控制变量并非一种实验方法.pdfVIP

第 1 页 共 3 页 创建时间：2013-2-19 11:21:00 控制变量并非控制变量并非一种一种实验方法实验方法 控制变量并非控制变量并非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，任何实验都不会缺会缺少少 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缺少少 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： 第 1 页 共 3 页 第 2 页 共 3 页 创建时间：2013-2-19 11:21:00 （1）自变量：实验操纵控制的变量； （2）因变量：由自变量引起变化的变量； （3）无关变量：跟实验目标无关但会造成干扰的变量. 实验中 自变量必须能够很好地被 “孤立”起来，避免其他变量与其混淆. 无关 变量会使实验偏离目标，干扰破坏实验，对其实施控制使其保持不变，或被消除， 或被补偿． 比如，在做 “验证牛顿第二定律”的实验中，常规的做法是 （见现行人教版教 科书），控制木板没有滑轮的一端垫高一些，使摩擦力得以被平衡，消除其干扰； 还要控制小桶 （包括其中的沙子）的质量远小于小车 （包括车上的砝码）的质量， 从而可以近似地认为作用于小车上的合力的大小与小桶 （包括其中的沙子）的重量 相等．对“欧姆定律实验”也是一样，要选用电阻温度系数小的纯电阻元器件作为 实验对象，以及控制环境温度不会发生大的起伏等，这都是不可忽视的需要加以控 制的变量． 一些简单的演示实验也少不了控制．例如在做 “覆杯实验”时，控制使用的器 材，如杯子、纸片等，一定是水可以润湿的材料做成得，用满是油污的杯子，或用 荷叶代替纸片都会使实验失败． 在做 “小试管逆流而上的实验”时，要控制大小试管的内径，保证将小试管插 入大试管时有一个合适的间隙．此外还要控制小试管插入大试管水中的深度． 如果认为 “控制变量”是诸多实验方法之一，因而称之为 “控制变量法”，那 么它必然是只对某几个或某些个实验使用，而不是对所有的实验都使用