探究如何培養(yǎng)學(xué)生掌握化學(xué)中的控制變量思想

◎黃建鴻

《高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢(shì)，將學(xué)科探究作為課程改革的突破口，提出通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生逐步掌握控制實(shí)驗(yàn)條件的思想和方法。而控制變量是控制實(shí)驗(yàn)條件中常用到的，因此在高中課堂教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生控制變量思想培養(yǎng)，有利于提高學(xué)生的化學(xué)能力，更全面更系統(tǒng)的掌握科學(xué)知識(shí)。

一、讓學(xué)生充分理解控制變量

什么是化學(xué)中的控制變量，如何讓同學(xué)知其然，又能知其所以然呢？筆者用課堂教學(xué)的中“Zn與稀HCl反應(yīng)速率”一例來(lái)說(shuō)明。在探究影響Zn與稀HCl反應(yīng)速率的因素時(shí)，我告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)前要先分析Zn與稀HCl反應(yīng)的快慢與什么有關(guān)，必須考慮下面幾方面的因素：①Zn的材質(zhì)，是純Zn，還是含有雜質(zhì)（雜質(zhì)不與酸反應(yīng)）的粗Zn；②Zn的表面積，是Zn粉還是Zn粒；③稀HCl濃度大??；④反應(yīng)時(shí)溶液的溫度。而這四方面因素的影響，不可能通過(guò)一次實(shí)驗(yàn)就得出完整的結(jié)論，只能一次探究其中的一個(gè)方面，如可先探究純Zn與稀HCl反應(yīng)速率和含有雜質(zhì)（雜質(zhì)不與酸反應(yīng)）的粗Zn與稀HCl反應(yīng)速率。然后再探究Zn粉與稀HCl反應(yīng)速率和Zn粒與稀HCl反應(yīng)速率。（需特別強(qiáng)調(diào)的是，在每次實(shí)驗(yàn)試劑選吋要做到，要探究的因素的量是不同的，而不的探究的因素要控制相同。）依此類推，用四組實(shí)驗(yàn)得出四個(gè)不同的結(jié)論：含有雜質(zhì)（雜質(zhì)不與酸反應(yīng)）的粗Zn與稀HCl反應(yīng)速率比純Zn與稀HCl反應(yīng)速率快；粉末狀的Zn反應(yīng)速率快；稀HCl濃度大反應(yīng)速率快；溫度高反應(yīng)速率快。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要提醒學(xué)生注意各種反應(yīng)變化，觀察要細(xì)致，并要做好記錄，同時(shí)教師要及時(shí)關(guān)注學(xué)生反饋，及時(shí)給予釋疑解惑，讓學(xué)生理解每步操作的要義，從而能理解控制變量這一定義。

二、通過(guò)專題實(shí)驗(yàn)來(lái)掌握控制變量思想

“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”。直接告訴你答案，不如讓學(xué)生親自去驗(yàn)證這個(gè)答案是否成立，而當(dāng)學(xué)生經(jīng)歷了從問(wèn)題到答案之間的思維過(guò)程，這個(gè)答案必然深深的印在腦海里。在化學(xué)中，實(shí)驗(yàn)法更是必不可少的，它能讓學(xué)生對(duì)某個(gè)理論理解得更加透徹，因?yàn)閺臅?shū)本上得到的知識(shí)畢竟比較膚淺，要透徹地認(rèn)識(shí)事物還必須親自實(shí)踐。所以為了使學(xué)生對(duì)控制變量思想有更深入理解，我讓學(xué)生在親手實(shí)驗(yàn)操作中領(lǐng)悟控制變量思想，取得很好的教學(xué)效果。例如我設(shè)計(jì)了專題分組實(shí)驗(yàn)，探究稀H2SO4溶液中：H＋H2O、SO42－是那個(gè)粒子使CuO溶解。首先，引導(dǎo)學(xué)生分析：使CuO溶解，可能是H＋，也可能是H2O、或SO42－，我們不可能用一次實(shí)驗(yàn)就將它們一一確定，只能是每一次確定一個(gè)粒子。其次，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，取一支試管，加入少量CuO，加入少量蒸餾水，用酒精燈稍微加熱，試管中黑色粉末不溶解，溶液也不變色，從而證明：不是H2O分子使CuO溶解，這支試管保留待用。領(lǐng)取一支試管，加入少量CuO粉末，再往試管中加入適量Na2SO4溶液，振蕩，稍微加熱，靜置，發(fā)現(xiàn)黑色粉末無(wú)溶解，溶液也保持無(wú)色，這證明了SO42－不能使CuO溶解。最后，取出第一支試管，加入適量稀H2SO4溶液，振蕩，稍微加熱，可觀察到黑色粉末溶解，溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色。從而證明了是H＋使CuO溶解。教師再適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行操作步驟反思，操作過(guò)程的歸納與整理。這樣學(xué)生就在親手操作中，領(lǐng)悟了抽象的思想方法，從而達(dá)到了對(duì)控制變量思想方法的掌握。

三、勤加練習(xí)，反復(fù)強(qiáng)化，形成理念

“勤能補(bǔ)拙是良訓(xùn)”，而化學(xué)學(xué)習(xí)中，勤不僅能補(bǔ)拙，勤與做題還能做到鞏固舊知的效果。為了讓學(xué)生更好掌握控制變量思想，學(xué)會(huì)融匯貫通，最終形成理念，本人從以下三面做了些嘗試：

首先，充分利用教材資源，反復(fù)強(qiáng)化控制變量方法。如選修4教材中，濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，需要運(yùn)用控制變量的方法進(jìn)行分析，此時(shí)就得教給學(xué)生詳細(xì)的控制變量方法，因?yàn)楹竺鎸W(xué)習(xí)濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響，也需要運(yùn)用控制變量的方法進(jìn)行分析。所以必須在學(xué)生剛剛接觸控制變量時(shí)，及時(shí)講清、講透。如果不及時(shí)強(qiáng)化、鞏固，學(xué)生的知識(shí)鏈接就會(huì)接不上，在后面的學(xué)習(xí)中就會(huì)造成學(xué)習(xí)的“盲點(diǎn)”。因此在學(xué)生剛接觸控制變量時(shí)，我設(shè)置相關(guān)問(wèn)題，讓學(xué)生自己進(jìn)行分析，引導(dǎo)他們進(jìn)行討論，并反復(fù)運(yùn)用，教師在課堂也反復(fù)強(qiáng)調(diào)對(duì)控制變量掌握方法，對(duì)教材中不斷出現(xiàn)，需要運(yùn)用控制變量方法分析問(wèn)題，更是反復(fù)強(qiáng)調(diào)，使學(xué)生感受到掌握該方法的重要性。

其次，開(kāi)設(shè)小專題進(jìn)行綜合運(yùn)用控制變量的訓(xùn)練。如在學(xué)習(xí)完《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》一節(jié)后，開(kāi)設(shè)綜合訓(xùn)練課，提供濃度、溫度、固體表面積都有改變的綜合習(xí)題，讓學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，讓學(xué)生熟悉綜合控制度量方法，在練習(xí)中明白自己的缺陷所在，在歸納中形成正確的綜合運(yùn)用控制變量思想。

第三，學(xué)生課后自學(xué)與反思。筆者讓學(xué)生在課下的時(shí)候，多做一些與上課所學(xué)知識(shí)有關(guān)的習(xí)題，把學(xué)校發(fā)的練習(xí)冊(cè)與上課所學(xué)知識(shí)相關(guān)的章節(jié)來(lái)進(jìn)行反思，然后如果課后不能理解的，就請(qǐng)教老師或上網(wǎng)搜索相關(guān)知識(shí)的解釋，做題后學(xué)會(huì)反思和總結(jié)。這種方法使那些在課堂上對(duì)知識(shí)一知半解的學(xué)生，在自學(xué)與反思中掌握了知識(shí)，提高了學(xué)習(xí)成績(jī)。

由此可知，在平常的教學(xué)中，利用教材，強(qiáng)化訓(xùn)練，讓學(xué)生學(xué)會(huì)自學(xué)補(bǔ)漏，及時(shí)鞏固控制變量的知識(shí)，對(duì)于掌握控制變量的思想定能起到事半功倍的作用。

總之，掌握化學(xué)中控制變量思想的方法有許多，以上僅是本人粗淺的見(jiàn)解，希望拋磚引玉，得到同行們的指引，本人必會(huì)裨補(bǔ)闕漏，不斷成長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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