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[转载]化学探究实验中运用控制变量法的教学实践

(2011-06-17 11:25:23)
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分类: 高中教学

一.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。近几年化学试题中实验部分的分值逐年提升,实验题注重实验的设计和评价,特别是在探究型实验重视考查学生解决问题的思维能力、分析能力、归纳能力、表达能力。

控制变量法是化学探究实验中最常用的方法之一,而初三学生在过去的物理学习中曾接触过控制变量法,并且有一定的基础。但在初中化学学科中,经调查后发现,大多数同学举不出化学中用到控制变量的例子,即使能够举出,也说不清楚,主要存在的问题有:在化学学习中不懂如何应用控制变量法、找不到变量、思路不清晰、不会分析实验结果、设计实验方案不完善等。初中化学中用到控制变量的地方很多,譬如:探究铁生锈的条件、物质燃烧的条件、比较金属活动性、影响固体物质溶解速度的因素、影响化学反应速率快慢等等。

近几年的中考化学试卷中经常出现考查控制变量法的题目,鉴于其重要性,我设计了专题复习——控制变量法在化学探究实验问题中的运用,并在今年的初三课堂上进行了实验,本课通过生活中实例引入,进行探究、讨论、学生自己总结归纳,直至初步掌握控制变量法在化学探究实验中的运用。

二.主题

中学化学课程标准中指出:学生应该学习质疑、预测、设计、反思、验证、以及科学概括、推理、类比、归纳和演绎等科学方法,获得科学过程的体验,学习应用化学知识和方法解决实际问题,提高科学技术素养。通过以学生为主体的各种学习活动,帮助中学生提高基础学力,形成健全的人格,促进学生发展。

本节课以初中化学探究中最常用的方法—控制变量法为主题而展开,以课改理念和课程标准为指导,发挥学生为主体,通过事例、例题、练习、讨论,让学生参与各项活动,体验方法的获得过程,最后由学生归纳控制变量法的使用思路。学生设计、概括、归纳等科学方法的能力也得到了很好的提高。

当研究多个因素之间的关系时,往往先控制其他几个因素不变,集中研究其中一个因素的变化所产生的影响,这种方法叫控制变量法。控制变量法是化学中常用的探究问题和分析解决问题的科学方法之一,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,这一思想在化学学习中将会被逐渐渗透,成为一种主要的探究方式。

三.案例实录

1.创设情境,引出课题

引起学生兴趣,通过例题1解决问题,引出控制变量法。

为探究铜生锈的因素,某同学进行了三组实验,将相同长度的铜丝分别按图所示放置一个月,观察并记录现象如下:

 

实验一:研究铜生锈与          有关;

实验二:研究铜生锈与          有关;

实验三:研究铜生锈与         有关;

结论:由实验可知:铜生锈是铜与           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:___________________________________________________________。

实验药品

实验步骤

现象

结论

镁带2g

5%盐酸20ml

10%盐酸20ml

取两支试管,分别加入20ml浓度为5%、10%的盐酸,同时将2g镁带放入盐酸中

10%的盐酸的试管中产生气体快

 

 

猜想二:金属与酸反应的剧烈程度与金属的活动性有关。

实验药品

实验步骤

现象

结论

 

 

 

 

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。

你们验证的猜想是:                                          

实验药品

实验步骤

 

 

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

练习1. 巩固练习,体会控制变量法思路

练习2. 巩固练习,体会控制变量法思路

例题3. 再次通过例题了解控制变量解决问题的思路

练习3. 提高练习,体会控制变量法思路

4.温故知新、归纳小结

控制变量法解决化学问题思路:

一:明确探究问题

二:寻找影响因素

三:控制其他因素

四:改变研究因素

四.结果

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。

通过例题、练习,同学们可以发现,控制变量法在实验探究中是一种行之有效的探究方法,只要把握好变量与不变量,控制变量的数量为一个,通过多次实验的对比,就会得出科学的结论。

五.案例启示

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。

对于一些开放性的问题或者学生有可能产生分歧的题目,让学生讨论来得到答案,通过合作探究,培养学生合作互助的团体意识。在小组讨论的过程中,培养学生的合作意识以及勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神。

学生相互评价,增加复习课气氛,让较多的同学参与到课堂中,同时培养学生的表达能力和归纳能力,让学生做自己的主人,总结自己的收获,这既强化了学生对控制变量法的理解,又使学生体验到了学习的快乐。

六.有待讨论的问题

1.控制变量法解决化学问题有一定难度,根据班级的学情,如何在以后的教学过程中实现分层教学,更好地让学生体会到学习的乐趣。

2.控制变量法是化学探究实验中最常用的方法之一,是否有必要增设学生实验,来让学生更好的参与和体验这种方法的运用。

3.控制变量法是中学化学、物理、生物三门学科常用的探究方法,是否有必要多学科相互联系,相互探讨,能否形成中学理科统一的解决问题的方法。

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