科学探究中“控制变量法”课件.ppt

到现在为止，以下科学课本上出现过的科学探究到现在为止，以下科学课本上出现过的科学探究活动有那些共性？主要体现了什么科学方法？活动有那些共性？主要体现了什么科学方法？影响物质溶解性的因素（八上影响物质溶解性的因素（八上P25）影响蒸发快慢的因素；（七上影响蒸发快慢的因素；（七上P148P148）压力的作用效果与哪些因素有关；（七下压力的作用效果与哪些因素有关；（七下P118）影响力的作用效果的因素；（七下影响力的作用效果的因素；（七下P100）研究液体内部压强的特点；（七下研究液体内部压强的特点；（七下P120）影响滑动摩擦力大小的因素影响滑动摩擦力大小的因素（七下（七下P114）影响影响电流电流大小大小的的因素因素(八八上上P149).控制变量法：控制变量法：在探究某在探究某研究对象研究对象与与哪些因哪些因素素有关时，有关时，控制其他各项因素都控制其他各项因素都不变不变，只改变某一因素只改变某一因素，从而得，从而得到到研究对象研究对象与与 这一因素这一因素的关系。的关系。实验目的实验目的研究对象研究对象 (P)实验变量实验变量（改变的量（改变的量)控制变量控制变量（控制不变的量）（控制不变的量）研究研究滑动摩擦滑动摩擦力大小力大小与与压力压力大小大小的关系的关系研究研究压力效果压力效果与与受力面积大受力面积大小小的关系的关系滑动摩擦滑动摩擦力大小力大小压力大小压力大小接触面的接触面的粗糙程度粗糙程度压力效果压力效果受力面积大小受力面积大小压力大小压力大小控制变量法的应用控制变量法的应用控制变量法应用于应用于提出问题提出问题之中之中应用于应用于建立假设建立假设之中之中应用于应用于实验结论实验结论之中之中应用于应用于实验评价实验评价之中之中应用精髓控 制应用于应用于实验设计实验设计之中之中对 比上图探究的问题是：上图探究的问题是：？液体的蒸发快慢液体的蒸发快慢与与液体的温度液体的温度是否有关是否有关 实验变量实验变量：（改变的量（改变的量)温度温度研究对象：研究对象：液体蒸发快慢液体蒸发快慢例题例题1 1、下图是某校自然兴趣小组为探究自然科学问题、下图是某校自然兴趣小组为探究自然科学问题所做实验，请根据实验设计意图提出他们想要探究的问所做实验，请根据实验设计意图提出他们想要探究的问题。题。提出问题的提出问题的一般模式：一般模式：研究对象研究对象与与实验变量实验变量是否有关？是否有关？1-学会在学会在探究实验中探究实验中正确提出问题正确提出问题实验变量实验变量对对研究对象研究对象是否有影响？是否有影响？液体的温度液体的温度对对液体的蒸发快慢液体的蒸发快慢是否有影响？是否有影响？例例2：右图表示了一种怀孕蜥右图表示了一种怀孕蜥蜴培养在蜴培养在不同温度不同温度下，下，所产所产幼仔的性别百分比幼仔的性别百分比。根据图示信息，请你提出根据图示信息，请你提出一种猜想一种猜想 。蜥蜴所产幼仔的性别百分比蜥蜴所产幼仔的性别百分比跟跟温度温度有关有关研究对象研究对象(结果结果)【解答解答】：温度温度对对蜥蜴所产幼仔的性别百分比蜥蜴所产幼仔的性别百分比有影响有影响温度温度跟跟所产幼仔的性别所产幼仔的性别百分比百分比有关有关 典型错误典型错误因果倒置因果倒置2-学会学会猜想与假设猜想与假设 建立假设一般模式：建立假设一般模式：研究对象研究对象与与实验变量实验变量有关（或无关）有关（或无关）实验变量实验变量对对研究对象研究对象有影响有影响（或无或无影响影响）实实验验变变量量(原原因因)例例3：小明看小明看见农见农民伯伯在用民伯伯在用铁锹铁锹挖土挖土时时，不不时时往手往手上吐口水上吐口水，询问询问后得知是后得知是为为了防止打滑了防止打滑。但。但为为什么什么许许多多场场合写着合写着“地板湿滑小心慢走地板湿滑小心慢走”？于是他找来？于是他找来弹弹簧簧测测力力计计、滴管、一、滴管、一块块油漆油漆过过的木的木块块和一杯水和一杯水进进行行探究。在水平玻璃桌面上滴不同滴数的水并涂匀，探究。在水平玻璃桌面上滴不同滴数的水并涂匀，立即立即让让木木块块在玻璃桌面上做匀速直在玻璃桌面上做匀速直线线运运动动，测测出摩出摩擦力，擦力，记录记录数据如表：数据如表：实验实验次数次数1 12 23 34 45 5水滴数水滴数/滴滴5 51010151520202525摩擦力摩擦力/牛牛1.31.31.51.51.81.81.41.2 该实验该实验基于的假基于的假设设是是 。摩擦力大小摩擦力大小与与水滴数多少有关水滴数多少有关 实实验验变变量量研究对象研究对象7 7：在日常生活中，我们经常会发现喝剩的茶水中茶叶发霉的现象，这是因为在日常生活中，我们经常会发现喝剩的茶水中茶叶发霉的现象，这是因为霉菌能从茶叶中获取自身生活所需的营养物质，并在适宜的条件下不断生长与霉菌能从茶叶中获取自身生活所需的营养物质，并在适宜的条件下不断生长与繁殖的结果。繁殖的结果。（1)1)某同学为了探究霉菌生长与某同学为了探究霉菌生长与哪些环境因素哪些环境因素有关，设计了如图所示的实验：有关，设计了如图所示的实验：把把A A、B B装置放在装置放在相同的适宜的环境中进行对照相同的适宜的环境中进行对照，通过实验可得出霉菌的生长与，通过实验可得出霉菌的生长与繁殖跟繁殖跟 有关有关 。空气空气(2)为了进一步探究水分水分对对茶叶上的霉菌生长与繁茶叶上的霉菌生长与繁殖殖的影响的影响。你的实验设计是你的实验设计是：将相同的干燥茶叶两等分，将相同的干燥茶叶两等分，将其中一份将其中一份用水湿润用水湿润，另一份不作处理，另一份不作处理将两份茶叶置于将两份茶叶置于相同的适宜的环境中相同的适宜的环境中，观察比较观察比较霉菌的生长和繁殖霉菌的生长和繁殖情况情况。3-3-学会设计实验学会设计实验学会设计实验学会设计实验 设计实验的表达可以有多种形式，但必须设计实验的表达可以有多种形式，但必须要表要表达清楚以下达清楚以下3个要点：个要点：（如果（如果研究对象研究对象不容易观察或不能直接测量不容易观察或不能直接测量 如何如何转换转换为为容易观察或能测量的容易观察或能测量的科学量）？科学量）？2、如何、如何保持保持控制变量控制变量不变不变？1、如何、如何改变改变实验变量实验变量？3、如何观察或测量、如何观察或测量研究对象研究对象,并比较并比较例题例题6 6小明在学习液体压强时，用压强计做了如下小明在学习液体压强时，用压强计做了如下实验，获得下表数据：实验，获得下表数据：据表中信息，实验能得出的结论是据表中信息，实验能得出的结论是_序号序号 液体液体深度深度(cm)(cm)橡皮膜方向橡皮膜方向压强计液面高度差压强计液面高度差(cm)(cm)1 1水水3 3朝上朝上2.82.82 26 6朝上朝上5.85.83 39 9朝上朝上8.88.84 4盐水盐水3 3朝上朝上3.23.25 56 6朝上朝上6.26.26 69 9朝上朝上9.29.2当液体深度和橡皮膜方向的相同时当液体深度和橡皮膜方向的相同时,液体的密度越大液体的密度越大,液体内部的压强越大液体内部的压强越大当液体密度和橡皮膜的方向相同时当液体密度和橡皮膜的方向相同时,液体的深度越深液体的深度越深,液体内部的压强越大液体内部的压强越大根据控制变量法来表述结论时常用表达方式是：根据控制变量法来表述结论时常用表达方式是：当当控制变量控制变量一定时，一定时，研究对象研究对象与与实验变量实验变量的关系的关系注意：（能具体则具体，描述时注意：（能具体则具体，描述时因果不要倒置因果不要倒置）相同相同花盆花盆大小形状相似的大小形状相似的莴苣种子莴苣种子放置放置环境环境温度温度水水1 1号号100100粒粒光照光照1010适量适量2 2号号100100粒粒暗室暗室2020适量适量不科学之处是：不科学之处是：没有把没有把 “放置环境放置环境”控制成一样控制成一样例例7.7.种子的萌发需要一定的外界条件。下表是种子的萌发需要一定的外界条件。下表是某校生物兴趣小组为探究某校生物兴趣小组为探究“温度温度对莴苣种子萌对莴苣种子萌发的影响发的影响”设计的实验。设计的实验。请你分析一下，他的请你分析一下，他的实验存在什么不科学之处呢？实验存在什么不科学之处呢？例例8 8：某同学由温度能影响酶的活性联想到：某同学由温度能影响酶的活性联想到温度温度能否影响甲状腺能否影响甲状腺素的活性。为了探索这一问题，他做了一个实验。实验步骤素的活性。为了探索这一问题，他做了一个实验。实验步骤:（1）取三只相同的洁净玻璃缸，编上号，分别装上等量的）取三只相同的洁净玻璃缸，编上号，分别装上等量的蒸馏水、河水、自来水蒸馏水、河水、自来水。（2）取发育状况不同的）取发育状况不同的15只蝌蚪，分成三等份，分别放入只蝌蚪，分成三等份，分别放入1、2、3号玻璃缸中，三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。号玻璃缸中，三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。（3）每天同时向）每天同时向1、2、3号玻璃缸中分别投入号玻璃缸中分别投入等量的等量的普通饲料、普通饲料、常温（常温（25）下）下甲状腺制剂拌匀的饲料、用甲状腺制剂拌匀的饲料、用60温水处理温水处理1小小时的甲状腺制剂拌匀的饲料。时的甲状腺制剂拌匀的饲料。（4）每隔一段时间测量、记录并比较蝌蚪的发育状况。）每隔一段时间测量、记录并比较蝌蚪的发育状况。在实验步骤（在实验步骤（1）、（）、（2）中各有一处错误或不妥之处，请改正。）中各有一处错误或不妥之处，请改正。改正：（改正：（1）蒸馏水、河水、自来水）蒸馏水、河水、自来水改为改为河水，河水，（2）“发育状况不同发育状况不同”改为改为“发育状况相同发育状况相同”，评价实验方案存在评价实验方案存在不足之处不足之处，我们一般从哪些方面考虑？，我们一般从哪些方面考虑？想一想：想一想：变量是否变量是否控制好控制好 (单变量原则单变量原则)是否设置是否设置对照对照组，组，(对照原则对照原则)样本是否样本是否充足充足，(多个参与原则多个参与原则)是否进行了是否进行了多次多次实验实验得出的结论是否得出的结论是否科学科学操作的操作的可行性可行性、安全性安全性、简约性简约性 等方面进行评价。等方面进行评价。1 1“一节小小的废电池，扔就扔了，它真的会对生物产生危害吗一节小小的废电池，扔就扔了，它真的会对生物产生危害吗？”某生物兴趣小组的同学针对这一问题，作出假设，并设计了如某生物兴趣小组的同学针对这一问题，作出假设，并设计了如下的探究实验：下的探究实验：将一节将一节5 5号废电池破碎，平均分成号废电池破碎，平均分成4 4份，分别放在份，分别放在400 ml400 ml、200 ml200 ml、100 ml100 ml、50 ml50 ml的清洁无污染的河水中浸泡三天备用；的清洁无污染的河水中浸泡三天备用；取四只分别装有取四只分别装有500ml500ml清洁无污染河水的鱼缸，贴上标签清洁无污染河水的鱼缸，贴上标签A A、B B、C C、D D；分别量取分别量取20 ml20 ml四种废电池浸出液到四只鱼缸中；四种废电池浸出液到四只鱼缸中；往四只鱼缸中各放入往四只鱼缸中各放入1010条泥鳅，进行相同的喂养；条泥鳅，进行相同的喂养；实验结果实验结果：鱼缸序号鱼缸序号ABCD泥鳅平均成活时间（天）泥鳅平均成活时间（天）11961请根据以上实验，回答下列问题：请根据以上实验，回答下列问题：（1 1）该兴趣小组的同学想要证明的实验假设是该兴趣小组的同学想要证明的实验假设是 ；（2 2）该实验的变量是）该实验的变量是 ；（3 3）根据上述实验结果，可得出的实验结论是：）根据上述实验结果，可得出的实验结论是：；废电池浸出液废电池浸出液 废电池浸出液对泥鳅的生活有影响废电池浸出液对泥鳅的生活有影响废电池浸出液对泥鳅的生活有影响，废电池浸出液对泥鳅的生活有影响，浓度最小浓度最小浓度最大浓度最大浸出液浓度越大，泥鳅越难成活浸出液浓度越大，泥鳅越难成活 1“一节小小的废电池，扔就扔了，它真的会对生物产生危害吗？一节小小的废电池，扔就扔了，它真的会对生物产生危害吗？”某生物兴某生物兴趣小组的同学针对这一问题，作出假设，并设计了如下的探究实验：趣小组的同学针对这一问题，作出假设，并设计了如下的探究实验：将一节将一节5号废电池破碎，平均分成号废电池破碎，平均分成4份，分别放在份，分别放在400 ml、200 ml、100 ml、50 ml的清洁无污染的河水中浸泡三天备用；的清洁无污染的河水中浸泡三天备用；取四只分别装有取四只分别装有500ml清洁无污染河水的鱼缸，贴上标签清洁无污染河水的鱼缸，贴上标签A、B、C、D；分别量取分别量取20 ml四种废电池浸出液到四只鱼缸中；四种废电池浸出液到四只鱼缸中；往四只鱼缸中各放入往四只鱼缸中各放入10条泥鳅，进行相同的喂养；条泥鳅，进行相同的喂养；实验结果：实验结果：鱼缸序号鱼缸序号ABCD泥鳅平均成活时间（天）泥鳅平均成活时间（天）11961请根据以上实验，回答下列问题：请根据以上实验，回答下列问题：（4）上述实验中每只鱼缸放）上述实验中每只鱼缸放10条泥鳅的原因是：条泥鳅的原因是：；（5）该探究实验的不足之处是）该探究实验的不足之处是 ；（6）若再取一只相同的鱼缸，加入）若再取一只相同的鱼缸，加入520ml的清洁无污染的河水而不的清洁无污染的河水而不加电池浸出液，其他与另外四只鱼缸相同。可预测该鱼缸中的泥鳅加电池浸出液，其他与另外四只鱼缸相同。可预测该鱼缸中的泥鳅平均成活时间应平均成活时间应 （选填大于、等于或小于）（选填大于、等于或小于）11天；天；（7）请你根据该实验的结论，提出一条合理的环保建议：）请你根据该实验的结论，提出一条合理的环保建议：。避免实验偶然性。避免实验偶然性。没有设置清水的对照组没有设置清水的对照组 大于大于 请勿随手丢弃废电池请勿随手丢弃废电池 浓度最小浓度最小浓度最大浓度最大2下列是小柯同学所做的“用电压表和电流表测量定值电阻”实验。（1）在下图的电源和滑动变阻器之间添上一根导线，使之成为正确的测量电路；（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应滑到 端（填“左”或“右”）；（3）下图1中甲表应是 表。（4）根据测量的数据计算定值电阻的阻值 .图1 图2左左电流电流5欧欧0.48安安2.4伏伏R5电压电压(V)12345电电流流(A)0.20.40.60.81当电阻不变时，电流与电压成正比当电阻不变时，电流与电压成正比 _R/R/U=3V电电 阻阻()369电电 流流(A)1.000.50.33 _当电压不变时，电流与电阻成反比当电压不变时，电流与电阻成反比3.科学科学兴兴趣小趣小组组了解到植物的茎具有背离地面向上生了解到植物的茎具有背离地面向上生长长的特性，的特性，查阅资查阅资料料发现发现，玉米幼苗能在黑暗中生玉米幼苗能在黑暗中生长较长时间长较长时间，是一种比，是一种比较较好的好的实验实验材料。于是他材料。于是他们们利用玉利用玉米幼苗、大米幼苗、大纸纸板箱等器材板箱等器材进进行行实验实验，以，以验证验证玉米的茎具有背地生玉米的茎具有背地生长长的特性。的特性。请请你你按照下表中的按照下表中的实验实验方案方案设计设计要求，完成相要求，完成相应应的的实验实验操作步操作步骤骤。步步骤骤实验实验操作操作实验实验方案方案设计设计要求要求步步骤骤一一选择选择10盆盆长势长势良好且大小相近的玉米幼苗，良好且大小相近的玉米幼苗，随机平均分成两随机平均分成两组组，分，分别标为别标为A组组和和B组组。选择选择合适的合适的实验实验材材料料 步步骤骤二二(1)。设设置置对对照照实验实验步步骤骤三三(2)。排除影响排除影响实验结实验结果果的主要因素的干的主要因素的干扰扰步步骤骤四四(3)几天后，几天后，观观察察 ，并做好并做好记录记录。观观察和察和记录实验现记录实验现象象 步步骤骤五五比比较较A、B两两组组的的实验结实验结果，得出果，得出结论结论。获获取事取事实实和和证证据并据并得出得出结论结论 (1)将一组玉米幼苗竖放，另一组玉米幼苗横放将一组玉米幼苗竖放，另一组玉米幼苗横放 (2)用大纸板箱罩住两组玉米幼苗，放在适宜环境中培养用大纸板箱罩住两组玉米幼苗，放在适宜环境中培养 (3)两组玉米幼苗茎生长的方向两组玉米幼苗茎生长的方向研究研究压力的作用效果压力的作用效果与与受力面积大小受力面积大小的关系的关系控制变量：控制变量：压力的大小压力的大小实验变量：实验变量：受力面积大小受力面积大小研究对象：研究对象：压力的作用效果压力的作用效果（观察海绵的凹陷程度）（观察海绵的凹陷程度）研究研究滑动摩擦力大小滑动摩擦力大小与与压力大小压力大小的关系的关系控制变量：控制变量：相同的粗糙程度相同的粗糙程度 实验变量：实验变量：压力大小压力大小研究对象：研究对象：滑动摩擦力大小滑动摩擦力大小 转换法转换法 控制变量法的一般控制变量法的一般过程过程：P(A B C)P与与A的关系的关系控制控制 B和和C不变不变改变改变 A 比较比较 P 实验变量实验变量控制变量控制变量研究对象研究对象因此因此 实验变量是实验变量是原因原因，研究对象是，研究对象是结果结果研究对象研究对象是随是随实验变量实验变量的变化而变化的的变化而变化的