在水中受到的浮力大小不相等。
分析：由于铁块的重力大小不变，而铁块所受的浮力大小不等，所以铁块受到的浮力大小与铁块的重力大小无关。
结论：猜想3是错误的。
乙同学的实验探究如下：
实验：利用弹簧测力计和水，测算出体积相同的铁块和铝块浸没在水中受到的浮力大小相等。
分析：由于铁块、铝块的重力大小不等，而它们受到的浮力大小相等，所以浮力大小与重力大小无关。
结论：猜想3是错误的。
对甲乙两同学的实验，你认为 甲同学 （甲同学/乙同学）的实验方法是不正确的，请具体指出他的错误是： 研究与重力的关系却控制了重力不变 ，根据他的实验和他的分析思路还可得出； 浮力大小与浸入液体的体积大小无关 的结论，这个结论是 错误 （正确/错误）的。
教育教学中，我们应该尽量发挥控制变量法的优点和长处，让它更好地为我们服务。但控制变量法也不是万能的，它只是我们在探究事物现象，探寻事物发生发展规律中较常用的一种方法。像类比法、理想化模型法、总结归纳法、综合分析法、逆向思维法等等都是学习物理所应掌握的研究方法。尽可能多掌握一些，将为学生形成并增强科研能力、探究能力、解决实际问题的能力打下坚实的基础，并为以后的学习和生活起到积极的影响和促进作用。
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。希望同学们都能学会、学好控制变量法，使它更好地为我们所用；希望老师们也能教好、用好控制变量法，使它更好地为教学服务，为我们的教育教学工作锦上添花，更上一层楼。（责任编辑：张华伟）
初中物理教学中，多处应用了控制变量法。比如：影响蒸发快慢的因素有：液体的温度、液体表面积、液体表面空气流动的速度；焦耳定律中电流通过导体产生的热量，跟电流、电阻、通电时间有关；通电导体在磁场中受力方向，与电流方向和磁场方向有关；速度与路程和时间有关；压强与压力和受力面积有关；液体压强与液体密度和液体深度有关；浮力大小与液体密度和排开液体体积有关；物体的动能大小与物体质量和运动速度有关；物体重力势能大小与物体质量和被举高的高度有关；物体内能大小与物体质量、种类、温度有关；物体完全燃烧放出的热量与物体的热值和质量有关。控制变量法不仅仅应用于物理学科，在其他学科如地理、生物、化学等，可以用实验定量研究的内容，都可以使用控制变量法，也可以推广使用控制变量法。
一、控制变量法在物理规律教学中的应用
如“探究决定导体电阻大小的因素”以及“欧姆定律”的探究实验中，给你如下实验器材（图1）：电阻丝数根（电阻丝上标明不同的材料的名称）、电流表一个、电压表一个、开关一个、导线、干电池、毫米刻度尺、电阻丝固定装置，要求设计一个实验，探究导体的电阻与哪些因素有关。并写出实验步骤现象和结论。
实验电路图
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图1
实验步骤：
①按图连接实验器材，其中R为待测电阻丝。
②将长度为l、横截面积为s锰铜金属导体接入电路，读出电流表和电压表的示数，填入表格中。
③将长度为l、横截面积为s的镍铬合金导体接入电路，读出电流表和电压表的示数，填入表格中。
④将长度为l、横截面积为2s的镍铬合金导体接入电路，读出电流表和电压表的示数，填入表格中。
⑤将长度为l/2、横截面积为s的镍铬合金导体接入电路，读出电流表和电压表的示数，填入表格中。
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实验现象：
①比较1和2的数据，发现在长度和横截面积相同时，导体材料不同，电阻不同。
②比较2和3的数据，发现在长度和材料相同时，导体横截面积越大电阻越小。
③比较2和4的数据，发现在材料和横截面积相同时，导体长度越长电阻越大。
实验结论：导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度都关。导体的电阻与导体的长度成正比，导体的电阻与导体的横截面积成反比。
物理教师必须熟悉控制变量法，掌握控制变量法，让它成为我们手中的有力武器，让它在教学中发挥更大的作用和效益，更好地为我们的教学服务。
二、控制变量法在比较物理量大小等习题教学中的应用
在近几年的考试测验中，经常会出现一种类型题：比较物理量的大小。一般认为，这类题型较简单，不容易丢分。而学生在解这类题型时，经常是失分严重，错误连连。究其原因，是学生没有掌握解题的诀窍，没有抓住根本，以至于不能形成正确的解题思路。从而造成了教师讲一题，学生就会一题，教师讲多题，学生还是会一题的困境。当学生遇到其他类型题的时候，还是一头雾水，无从下手，以至于形成了“老师难教，学生难学”的尴尬境地。在笔者自己解决这类题之后发现：控制变量法就是最好的解决办法。
控制变量法是两种或两种以上因素共同控制一个物理量。要想比较它们的大小，就必须控制其中一个或多个因素不变，再去比较这个物理量是否发生变化。比如：
①初温相同，质量相等的铜块和铁块，吸收相同的热量后，温度高的是（B）
A.铜块 B.铁块
C.都一样 D.无法确定
②物理学研究中常常用到“控制变量法”、“等效法”、“类比法”等科学方法。在下列研究实例中，运用了控制变量法的是（D）
A.研究电流的形成原因时，将电流与水流相比较，从分析水流的形成入手来分析电流的形成
B.研究电流的大小时，根据电流产生的效应大小来判断电流的大小
C.研究多个电阻组成的电路时，求出电路的总电阻，用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果
D.研究电流与电压的大小关系时，保持电阻大小不变，改变电阻两端的电压值，观察电流如何随电压变化而变化
③控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法，在我们的生活、学习和工作中有广泛的应用。
（1）下面四个研究实例中，采取控制变量法的是 C （填写选项前的字母）
A.用水流的形成类比电流的形成
B.研究磁场时，用磁感线描述空间磁场的分布情况
C.研究滑动摩擦力与压力大小关系时，保持接触面的粗糙程度不变
D.利用光线来研究光的直线传播现象
（2）在探究影响浮力大小因素的活动中，同学们提出了下列三种猜想：
猜想1：浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关。
猜想2：浮力的大小与液体的密度有关。
猜想3：浮力的大小与物体的重力大小有关。
同学们通过实验探究，验证了猜想1和猜想2是正确的。
对于猜想3，甲乙两同学分别进行了如下的实验探究。
甲同学的实验探究如下：
实验：利用弹簧测力计、水和盐水，测算出同一铁块浸没在盐水中受到的浮力大小和浸没在水中受到的浮力大小不相等。
分析：由于铁块的重力大小不变，而铁块所受的浮力大小不等，所以铁块受到的浮力大小与铁块的重力大小无关。
结论：猜想3是错误的。
乙同学的实验探究如下：
实验：利用弹簧测力计和水，测算出体积相同的铁块和铝块浸没在水中受到的浮力大小相等。
分析：由于铁块、铝块的重力大小不等，而它们受到的浮力大小相等，所以浮力大小与重力大小无关。
结论：猜想3是错误的。
对甲乙两同学的实验，你认为 甲同学 （甲同学/乙同学）的实验方法是不正确的，请具体指出他的错误是： 研究与重力的关系却控制了重力不变 ，根据他的实验和他的分析思路还可得出； 浮力大小与浸入液体的体积大小无关 的结论，这个结论是 错误 （正确/错误）的。
教育教学中，我们应该尽量发挥控制变量法的优点和长处，让它更好地为我们服务。但控制变量法也不是万能的，它只是我们在探究事物现象，探寻事物发生发展规律中较常用的一种方法。像类比法、理想化模型法、总结归纳法、综合分析法、逆向思维法等等都是学习物理所应掌握的研究方法。尽可能多掌握一些，将为学生形成并增强科研能力、探究能力、解决实际问题的能力打下坚实的基础，并为以后的学习和生活起到积极的影响和促进作用。
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。希望同学们都能学会、学好控制变量法，使它更好地为我们所用；希望老师们也能教好、用好控制变量法，使它更好地为教学服务，为我们的教育教学工作锦上添花，更上一层楼。（责任编辑：张华伟）