控制变量在实验探究中的应用 吕文慧

成分： A剂：过碳酸钠 B剂：二氧化锰
固体过氧化氢
作用与用途： 用于各种缺氧症状的补充供氧
主线二 联系生活，学以致用
实验方案设计
实 验 序 号
过氧 化氢 溶液 浓度 /%
过氧 化氢 溶液 体积 /ml
温 度 / ℃
催化剂 种类
催化 剂 用量 /g
实验目的
15
1 20 二氧化锰 0.1 探究
25
催化剂种类
催化剂 用量/g
实验目的
1
5
1
20
二氧化锰
0.1
【设计意2 图】5 理念：1 设置合20 理梯二氧度化锰 台阶0.3 ，举探一究催反化剂三质量，对反应启速率发的影引响 导式教学 催化剂质量
3
5 能力：1 独立思20 考，二氧发化锰 现规0.5 律，解决问题
氛围：使整节课动静结合，控制了课堂的节奏感。 实验
汇报交流
小组 合作
课堂气氛
突破难点
【设计意图】理念：体现化学来自于生活，服务于生活 知识：理论理解→实践应用 能力：培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力 情感：体会科学探究的乐趣和成就感
主线二 情境引入，提出问题
还揭有哪秘些因素影响过氧化氢的分解速率？
【设计意图】1. 通过视觉冲击，激发学习兴趣。 2. 旧知重现，与学生产生共鸣，进而提出问题，推动学生积极思考。
3
20
实验 序号
过氧化氢 溶液浓度/%
过氧化氢 溶液体积/ml
温度/℃
催化剂种类
催化剂 用量/g
实验目的
1 2 3 实验 序号
1 2 3 实验 序号 1 2 3
5
过氧化氢 溶液浓度/%
5
过氧化氢 溶液浓度/%
5
1
过氧化氢 溶液体积/ml
1
过氧化氢 溶液体积/ml
1
20 温度/℃
20 温度/℃
20
二氧化锰
实验 序号
1
2
过氧化氢 溶液浓度/%
5
过氧化氢 溶液体积/ml
1
温度/℃
催化剂种类 二氧化锰
催化剂 用量/g
0.1
实验目的 探究催化剂种类对反应速率的影响
3
20
实验 序号
1
2
过氧化氢 溶液浓度/%
5
过氧化氢 溶液体积/ml
1
温度/℃
催化剂种类 二氧化锰
催化剂 用量/g
0.1
实验目的 探究催化剂质量对反应速率的影响
催化剂种类 二氧化锰
催化剂种类 二氧化锰
0.1
催化剂 用量/g
0.1
催化剂 用量/g
0.1
探究过氧化氢溶液的浓度对反应速率的 影响
实验目的
探究过氧化氢溶液的体积对反应速率的 影响
实验目的
探究温度对反应速率的影响
催化剂种类 催化剂质量 过氧化氢溶液浓度 过氧化氢溶液体积
温度
【探究二】某研究小组为探究影响过氧化氢溶液分解速率的部分因素，设计下列实验，相关 实验数据：催化剂种类（二氧化锰、氯化铁、硫酸铜）、催化剂质量（0.1g、0.3g、0.5g）、 过氧化氢溶液的浓度（5%、15%、30%）、过氧化氢溶液的体积（1ml、5ml、10ml）、温 度（20℃、35℃、55℃）。请根据实验目的完成下列表格
催化剂 1 20 氯化铁 0.1 种类
35
1
20
硫酸铜
0.1
对反应速 率的影响
创新装置
实验验证
课堂气氛
【设计意图】 1.仪器创新：使学生观察反应现象更加直观 2.情感：感受利用科学的研究方法解决问题的愉悦 3.能力：锻炼了学生的动手能力和实验观察能力
板书设计
课后作业，学以致用
1.设计实验方案，验证锌和铁的活动性顺序。 2.完成学案上的反馈练习。
0.1
探究温度对反应速率的影响
温度
主线二 合作讨论，总结归纳
探究思想
控制变量
明确： 探究问题 (实验目的)
二、探究影响反应速率的因素——变一即可
探究方法
改变： 研究因素（1个）
主线二 联系生活，学以致用
使用剂量说明
性状： A剂：固体氧释放剂（白色颗粒）， 采用先进工艺生产，颗粒均匀，保
为什么不用其他催质B化剂期：剂长黑。？色粉末或颗粒。
进
学以致用
提出问题
分析问题
解决问题
重点
实际应用
难点
教学目的
应用
主动探究
本质
认知理解
形式
被动接受
引入 创设情境，提出问题
为什么铁比锌的反应速率快呢？
【设计意图】从学生熟知的内容出发，创设意外实验结果，引起学生思维 冲突，引发学生积极思考及浓厚的求知欲望。
主线一 学案导学，温故知新
实验设计
实验目的
1
5
2
5
3
5
1
20
二氧化锰
0.1
5
20
二氧化锰
0.1
探究过氧化氢溶液的体积对反应速率的 影响
10
20
二氧化锰
0.1
过氧化氢溶液体积
实验 序号
过氧化氢 溶液浓度/%
过氧化氢 溶液体积/ml
温度/℃
催化剂种类
催化剂 用量/g
实验目的
1
5
2
5
3
5
1
35
二氧化锰
0.1
1
55
二氧化锰
0.1
1
20
二氧化锰
【设计意图】学生认知：感性→理性 方法理解：形式→本质 学生情感：被动接受→理解领悟
主线一 联系生活，学以致用
身边情境
学生探究活动 一
任务：设计实验——探究铜生锈的条件
要求：1.小组合作选择实验方案 2.实验方案尽量优化、合理 3.时间3分钟
铜锈 碱式碳酸铜 Cu2(OH)2CO3
主线一 联系生活，学以致用
主线二 学案导学，温故知新
深入研究
学生探究活动 二 任务：设计实验 ——探究影响过氧化氢
分解速率的部分因素
学案导学
催化剂种类 催化剂质量 过氧化氢溶液浓度 过氧化氢溶液体积
温度
Baidu Nhomakorabea
【探究二】某研究小组为探究影响过氧化氢溶液分解速率的部分因素，设计下列实验，相关 实验数据：催化剂种类（二氧化锰、氯化铁、硫酸铜）、催化剂质量（0.1g、0.3g、0.5g）、 过氧化氢溶液的浓度（5%、15%、30%）、过氧化氢溶液的体积（1ml、5ml、10ml）、温 度（20℃、35℃、55℃）。请根据实验目的完成下列表格
操作 现象
结论
Ⅰ
Ⅱ
1. 探究问题（实验目的）Ⅲ ？ 2. 影响反应发生的因素有哪Ⅳ 些？
该实验说明
、
单
独
存在均
（填
“能”或“不能”）使
紫色石蕊变
。
共同作
用能使紫色石蕊
变
。
Ⅰ
该实验说明
、
单
独
Ⅱ
存在均
（填
“能”或“不能”）使
铁生锈。
Ⅲ
共同作
用能使铁生锈。
主线一 学案导学，温故知新
实验
四朵小花
明 探究问题 确 实验目的
序号
过氧化氢 溶液浓度/%
过氧化氢 溶液体积/ml
温度/℃
催化剂种类
催化剂 用量/g
实验目的
1
15
2
5
1
20
二氧化锰
0.1
1
20
二氧化锰
0.1
探究过氧化氢溶液的浓度对反应速率的 影响
过氧化氢溶液浓度
3
30
1
20
二氧化锰
0.1
实验 序号
过氧化氢 溶液浓度/%
过氧化氢 溶液体积/ml
温度/℃
催化剂种类
催化剂 用量/g
控制变量在实验探究中的应用
天津市新华中学 吕文慧
Xinhua High School， Tianjin
教学核心
方法运用
最终目的
控制变量
应用于多领域、多学科
控制变量
终 身
思想的
学
功能和价值
化学
探究变化本质
学科素养
习 的
实验
能
研究
解决生活问题
学科能力
力
教材分析与学情分析
教材设置
呈现问题
学生困惑
第六单元
概念模糊
二氧化碳与水反应
分布零散
学生们仅仅是在简单模仿！ 方法不明确
第七单元
燃烧的条件
变量找不准
第八单元 金属活动性 铁生锈
缺乏系统归纳
实验设计不完善
教学主线
教学主线一 • 探究影响反应发生的因素——缺一即可
教学主线二 • 探究影响反应速率的因素——变一即可
教学环节
情境引入
循
温故知新 序
渐
总结归纳
【设计意图】 1.通过本节课的学习，解决课前视频中同学的实验意外，首尾呼应，相得益彰。 2.课后反馈练习，使学生对控制变量思想的理解更加深入。
学 生 的 收 获
教学反思 控制变量在实验探究中的应用
知识 控制 主线 变量
主线一：探究影响反应发生的因素——缺一即可 主线二：探究影响反应速率的因素——变一即可
实验 序号
过氧化氢 溶液浓度/%
过氧化氢 溶液体积/ml
温度/℃
催化剂种类
催化剂 用量/g
明确实实验目验的 目的
改变研究因素（1个）
1
5
2
5
3
5
1
20
二氧化锰
0.1
1
20
氧化铁
0.1
探究催化剂种类对反应速率的影响
1
20
硫酸铜
0.1
催化剂种类
实验 序号
过氧化氢 溶液浓度/%
过氧化氢 溶液体积/ml
温度/℃
一个
变量
逻辑 主线
提出问题
温故知新
总结归纳
学以致用
情感 主线
寻 找
影响因素 多个
改 变
研究因素 一个
CO2和H2O反应 生成酸
CO2、H2O CO2 或 H2O
铁生锈 铁生锈的条件
O2、H2O O2 或 H2O
主线一 合作讨论，总结归纳
探究思想
控制变量 明确： 探究问题 (实验目的)
一、探探究方究法影响反寻应找：发影生响的因因素（素多—个—）缺一即可
改变： 研究因素（1个）