运用控制变量法培养学生科学探究能力

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1、运用控制变量法培养学生科学探究能力摘要：科学探究是学生学习化学的一种重要方式，也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径。教学中采用螺旋上升式的教学理念将控制变量法循序渐进、由浅入深、由课堂延伸到课后，培养学生科学探究能力，最终提高学生科学素养。关键词：控制变量法、课堂教学、科学探究科学探究是学生学习化学的一种重要方式，也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径。高中化学新课程标准教学建议中提出：中学化学教学要体现课程改革的基本理念，重视化学实验的教学，特别是重视探究学习活动，发展学生的科学探究能力，形成积极的情感态度和正确的价值观，提高学生科学素养，为学生的终身发展奠

2、定基础。化学实验探究是科学探究的组成部分，提高学牛科学素养的有效途径，科学探究过程有六耍素:要完成这六个要素，很容易造成学生探究学习松散无序，从而削弱学生探究学习实效性。另外在研究化学变化过程中，有很多外在的影响因素交织着，这会对学生的探究性学习带来丁扰因索，为此，我们在教学中有必要教会学生学会运用控制变量法这一科学方法，控制变量法就是在研究化学变化中，影响化学变化的因素有多个方面，我们可以控制多个变量固定不变，只改变某一单一变量，通过改变单一变量，观察、记录该变量对研究对象的影响情况，探索出该变量与化学变化之间的关系与规律。化学实验探究是科学探究的组成部分，控制变量法是科

3、学探究的重要方法，化学实验探究是控制变量法实际应用的一种途径，通过控制变量法指导学生进行化学实验探究，最终提高学生科学素养。为此，本人在教学中作了一些尝试。一、课堂教学中创设问题情境，渗透控制变量法的思维理念。科学探究能力的培养要从多维度出发，科学探究问题的提出、科学研究方法、实验操作能力、实验数据的收集、分析和处理等方面。在培养学生科学探究能力之前，教师必须耍有科学探究的基本理念，首先，提出问题是科学探究过程六要素之一。物理学家爱因斯坦曾说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许是一个数学上或者实验上的技术能力而已。而提出新的问题，新的可能性,从别的角

4、度去看旧问题，都需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”因此，在课堂教学中要有意识创设问题情境，不仅调动学生进入课堂教学的积极性，而且能够培养学生学会提出问题。本人在教学影响化学反应速率的因素这部分内容时作如下设计：［学生活动］分组做镁条在稀硫酸的实验，观察并记录实验现象。［教师］请不同小组说出所观察到的现象。［学生甲］镁条与稀硫酸反应有气泡产生，且镁条逐渐减小。［学生乙］开始反应速度较慢，过一会反应速度变快，同时试管变热。［教师］两位同学观察到的现象都很到位，甲同学从物质变化的角度来观察，而乙同学从反应速率及能量变化角度来观察。影响化学反应速率有哪些因素？为什么

5、会出现乙同学所描述的现象？［学生］初中学过影响化学反应速率因素有：浓度、温度、催化剂等［教师］今天我们以研究影响双氧水分解反应速率为研究对象，你能否设计出浓度、温度、催化剂对化学反应速率如何影响？在一个化学反应同时受多个因素影响时，可采用控制变量法，控制多个变量固定不变，只改变某一单一变量。根据所提的问题，学生有急于解决问题的思想，为后面的实验设计创造积极的氛围，充分调动学生学习积极性。同时在解决问题时指导学牛运用控制变量法来进行探究实验的设计。控制变量法的思维理念，不是一气呵成，一成而蹴,学生就能活学活用，而是我们教师要循序渐进慢慢渗透。又如在高二选修4《化学反应原理》的

6、《原电池工作原理》教学中盐桥模型引入教学中作了如下问题情境的创设:按照控制变量法设计水果电池，现在给你提供了以下材料，请你设计橘子电池，观察实验现象并提炼出原电池模型。实验编号实验方案现象原电池模型方案1Zn片和Cu片同时插入一瓣橘子中2（有电流）果沖含电痢质溶液）方案2Zn片和Cu片分别插入未分开的两瓣橘子中（有电流）rO胆（令解质溶lu•电液）方案3Zn片和Cu片分别插入分开的两瓣橘子中（无电流）果爪含电W质溶液）d果汁（含电解质瀋液）从生活屮橘子电池的实验探究，体现出控制变量法的思维，即在正、负电极相同、电解质溶液相同条件下，通过控制有、无“膜”来探究原电池模型的构建

7、，使学生从“单瓣”f“两瓣”形象实验演化成“单池”f“双池”的模型建构;从“膜”上升到“盐桥”的认识。课堂教学屮老师【针对方案2提问】为何两瓣未分开的橘了也能产生电流？【针对方案3提问】为何两瓣分开的橘了不能产生电流？如何改进，产生电流？这些问题情境的创设，在轻松自然实验条件下引入，使学生感悟科学探究的思路和方法，进一步体会控制变量在科学探究中的应用。二、运用控制变量法引导学生设计实验方案，进行实验数据收集、处理、分析。控制变量思想是中学化学实验中常用的思维方法，对影响实验结果的因素进行控制，以达到明确各因素在实验