控制变量法在化学探究实验中的应用

控制变量法在化学探究实验中的应用

摘要本文笔者利用控制变量法，对其在化学探究实验中的应用做了探讨。

关键词控制变量法化学探究实验

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。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及市质量分析卷、各区县模拟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。

二、控制变量法的应用原则

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，以二期

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、控制变量法的具体应用

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：

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：___________________________________________________________。

猜想二：金属与酸反应的剧烈程度与金属的活动性有关。

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。

你们验证的猜想是：

______________________________________________________。

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．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。

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．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。

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。