控制变量

科学探究与测量

kòng zhì biàn liàng

控制变量是实验过程中保持不变的任何因素,以免它影响正在测量的结果。

Visualization

Definition

控制变量是你在实验的每一部分都保持相同的东西,这样检验才是公平的。它是任何可能影响因变量、但在所有条件下都被固定不变的因素,这保证了结果的变化可以单独归因于自变量。找出控制变量意味着把每一个可能影响结果的因素都想一遍;那些无法保持不变的因素应当被测量并报告,或者在各条件之间随机化,使它们带来的是噪声而不是偏差。控制变量与对照组不是一回事:对照组是一套用于比较的装置,而控制变量在每一套装置(包括对照组)中都保持相等。

Example

检验肥料是否有助于豆苗生长时,控制变量是浇水量、土壤类型、花盆大小和光照,每株植物得到的这些条件都相同。在以温度为自变量的盐溶解实验中,控制变量是盐的质量($5.0\ \text{g}$)、水的体积($100\ \text{mL}$)、颗粒大小、搅拌速率和杯子形状。在斜面角度实验中,一个小组固定了小车、释放装置、$0.50\ \text{m}$ 的释放标记、木板和地面,并记录每次实验时的气温,因为他们无法让它保持不变。

Key Insight

自变量只有一个,但控制变量有很多,在开始之前把它们列出来,就是你发现不公平差异的方法。一个未被控制、却恰好与自变量相关的变量叫做混杂因素,它可能产生令人信服却虚假的结果。大多数无法重复的惊人发现,最终都能追溯到一个没有人想到要控制的变量。