化学人教版九年级下册重温探究实验再探控制变量

重温探究实验 再议控制变量教学设计江西省南昌市桃花学校 蔡冬英一设计目的目的1：达尔文曾说：“最有价值的知识是关于方法的知识”，“授人以鱼，不如授人以渔”，科学方法就是“渔”。为了实现这个转变，加强科学方法教育乃是必由之路，是教师不可推卸的责任。但是目前科学方法教育的目标体系还只限于理论探讨，内容缺乏实践支持，本节课题的尝试，旨在“方法论教育”的操作性实验。目的2：化学是一门以实验为基础的自然科学，实验在化学教学中的作用不容忽视。控制变量是化学探究实验中最常用的方法，能有效培养学生解决问题的思维能力、分析能力、归纳能力、表达能力。近几年来，随着对实验的重视程度加深，中考对实验部分的分值也逐年增多，控制变量能力的考察也越来越频繁，重视这部分知识和能力的教学也是学生、家长、老师、社会的心声。目的3：初中化学中用控制变量解决化学问题曾出现了多次，如：第二单元催化剂对反应速率的影响；第六单元探究二氧化碳是否与水反应；第七单元探究物质燃烧的条件以及可燃物充分燃烧影响的因素；第八单元比较金属活动性以及铁生锈的条件；第九单元溶解性、溶解度的影响因素；第十和十一单元酸碱盐溶液的微粒和其性质相关性的探究。这些内容分布比较零散，方法讲解不系统。当时传授这些新授课时碍于学生知识的局限性、知识点的整体性，来不及归纳总结。所以学生在涉及控制变量解决问题时往往暴露出：概念模糊、方法不明确、变量找不准、变量没有实际控制、设计表述不清。非常需要去系统归纳，才能突破表面模仿，上升到实质的理解应用。二教学目标知识与技能：1.在化学探究问题中，学会运用控制变量法分析问题的思路。 2.了解控制对比实验条件的方法 3.能根据实验现象、观察、记录、分析和处理数据，得出实验结论。过程与方法：通过实验过程的变量控制来培养学生设计、评价探究实验方案的能力和综合运用知识的能力。情感态度与价值观：1.会用科学、辩证的观点分析问题。 2.通过合作讨论及实验，培养学生善于合作、勤于思考、严谨求实的科学态度。三重点和难点 运用控制变量法解决问题四教学方法 多媒体课件展示 演示及学生分组实验 讨论法等五实验准备 1和30的过氧化氢溶液、 5和20的稀盐酸、锌片、铁片、铜片、砂纸、块状大理石和粉末状大理石、酒精灯、试管和试管夹、单孔胶塞、导管、250ml烧瓶、量筒等六教学过程1.创设实验情景 引入课题引言：我们都知道活泼金属能和酸反应，金属活动性越强，反应速率越快。真的是这样吗？下面我们请两位同学亲自通过实验来验证一下。学生甲、学生乙演示实验：学生甲、乙分别在已经加好等质量的锌粒、铁粉并蒙住了标签的两支试管中，分别加入盐酸，观察到两支试管产生的氢气速率不同。揭开蒙住的标签，发现速率快的是铁粉，锌粒的速率还更慢。出乎意料的实验结果与学生的已有认知发生冲突，激发学生的好奇心，推动学生积极思考。经过师生互动、生生互动一致认为：这个探究性实验的设计，缺乏严密的科学性，金属和酸反应的速率受金属和酸的接触面、酸的种类、体积和浓度、金属表面覆盖物质的种类和量的多少等多种因素的影响。概括来说就是没有控制变量，从而适时引入控制变量在保证探究性实验成功的重要性。老师概括结论一：当研究多个因素之间的关系时，往往先控制其它因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，这种方法叫做控制变量法。控制变量法是化学中常用的探究问题和分析解决问题的重要思想方法，应用这一思想方法，可以使研究问题简单化。2.征对反应物的探究：如反应条件和酸碱盐溶液和微粒相关性的研究。案例1：燃烧条件的探究。 A B问题:1.A、B对比说明燃烧需要 （可燃物，A中缺可燃物） 2. 对比说明燃烧需要 。（可燃物和氧气相接触，中白磷缺和氧气相接触） 3. 对比说明燃烧需要 。（需要温度达到该物质的着火点，中红磷的温度没有达到其着火点240）案例2：酸碱盐溶液的性质和微粒相关性的研究问题：氧化铜可溶于稀硫酸：某同学想知道是稀硫酸中的哪种粒子(H2O、H+、SO42-)能使氧化铜溶解。 (1)他提出的假设是 。（ 溶液中的H+使CuO溶解 ）(2)通过实验I可以证明 。（H2O不能使CuO溶解）(3)要证明另外两种粒子能否溶解氧化铜，还需要进行实验和，在中应该加入 。（硫酸钠溶液，含有水分子和硫酸根离子，唯独缺少H+）(4)探究结果为 。（溶液中的H+可以使CuO溶解，H2O、SO42-不能使CuO溶解）同学们热烈的讨论，课堂气氛非常活跃，在分析问题和解决问题的过程中感受学以致用的快乐感，共同得出以下结论：小结2：针对反应物、条件或酸、碱、盐的性质和微粒相关性的研究，首先要明确实验目的，分析有哪些因素，要研究哪个因素。控制变量的方法为“缺一即可”，即设计一个控制其它因素不变，要研究哪个因素则缺少该因素的对照实验。（使学生从感性认识上升到理性认识，对方法的认识由形式上升到本质，学生的情感也由被动接受上升到理性领悟）三征对反应速率的研究教师演示实验：魔术“大象牙膏”过氧化氢二氧化锰发泡剂等量30=30实验内容：将等质量的二氧化锰5克，发泡剂（5ml）分别加入装有等体积（75 ml）浓度不同（1、30）的过氧化氢溶液的烧瓶中，结果加有30的过氧化氢溶液产生的氧气裹挟着泡沫喷涌而出，速率非常快，高度足有40cm之高，并在烧瓶上方出现大量白雾。而加有1的过氧化氢的烧瓶中只看到少量气泡。强烈的视觉冲击击发了学生的好奇心，我不适时机的提出问题： 为什么反应物种类相同，反应速率却不同？ 为什么反应开始时，速率由慢至快，反应结束时，速率却由快变慢？问题的提出设置了合理的梯度，使学生在不断的引导启发中独立思考，从而得出：反应速率受过氧化氢溶液浓度、反应温度的影响，过氧化氢溶液浓度越大，反应速率越快。温度越高，反应速率越快。反应开始时，温度对速率的影响大于浓度对速率的影响。而反应结束时，浓度对反应速率的影响则大于温度对反应速率的影响。通过旧知识的重现，新知的突现与学生产生共鸣，将学习气氛推向高潮。由于上述实验只是定性研究，速率则需要定量分析，我通过一道相关中考题来加深速率中变量的控制方法的研究。案例3：例题：以下是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据(1) 通过实验和对比可知，化学反应速率与 有关；从实验和对比可知，化学反应速率与温度的关系是： 。 (2) 用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，可加适量的水稀释，产生氧气的总重量 （选填“减小”或“不变”或“增大”）。由定性实验转向定量分析，动静结合，有效控制了课堂的节奏，我及时提出：针对反应速率、催化剂对反应速率的影响及溶解性、溶解度的研究，该如何控制变量呢？学生由案例3很容易得出要“变一即可”。师生进一步总结出：无论“缺一”还是“变一”，总之都要“专一”，也即“控制其它因素不变，专心只研究一个因素”对探究实验的影响。四小试牛刀分组实验：自由选择所给试剂和仪器来探究反应速率影响的因素？并阐述所设计的实验要研究的变量和必需控制的变量。相关药品：5和20的稀盐酸、锌片、铁片、铜片、砂纸、块状大理石和粉末状大理石、酒精灯、试管和试管夹、单孔胶塞、导管学生们争相交流，积极动手，迫切想要实现自己的方案，有的小组不仅设计还进行了多个方案的实验探究。将课堂气氛推向另一个高潮，使得学生从理性思维上升到实践应用中，充分感受科学探究的乐趣并体验探究的成就感。激发了学生学习的热情并有效锻炼学生准确表述实验设计的能力。使得学习控制变量的思想加以深刻。五链接中考1、（2014 江西）下列探究燃烧条件的实验中,只能得出燃烧需要氧气的结论是 ( ) A B C D2.（2015 江西）下列实验方案的设计中， 没有正确体现对比这种科学思想的是（ ） A 比较二氧化碳含量 B 研究二氧化锰的催化作用 C 区分硬水和软水 D配制氧化钠溶液六课堂总结 （板书内容）控制变量是化学探究实验的常用方法之一，应用时要注意：1、明确实验目的；2、找准变量，理清要控制的因素；3、针对变量要“专一”；设计实验要“有对照”。结束语:同学们的学习不要仅限于书本和课堂，生活和大自然中很多现象都蕴含了丰富的控制变量的思想，自然界和真实实验中发生的化学现象往往纷繁复杂，影响研究对象的因素通常也不是单一的，在这种情况下，只有对实验条件中加以严格控制，实验才有科学价值和意义，才能获得科学事实，取得科学发现。变量控制作为科学探究重要一环，如果在问题解决过程中无变量控制意识的话，得出的结论是不精确的，甚至是片面和错误的，最终只能凭借经验和主观臆断得出结论。七作业 附重温化学实验 再探控制变量 学案八课后反思本节课通过学生演示的锌、铁和酸反应的实验意外现象入手，引出探究性化学实验需要控制变量。通过魔术“大象牙膏”、燃烧条件、金属和酸反应、过氧化氢和二氧化锰的作用等典