控制变量法及其教学案例

自然界中各种现象，往往是错综复杂的，决定某一现象产生和变化的因素通常也很多。为了弄清和揭示事物变化的原因和规律，必须用人为的方法控制无关的自变量和因变量。这样做的目的，一方面，可以判定变量之问是否具有因果联系；另一方面，可以探究变量之间的真实数量关系，这种研究问题的方法就是控制变量法Ⅲ陶：，控制无关变量，就是消除或稳定除有意操纵的自变量以外的一切因素，从而将因变量与自变量和无关变量之问的错综复杂关系分解为因变量与自变量之问的简单关系。控制自变量，就是操纵自变量发生可观察的变化；控制因变量，就是促使发生预期的变化或减小测量因变量的误差，从而根据穆勒五法判定变量之间是否具有因果联系，根据因变量与自变量发生共变的趋势和程度来判定变量之间的真实数量关系刚。因此控制变量法的精髓在于，通过控制无关变量，化复杂为简单；通过穆勒五法，观察判定物理量之问的因果联系；通过共变法，测量探究物理量之问的数量关系。控制变量法的目标是将复杂问题分解为一个个的简单问题，通过逐步地解决这些简单问题而最终使复杂问题获得解决，所以，在各个击破的基础上，要运用叠加、归纳、综合等方法最终得到物理量之问复杂的数量关系。以下诸方面是笔者在教学实践中认识到的并自觉运用了控制变量法的几类案例。