对物理实验方法中控制变量法的研究

苏碧纯

【摘要】控制变量法是目前最常用的探究物理问题以及分析解决物理问题的方法之一，运用这种方式的优势就是能够将一些复杂的多变量的物理问题换成一种单变量的简单问题，将一些由多种因素构成的比较抽象的问题转为由小问题组成，这样就便于操作。高中生如果在物理实验中运用该方法进行验证，就会更加的省时省力，并且能够得到更好的效果。

【关键词】物理教学 控制变量法 探析 应用

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）11-0182-02

在物理实验中，科学方法作为一种能够研究物理现象、描述物理规律、实施物理实验以及总结物理规律的方法与手段，由多种研究方法组成，其中最重要的一项研究方法就是控制变量法[1]。尤其是在高中物理实验之中，对于控制变量法的应用十分的常见，本文就物理实验中的控制变量法进行研究，并且对于控制变量法的含义、特点以及相关案例来进行阐述。

一、控制变量法及其理论

1.含义

对于物理方面的研究具有多种多样的方法，其中最常见的就是控制变量法，其主要用于针对多种变量进行的研究。具体而言，控制变量法就是将多变量中的多个单变量问题进行研究，改变其中一个变量，并且对这个变量进行研究，分析其对于事物的影响变化，然后提出解决的措施。

2.特点

物理实验中通常会应用到多种实验方式，相比较于其他的方法，控制变量法是将两个或者以上的因素进行分析，分析其对某个变量所产生的影响。控制变量法能够作为一个寻找多种因素之间规律的有效的途径。其最主要的优势就是能够将原本复杂的问题变为简单化问题。

3.表现形式

控制变量法有多种的表现形式，首先是能够在叙述中指出哪些因素控制不变，该物理因素与其他因素的关系就会很明显的出现。其次是经过对相关数据的分析，找出其控制了哪些变量。再者就是能够对于控制不变的因素进行分析与查找。最后就是能够利用函数图像的形式来映射变量之间的关系。

二、控制变量法在物理实验中的应用

在高中物理的实验操作的过程中，通常会有各种各样的变化着的因素，控制变量法能够控制其中的某些因素，以更简便直观的方式解决问题。举例来说，在研究物体的加速度与物体受的外力以及物体质量之间的定量关系的试验过程之中，分别对外力F，质量m这两个因素进行分析，以解释其对加速度a的影响。具体的实验操作方法包括以下步骤：首先是将质量m进行控制，然后改变F，分析在此情况下，加速度a与外力F之间存在的函数关系；其次是将F进行控制，研究在此情况下，加速度a与质量m之间的函数关系。

三、物理实验中的控制变量法的应用思想

根据以上的研究方法可知，上升到思想问题，物理实验设计的基本思想之一就是控制实验条件的思想。在实验过程中，运用控制变量法进行研究的案例比比皆是，适当的控制实验条件是实验的基本步骤，在我们高一所学习的“向心力、向心加速度”的内容中，演示实验中利用向心演示器进行操作时会进行控制变量。控制半径r与角速度ω，在此情况下，验证向心力F与质量m之间的函数关系；控制质量m与半径r，在此情况下，进行向心力F与角速度ω的函数关系；控制质量m与角速度ω，验证向心力F与半径r的函数关系；这样几次验证之后，就能夠推算出匀速圆周运动的向心力公式F=mrω2[2]。

根据以上实验的过程，分别控制半径r与角速度ω、质量m与半径r、质量m与角速度ω，以此推出其他变量的函数关系，是为了创造一种有利于物理研究推论的环境，能够将物理量之间的本质关系直观的展示出来，从而达到有目的的研究。

在进行实际问题的实验研究过程中，控制变量法如果能够得到有效的运用，并且进行分析与处理，就会使实验达到更为准确的效果。运用控制变量法的思想就是要将所研究的问题简单化，这种方法能够将影响物理量的多个因素进行逐一的分析与研究，综合的进行分析。通过这一思想的实践，证明该方法在高中物理的实验中的重要性，逐步渗透到各种概念与规律的探讨之中，将控制变量法作为实验的应用方法之一，并将其作为学习实验中的指导方法之一。

因此，在实际实验过程中的问题解决方法中，运用科学的方式进行分析，能够将实验的速度及效果进一步的提升，也能达到准确率良好的效果。控制变量法的应用给实验的操作带来更多的便利与逻辑思维方面的提升，是物理实验方法中的重中之重。

参考文献：

[1]寇娥.提高高中物理实验教学有效性的研究[J].学周刊，2015，（10）：35.

[2]林勇，李正福，李春密.高中生物理实验能力评价体系的建构[J].中国现代教育装备，2010，（16）：66-68.