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“控制变量法”在中学化学教学中的应用

 

【作者】 丁玉博

【机构】 山东省郯城第二中学

【摘要】 化学是一门实验性和探究性较强的学科,如何能够提高学生的探究能力,笔者认为化学教师可以尝试在教学过程中采用控制变量发来进行教学,从而来提高化学教学的效率.

【关键词】 控制变量;高效;技巧;
【正文】一、控制变量法的应用背景
  化学是一门以实验为基础的科学,实验在化学教学中的作用是不容忽视的。科学的探究方法在实验探究过程中,会遇到有多个因素影响某一实验结果,因此我们要探究其中一种因素时,通常使其它因素保持不变,这样才能准确探究此种因素对实验结果的影响,这就是研究问题常用的有效方法之一——控制变量法。该方法可以使研究的问题简单化。通过控制变量可以对影响实验结果的多个因素逐一进行探究,然后再总结出结论,这一思想方法在初中化学学习中是被逐渐渗透的,将成为化学实验教学的主要探究方式。
  二、对教材、中考试题、学生现状分析
  控制变量法在初中化学中用到的地方很多,如:初学时用控制变量法探究影响蜡烛燃烧时间的因素,后来还有影响过氧化氢分解速率因素,物质燃烧的条件、影响固体物质溶解速度的因素、比较金属活动性、探究铁生锈的条件、探究饮料中维生素C含量探究等等。充分体现了新课标准重视培养学生的探究意识,学会科学的学习探究方法,提高科学探究的能力的力度。运用控制变量法分析解决化学问题是最近几年各地市中考试题常出现的典型题型。如何让学生自己去设计实验和实验探究,这就需要学生初步掌握,利用“控制变量法”探究实验的技巧。
  三、控制变量法的具体应用
  1.创设情境,引出课题
  我们在人教版《第八单元金属材料》中学习的金属生锈的实验探究,就是非常典型的利用了“控制变量法”。
  为探究铁生锈的因素,某同学进行了三组实验,将相同长度的铁丝分别按图所示放置一个月,观察并记录现象如下:








  实验一:研究铁生锈与___________有关;
  实验二:研究铁生锈与___________有关;
  实验三:研究铁生锈与___________有关;
  【分析与讨论】
  A、B两幅图中相同的因素为________________,不同的因素为______________,设计目的是为证明铁生锈与_____有关。
  A、C两幅图中相同的因素为________________,不同的因素为______________,设计目的是为证明铁生锈与_____有关。
  【结论】由实验可知:铁生锈是铁与_________、_________共同作用的结果。
  2.实验探究,进入高潮
  影响金属和酸反应速率的因素很多,某兴趣小组对其影响因素作出探究。
  你认为影响金属与酸反应速率的因素可能有哪些:_________。
  该兴趣小组利用下列药品完成实验设计以证明他们的猜想。
  药品:镁带、镁粉、铁粉、5%盐酸、10%盐酸、5%硫酸、10%硫酸
  猜想一:_____________________________________________。





  猜想二:金属与酸反应的剧烈程度与金属的活动性有关。
  【方法指引】实验中设计的相同因素为________________,不同因素为______________,设计目的是为证明金属与酸反应的速度与_____有关。



  请你们小组选择一个与上述猜想不同的影响因素,利用上述药品设计实验来验证。
  【方法指引】实验中设计的相同因素为________________,不同因素为______________,设计目的是为证明金属与酸反应的速度与_____有关。



  通过猜想,然后由易到难,步步为营,提高学生对控制变量法的了解,同时培养探究合作、交流能力。
  3.学习新知、巩固提高
  分析《燃烧与灭火的条件》,体会控制变量法思路;
  【问题情境】老师演示点燃两支火柴,一支火柴头朝上,一支火柴头朝上,观察发生的现象?并解析为什么会发生这样的现象?
  【猜想与假设】燃烧与哪些因素有关?
  猜想:①_________;②____________;③_______________;……
  【实验探究】如图









  ⑴图一中:铜片上白磷燃烧,红磷却没有燃烧。其中的相同因素为________________,不同因素为______________,设计目的是为证明燃烧与_____有关。
  ⑵图一中:铜片上的白磷燃烧,水中白磷没有燃烧。其中的相同因素为________________,不同因素为______________,设计目的是为证明燃烧与_____有关。??
  ⑶图一中的白磷没有燃烧,而图二白磷燃烧了。其中的相同因素为________________,不同因素为______________,设计目的是为证明燃烧与_____有关。
  4.温故知新、归纳小结
  控制变量法解决化学问题思路:
  ①明确探究问题;②寻找影响因素;③控制其他因素;④改变研究因素。
  设计实验探究方案的思路:
  ①找出影响实验的所有因素;②控制其中一个因素发生改变(前提是保证其他因素都相同);③观察实验现象的不同。
  四、控制变量法应用中的自我评价
  通过铜生锈创设情景引入课题,然后通过实验设计、小组讨论让课堂气氛达到高潮,最后再结合适当的课堂练习,让学生参与到教学中来,从已知到未知,从感性到理性,循序渐进,使知识得以巩固和落实,最后,让学生归纳总结其收获,控制变量法的思路。本节课重点在让学生会用控制变量法解决化学问题,在教学过程中,老师起引导作用,让学生体会、归纳出控制变量解决问题的思路。
  五、控制变量法在应用中的启示
  化学课程要以学生的发展为本,要注意引导学生正确地了解科学过程、了解科学方法,学习科学思想、养成科学精神、形成科学态度、树立正确的科学观,提高科学素养。
  控制变量的思想方法在初中化学中的运用,对于教与学的双方都是一个难点。在提倡素质教育的今天,化学思想方法在学科中的渗透显得非常重要,本节课在调查研究的基础上,发现学生在运用控制变量法上存在困难,为帮助学生找到解决问题的突破口,设计了专题复习,教学目的性明确。例题有一定坡度,课题注重方法的指导,培养了学生学习的自信心,起到了很好的教学效果。
  通过对控制变量的习题进行归类、分析后,得出运用控制变量法的基本思路。化学知识点多,需要我们教师在教学过程中不断自己总结和分析,归纳方法,这样学生能够得到获得很大的益处。
  参考文献:
  [1]朱浩遐.让课堂成为思维的乐园[J].化学教育.2012,33(1):25-27
  [2]朱琳.有效培养学生的实验思维能力[J].科学课.2007(2):50-52
  [3]田苗.中小学教学研究[J].2013,(12):40-41
  [4]夏建敏.“对比试验”思维能力的教学反思.化学教学.2013(2):47-49
  • 【发布时间】2017/9/7 9:43:36
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