控制变量法（科学探究）
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(共32张PPT)
控制变量法
科学探究
科学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
如何写结论？
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素、
探究影响压力的作用效果的因素、
探究影响液体压强大小的因素、
探究影响浮力大小的因素、
探究影响滑轮组的机械效率的因素、
探究影响动能大小的因素、
探究影响重力势能大小的因素、
探究影响导体电阻大小的因素、
探究影响电流做功多少的因素、
探究影响电流的热效应的因素、
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
等等
学完食品中的有机物后，圆圆发现水果、蔬菜中富含维生素C，她想测定菠菜汁、黄瓜汁中维生素C含量的相对多少。
通过查阅资料，圆圆发现维生素C溶液能使高锰酸钾溶液褪色，于是设计了以下几个实验方案。请你帮帮她，看她设计的方案是否合理？
帮帮她：
找错误：
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第一方案
第二方案
第三方案
第四方案
黄瓜汁原汁
菠菜汁原汁
黄瓜汁原汁
菠菜汁原汁
黄瓜汁原汁
菠菜汁原汁
黄瓜汁原汁
加水菠菜汁
10ml10%高锰酸钾溶液
10ml20%高锰酸钾溶液
10ml10%高锰酸钾溶液
20ml10%高锰酸钾溶液
10ml10%高锰酸钾溶液
10ml10%高锰酸钾溶液
1、等溶质质量分数高锰酸钾溶液
2、等体积高锰酸钾溶液
10ml10%高锰酸钾溶液
10ml10%高锰酸钾溶液
3、滴管中每滴滴出等体积的果汁
4、果汁是原汁
可行方案
菠菜汁原汁
黄瓜汁原汁
10ml 10%高锰酸钾溶液
10ml 10%高锰酸钾溶液
影响物质溶解速率的因素
颗粒的大小
颗粒越大，溶解速率越慢；颗粒越小，溶解速率越大。
温度
温度越高，物质溶解速率越大；温度越低，溶解速率越小。
是否搅拌
搅拌可以加快溶解速率
教材回顾：
铁生锈条件的探究
物质燃烧条件的
探究
金属活动性顺序的探究
影响物质溶解性因素的探究
铁生锈条件的探究
铁生锈条件的探究实验：
教材回顾：
铁生锈条件的探究
金属活动性顺序的探究
影响物质溶解性因素的探究
物质燃烧条件的
探究
物质燃烧条件的
探究
物质燃烧条件的探究：
改
进
实
验
沸水
沸水
二、教材回顾：
铁生锈条件的探究
物质燃烧条件的
探究
金属活动性顺序的探究
影响物质溶解性因素的探究
金属活动性顺序的探究
金属活动性顺序的探究：
教材回顾：
铁生锈条件的探究
物质燃烧条件的
探究
金属活动性顺序的探究
影响物质溶解性因素的探究
影响物质溶解性因素的探究
影响物质溶解性的因素的探究：
溶质 溶剂 温度 现象 结论
探究一 面粉不溶，蔗糖溶解
探究二 食盐溶于水，难溶于油。
探究三 温度越高溶解的越多
溶解性与温度有关
相同
相同
不同
相同
相同
不同
相同
相同
不同
溶解性与溶质的性质有关
溶解性与溶剂的性质有关
基础训练：
1、（2010）钢铁在空气中生锈是由于空气中含有____、_____等物质，自行车链条常采用____的方法防锈，煤在空气中燃烧的条件是_________ 。熄灭酒精灯利用的灭火原理是_________________。
O2
H2O
涂油
温度达到着火点
隔绝氧气
实验室经常用过氧化氢溶液来制取氧气，请你自己设计探究实验，验证过氧化氢溶液的分解速率与何种因素有关？
验证甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育
实验步骤：
1、将3个相同的玻璃缸分别编为1、2、3号。
2、将15条同时孵化的同种蝌蚪（体长均为15mm），随机分为3组（每组5条），分别放入3个玻璃缸中，在适宜的相同水质、饲料、温度条件下饲养。
3、1号中加入甲状腺激素5mg ，2号中加入甲状腺抑制剂5mg，3号中不加任何药物。
4、向1号、2号玻璃缸中连续投药7d，每天一次，药量相同。
5、实验期间，每天按时用标尺测量蝌蚪的体长，观察前肢、后肢和尾的变化，并记录。
控制变量法
施加
得到
实验组：
对照组：
不施加
改变
消失
程度改变
实验变量
反应变量
无关变量
对照
科学
结论
分析
操纵
实验变量
控制
无关变量
检测
反应变量
相同
实验设计的常规解题思路
明确实验目的
分析实验原理
提出实验思路
设计实验步骤
预期实验结果
实验变量
无关变量
反应变量
施加干扰
随机分组
设置对照
条件适宜
重复实验
观察现象
测量数值
操纵
控制
捕获
解题步骤：1、明确实验目的 2、分析实验原理
3、提出实验思路
实验变量： 操纵方法：
无关变量： 控制方法：
反应变量： 检测方法：
为探究二氧化硫对植物叶片的影响，请根据所给的材料和用具，设计相关的实验步骤。
材料用具：长势相同的盆栽黄瓜幼苗2株，2只相同的小烧杯，大小相同的玻璃罩2个，玻璃板2块（比玻璃罩口径略大）、稀硫酸、亚硫酸钠，凡士林、水
SO2
黄瓜叶片生长状况
光照、温度等环境因素
使稀硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2，干扰黄瓜幼苗生长
①设置空白对照：不添加SO2
其它因素与实验组相同
② 适宜的环境
观察黄瓜叶片生长状况的变化
实验步骤
1、将2盆黄瓜幼苗分别放在玻璃板中央，罩上玻璃罩，并标号。
2、在1个小烧杯中加入一定量的亚硫酸钠和稀硫酸，放入1号玻璃罩内，取另一小烧杯中加入等量的清水，放入2号玻璃罩内。用凡士林密封两个装置。
3、将两个装置同时放在光照、温度等条件相同的适宜环境中。
4、定时观察黄瓜幼苗叶片的生长情况，并记录。
亚硫酸纳和稀硫酸
等量清水
为验证铁是植物生长发育所需的“不可再利用的元素”，请你写出合理的实验步骤。
实验材料：同种的具4－5片叶的小麦幼苗
实验器材：自选
解题步骤：1、明确实验目的 2、分析实验原理
3、提出实验思路
实验变量： 操纵方法：
无关变量： 控制方法：
反应变量： 检测方法：
铁元素
小麦叶的生长状况
小麦个体差异；
小麦生长发育所需的其它必需元素；
环境因素等。
缺铁完全培养液
观察小麦新叶和老叶的
颜色变化
对小麦幼苗进行随机分组；
设置空白对照：完全培养液
其它条件相同；适宜的环境。
为验证铁是植物生长发育所需的“不可再利用的元素”，请你写出合理的实验步骤。
实验材料：同种的具4－5片叶的小麦幼苗
实验器材：自选
实验步骤：
1、选择生长状况相同的小麦若干，随机分成数量相同的A、B两组。
2、将A组小麦用缺铁培养液培养，将B组小麦用等量的完全培养液培养。
3、将两组装置共同置于温度、光照等适宜的条件下培养。
4、每天观察小麦新叶和老叶的生长情况，并记录结果。
同学甲从一本《植物生理学》中查到“幼嫩叶片可产生生长素，生长素可阻止叶柄脱落”的结论。于是他设计了一个实验，想证实该结论。他的实验步骤为：
（1）取一盆生长状况良好的植物，
去掉幼叶的叶片（如右图所示）；
（2）观察幼叶叶柄的脱落情况。
请你用所学知识，评价该同学的实验设计，并提出修改建议。
解题步骤：1、明确实验目的 2、分析实验原理
3、提出实验思路
实验变量： 操纵方法：
无关变量： 控制方法：
反应变量： 检测方法：
幼嫩叶片中产生的生长素
叶柄脱落情况
？
其它部位产生的生长素;
幼嫩叶片中产生的其它物质；
温度、光照等环境因素
去掉幼叶的叶片
观察叶柄脱落情况
同学甲从一本《植物生理学》中查到“幼嫩叶片可产生生长素，生长素可阻止叶柄脱落”的结论。于是他设计了一个实验，想证实该结论。他的实验步骤为：
（1）取一盆生长状况良好的植物，
去掉幼叶的叶片（如右图所示）；
（2）观察幼叶叶柄的脱落情况。
请你用所学知识，评价该同学的实验设计，并提出修改建议。
评价： ①应去掉顶芽。因为顶芽产生的生长素向下运输，可到幼叶叶柄处，阻止叶柄脱落；
②应增加一个对照实验。因为没有对照，难以说明幼叶叶柄脱落是幼叶产生的生长素所致。
对照设置：（1）取同一品种，生长状况相同的植物，去掉幼叶的 叶片和顶芽；
（2）在叶柄横断面上，涂上一定浓度的生长素，观察幼叶叶柄的脱落情况。
（2004春季高考）为了研究胰腺的胰液分泌调节，某人从实验狗甲的一段小肠刮下黏膜，将该黏膜放入稀盐酸中浸泡，把过滤后的提取液注入实验狗乙的静脉，结果引起实验狗乙的胰液大量分泌，并由此得出“小肠黏膜中存在促进胰液分泌的某种物质”的结论。
分析这一实验与结论，回答下列问题： 仅根据上述实验能否得出该结论，为什么？
解题步骤：1、明确实验目的 2、分析实验原理
3、提出实验思路
实验变量： 操纵方法：
无关变量： 控制方法：
反应变量： 检测方法：
设置空白对照：在实验狗丙的静脉
中注入等量的稀盐酸(注射液中不含
小肠黏膜物质)
稀盐酸
小肠黏膜中物质
注射用稀盐酸提取的小肠黏膜物质
胰液分泌量
检测胰液分泌量
实验的步骤中应表述的要点
1、实验变量的操纵方法
2、无关变量的控制方法
3、反应变量的检测方法
实验分组：实验材料分组、
实验器械分组
设置对照组：其它条件相同
适宜条件下进行实验
操纵实验变量的方法
方法：
设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某些特征、暴露出某种现象和属性。
控制无关变量的方法
1、排除因实验对象个体差异带来的影响。
------生长状况一致、随机分组
2、设法创造稳定的、维持不变的相同条件进行对照，以抵消或排除这些条件对实验对象的干扰。
-------设置对照组
3、设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响。
4、重复实验，排除偶然性，减少实验误差。
观察和测量反应变量的方法
反应变量类型：
1、观察特异颜色变化、沉淀反应
2、观察形态结构、生理特征变化
3、测量生长发育速度
4、测量生化反应速度
方法:
根据实验原理和实验条件确定观察和测量的指标及方法。
控制变量法
科学探究
科学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
如何写结论？
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素、
探究影响压力的作用效果的因素、
探究影响液体压强大小的因素、
探究影响浮力大小的因素、
探究影响滑轮组的机械效率的因素、
探究影响动能大小的因素、
探究影响重力势能大小的因素、
探究影响导体电阻大小的因素、
探究影响电流做功多少的因素、
探究影响电流的热效应的因素、
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
等等
学完食品中的有机物后，圆圆发现水果、蔬菜中富含维生素C，她想测定菠菜汁、黄瓜汁中维生素C含量的相对多少。
通过查阅资料，圆圆发现维生素C溶液能使高锰酸钾溶液褪色，于是设计了以下几个实验方案。请你帮帮她，看她设计的方案是否合理？
帮帮她：
找错误：
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第一方案
第二方案
第三方案
第四方案
黄瓜汁原汁
菠菜汁原汁
黄瓜汁原汁
菠菜汁原汁
黄瓜汁原汁
菠菜汁原汁
黄瓜汁原汁
加水菠菜汁
10ml10%高锰酸钾溶液
10ml20%高锰酸钾溶液
10ml10%高锰酸钾溶液
20ml10%高锰酸钾溶液
10ml10%高锰酸钾溶液
10ml10%高锰酸钾溶液
1、等溶质质量分数高锰酸钾溶液
2、等体积高锰酸钾溶液
10ml10%高锰酸钾溶液
10ml10%高锰酸钾溶液
3、滴管中每滴滴出等体积的果汁
4、果汁是原汁
可行方案
菠菜汁原汁
黄瓜汁原汁
10ml 10%高锰酸钾溶液
10ml 10%高锰酸钾溶液
影响物质溶解速率的因素
颗粒的大小
颗粒越大，溶解速率越慢；颗粒越小，溶解速率越大。
温度
温度越高，物质溶解速率越大；温度越低，溶解速率越小。
是否搅拌
搅拌可以加快溶解速率
教材回顾：
铁生锈条件的探究
物质燃烧条件的
探究
金属活动性顺序的探究
影响物质溶解性因素的探究
铁生锈条件的探究
铁生锈条件的探究实验：
教材回顾：
铁生锈条件的探究
金属活动性顺序的探究
影响物质溶解性因素的探究
物质燃烧条件的
探究
物质燃烧条件的
探究
物质燃烧条件的探究：
改
进
实
验
沸水
沸水
二、教材回顾：
铁生锈条件的探究
物质燃烧条件的
探究
金属活动性顺序的探究
影响物质溶解性因素的探究
金属活动性顺序的探究
金属活动性顺序的探究：
教材回顾：
铁生锈条件的探究
物质燃烧条件的
探究
金属活动性顺序的探究
影响物质溶解性因素的探究
影响物质溶解性因素的探究
影响物质溶解性的因素的探究：
溶质 溶剂 温度 现象 结论
探究一 面粉不溶，蔗糖溶解
探究二 食盐溶于水，难溶于油。
探究三 温度越高溶解的越多
溶解性与温度有关
相同
相同
不同
相同
相同
不同
相同
相同
不同
溶解性与溶质的性质有关
溶解性与溶剂的性质有关
基础训练：
1、（2010）钢铁在空气中生锈是由于空气中含有____、_____等物质，自行车链条常采用____的方法防锈，煤在空气中燃烧的条件是_________ 。熄灭酒精灯利用的灭火原理是_________________。
O2
H2O
涂油
温度达到着火点
隔绝氧气
实验室经常用过氧化氢溶液来制取氧气，请你自己设计探究实验，验证过氧化氢溶液的分解速率与何种因素有关？
验证甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育
实验步骤：
1、将3个相同的玻璃缸分别编为1、2、3号。
2、将15条同时孵化的同种蝌蚪（体长均为15mm），随机分为3组（每组5条），分别放入3个玻璃缸中，在适宜的相同水质、饲料、温度条件下饲养。
3、1号中加入甲状腺激素5mg ，2号中加入甲状腺抑制剂5mg，3号中不加任何药物。
4、向1号、2号玻璃缸中连续投药7d，每天一次，药量相同。
5、实验期间，每天按时用标尺测量蝌蚪的体长，观察前肢、后肢和尾的变化，并记录。
控制变量法
施加
得到
实验组：
对照组：
不施加
改变
消失
程度改变
实验变量
反应变量
无关变量
对照
科学
结论
分析
操纵
实验变量
控制
无关变量
检测
反应变量
相同
实验设计的常规解题思路
明确实验目的
分析实验原理
提出实验思路
设计实验步骤
预期实验结果
实验变量
无关变量
反应变量
施加干扰
随机分组
设置对照
条件适宜
重复实验
观察现象
测量数值
操纵
控制
捕获
解题步骤：1、明确实验目的 2、分析实验原理
3、提出实验思路
实验变量： 操纵方法：
无关变量： 控制方法：
反应变量： 检测方法：
为探究二氧化硫对植物叶片的影响，请根据所给的材料和用具，设计相关的实验步骤。
材料用具：长势相同的盆栽黄瓜幼苗2株，2只相同的小烧杯，大小相同的玻璃罩2个，玻璃板2块（比玻璃罩口径略大）、稀硫酸、亚硫酸钠，凡士林、水
SO2
黄瓜叶片生长状况
光照、温度等环境因素
使稀硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2，干扰黄瓜幼苗生长
①设置空白对照：不添加SO2
其它因素与实验组相同
② 适宜的环境
观察黄瓜叶片生长状况的变化
实验步骤
1、将2盆黄瓜幼苗分别放在玻璃板中央，罩上玻璃罩，并标号。
2、在1个小烧杯中加入一定量的亚硫酸钠和稀硫酸，放入1号玻璃罩内，取另一小烧杯中加入等量的清水，放入2号玻璃罩内。用凡士林密封两个装置。
3、将两个装置同时放在光照、温度等条件相同的适宜环境中。
4、定时观察黄瓜幼苗叶片的生长情况，并记录。
亚硫酸纳和稀硫酸
等量清水
为验证铁是植物生长发育所需的“不可再利用的元素”，请你写出合理的实验步骤。
实验材料：同种的具4－5片叶的小麦幼苗
实验器材：自选
解题步骤：1、明确实验目的 2、分析实验原理
3、提出实验思路
实验变量： 操纵方法：
无关变量： 控制方法：
反应变量： 检测方法：
铁元素
小麦叶的生长状况
小麦个体差异；
小麦生长发育所需的其它必需元素；
环境因素等。
缺铁完全培养液
观察小麦新叶和老叶的
颜色变化
对小麦幼苗进行随机分组；
设置空白对照：完全培养液
其它条件相同；适宜的环境。
为验证铁是植物生长发育所需的“不可再利用的元素”，请你写出合理的实验步骤。
实验材料：同种的具4－5片叶的小麦幼苗
实验器材：自选
实验步骤：
1、选择生长状况相同的小麦若干，随机分成数量相同的A、B两组。
2、将A组小麦用缺铁培养液培养，将B组小麦用等量的完全培养液培养。
3、将两组装置共同置于温度、光照等适宜的条件下培养。
4、每天观察小麦新叶和老叶的生长情况，并记录结果。
同学甲从一本《植物生理学》中查到“幼嫩叶片可产生生长素，生长素可阻止叶柄脱落”的结论。于是他设计了一个实验，想证实该结论。他的实验步骤为：
（1）取一盆生长状况良好的植物，
去掉幼叶的叶片（如右图所示）；
（2）观察幼叶叶柄的脱落情况。
请你用所学知识，评价该同学的实验设计，并提出修改建议。
解题步骤：1、明确实验目的 2、分析实验原理
3、提出实验思路
实验变量： 操纵方法：
无关变量： 控制方法：
反应变量： 检测方法：
幼嫩叶片中产生的生长素
叶柄脱落情况
？
其它部位产生的生长素;
幼嫩叶片中产生的其它物质；
温度、光照等环境因素
去掉幼叶的叶片
观察叶柄脱落情况
同学甲从一本《植物生理学》中查到“幼嫩叶片可产生生长素，生长素可阻止叶柄脱落”的结论。于是他设计了一个实验，想证实该结论。他的实验步骤为：
（1）取一盆生长状况良好的植物，
去掉幼叶的叶片（如右图所示）；
（2）观察幼叶叶柄的脱落情况。
请你用所学知识，评价该同学的实验设计，并提出修改建议。
评价： ①应去掉顶芽。因为顶芽产生的生长素向下运输，可到幼叶叶柄处，阻止叶柄脱落；
②应增加一个对照实验。因为没有对照，难以说明幼叶叶柄脱落是幼叶产生的生长素所致。
对照设置：（1）取同一品种，生长状况相同的植物，去掉幼叶的 叶片和顶芽；
（2）在叶柄横断面上，涂上一定浓度的生长素，观察幼叶叶柄的脱落情况。
（2004春季高考）为了研究胰腺的胰液分泌调节，某人从实验狗甲的一段小肠刮下黏膜，将该黏膜放入稀盐酸中浸泡，把过滤后的提取液注入实验狗乙的静脉，结果引起实验狗乙的胰液大量分泌，并由此得出“小肠黏膜中存在促进胰液分泌的某种物质”的结论。
分析这一实验与结论，回答下列问题： 仅根据上述实验能否得出该结论，为什么？
解题步骤：1、明确实验目的 2、分析实验原理
3、提出实验思路
实验变量： 操纵方法：
无关变量： 控制方法：
反应变量： 检测方法：
设置空白对照：在实验狗丙的静脉
中注入等量的稀盐酸(注射液中不含
小肠黏膜物质)
稀盐酸
小肠黏膜中物质
注射用稀盐酸提取的小肠黏膜物质
胰液分泌量
检测胰液分泌量
实验的步骤中应表述的要点
1、实验变量的操纵方法
2、无关变量的控制方法
3、反应变量的检测方法
实验分组：实验材料分组、
实验器械分组
设置对照组：其它条件相同
适宜条件下进行实验
操纵实验变量的方法
方法：
设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某些特征、暴露出某种现象和属性。
控制无关变量的方法
1、排除因实验对象个体差异带来的影响。
------生长状况一致、随机分组
2、设法创造稳定的、维持不变的相同条件进行对照，以抵消或排除这些条件对实验对象的干扰。
-------设置对照组
3、设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响。
4、重复实验，排除偶然性，减少实验误差。
观察和测量反应变量的方法
反应变量类型：
1、观察特异颜色变化、沉淀反应
2、观察形态结构、生理特征变化
3、测量生长发育速度
4、测量生化反应速度
方法:
根据实验原理和实验条件确定观察和测量的指标及方法。
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