初中化学-控制变量法在化学实验探究中的应用教学设计学情分析教材分析课后反思

《控制变量法在化学实验探究中的应用》教学设计【任务一】我来探究实验目的：利用实验台上的器材和药品比较铝、铁、铜的化学活动性强弱。（药品和器材有：铝粒、铝丝、铁粉、铁丝、铜片、铜丝；稀盐酸、稀硫酸、稀醋酸；试管、药匙、镊子等）【任务二】我来分析为了探究影响锌与稀盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组设计了下列实验：（1）小明认为对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响。你认同他的观点吗？为什么？（2）研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响，应对比实验和实验。【提出问题】在上述两个任务的解决过程中我们用到的共同方法是什么？你认为在什么情况下用到了控制变量的思想？【我来解读】控制变量是指通过控制其他实验条件不变，对可能影响实验结果的多个因素逐一进行对比探究，然后通过数据分析、对比、总结、归纳得出结论的方法。【任务三】我来设计某同学发现家里用的铜质水龙头表面出现了一层绿色的锈渍。经查阅资料，他了解到这层锈渍的化学成分是[Cu2(OH)2CO3]。仔细观察了水龙头的使用环境后，他设计了如下实验：根据对实验的观察、分析，得出了如下结论：金属铜在潮湿的环境中容易锈蚀；铜的锈蚀是与水、空气中的氧气共同作用的结果。（1）你赞同他的结论吗？请说明理由。（2）要弄清金属铜锈蚀的影响因素，你认为还应该补充哪些实验？为什么？（3）如果要证明铜生锈的速度是否与二氧化碳的浓度有关，还应补充的实验是？【任务四】我来评价若想探究白磷燃烧的条件，你认为上述哪个实验是多余的？【提出问题】生活中哪些地方也能用到控制变量法？【创设情境】小明跟着爸爸去挑选木地板，老板用小刀在自家的地板和别家的地板上刻划，别家的地板上留下了很深的划痕，老板得意的说：“咱家的地板强度大！”小明只说了一句话就让老板哑口无言，他说了什么？【总结提升】学以致用才是根本！学情分析学生已经学完了初中化学的所有知识，也经历了课程标准中要求的所有的探究活动，但学生是否具备了基本的科学思维方法了呢？本节课伊始，我用一个“探究不同金属活动性强弱”的实验对学生的能力进行了检测。在学生实验过程中我发现他们都知道应该通过比较不同金属与相同的酸反应的速度大小来达到实验目的，但遗憾的是只有一个小组的同学选择了状态相同的金属。这就说明，学生头脑中对“控制变量”这种思维方式没有清晰的认识。但从小学科学到初一生物、初二物理直至初三化学课的学习过程中，控制变量法多次在实验中应用，由此可见，将学科思维方法显性化，帮助学生从不同实验中挖掘出所使用的共同的方法对培养学生的科学素养、发展科学探究能力能起到很重要的作用。效果分析本节课的任务一出自济南市学业水平测试中的题目，在考试中，此题学生的得分率挺高，也都知道要控制不同金属的状态相同及选用浓度相同的同种酸。出乎我的意料的是，将题目转变成实验，面对一堆真是的药品时，学生没有了面对文字的冷静和谨慎，六个小组只有一个小组选择了同种状态的金属。在听完这个小组的汇报后，其他小组的同学心服口服，控制变量的思想也真正植入他们的内心。后续的三个任务完成较好，学生能自己总结出在什么情况下要使用控制变量法，能完成难度较大的实验探究的设计，并能与生活相结合，用控制变量的思维方法来解决生活中遇到的问题，揭示故事的真理。所以说，将学科思维方法显性化的教学是有助于提升学生能力和科学素养的，有较高的研究和实践价值。课堂评测结果：正答率95%。教材分析化学是以实验为基础的自然学科。“科学探究”是“课程内容”的第一部分，并渗透在所有的内容目标之中。科学探究的作用在于：使学生更好的理解化学知识的形成过程；有效地发展学生的思维能力；促进学生在多个领域进行学习；引导学生在实践中学会交流和合作；培养学生的科学精神和创新能力。课标在“发展探究能力”这个二级主题中“制定计划”部分明确指出要“具有控制实验条件的意识”。2011版的课标中增加了学生必须完成的8个实验活动，其中燃烧条件和金属的性质为探究性实验，是让学生经历完整的实验探究、培养探究意识的好机会。本节课是在学生经历了所有的实验教学后的一节总结提升课。以金属活动性的比较、金属生锈条件的探究、燃烧条件的探究为载体，以设计实验和做实验为途径，通过小组合作交流和教师点拨制定修改计划，在这个过程中形成控制变量的科学思维意识。评测练习若想探究白磷燃烧的条件，你认为上述哪个实验是多余的？课后反思这是我们团队做的理科思维习惯培养系列中的一节课。控制变量是所有理科学习共用的一种思维方法，学生从小学就开始接触，上了初中后更是在各科学习中都广泛使用。但目前我们对学生能力的考察仅仅通过纸笔测试。本节课的任务一就出自济南市学业水平测试中的题目，在考试中，此题学生的得分率挺高，也都知道要控制不同金属的状态相同及选用浓度相同的同种酸。出乎我的意料的是，将题目转变成实验，面对一堆真是的药品时，学生没有了面对文字的冷静和谨慎，六个小组只有一个小组选择了同种状态的金属。在听完这个小组的汇报后，其他小组的同学心服口服，控制变量的思想也真正植入他们的内心。所以我想，理论分析与实际操作还是有很大的差距的，纸上谈兵不能真正转化成能力，科学探究能力的培养一定要通过实际操作，只有在解决问题的实际过程中，只有面对真实的问题，学生才能真正学好如何解决问题。任务二的“我来分析”进行的很顺利，也帮助学生加深了对控制变量法的进一步认识。在这两个环节后，学生对控制变量方法的总结也就水到渠成。任务三—探究铜生锈的条件是对学生能力的极高挑战，当三个变量同时影响一个目标时，要研究其中一个要素就要控制其他两个要素保持不变，这样对比实验组数就会增加。在形成了对控制变量的清晰认识后，学生的表现非常好，设计全面、思路清晰，出乎我的意料。任务四是对本节课学习效果的检测。学习是为生活服务的，学以致用是根本。当我提出生活中哪些地方能用到控制变量的思想时，学生的发言非常让我惊喜，像刻舟求剑这样的寓言故事也让学生从科学的角度进行了重新的解读，指出了那个楚国人由于缺乏控制变量的思想所犯的错误。能用课堂上学到的知识去指导生活，学会更科学地去生活，这才是化学学科科学素养的真正体现。课标分析科学探究是课程标准中的第一个一级主题，它包括增进对科学探究的理解、发展科学探究能力、学习基本的实验技能和完成基础的学生实验四个二级主题，本课题属于“发展科学探究能力”这个主题。课程标准指出：知识也许可以通过机械记忆的方式获取，技能也许可以通过反复训练的方式掌握，但科学思维却只能在学生积极参与活动的过程中有针对性的培养，而科学探究则被认为是培养科学思维的最有效的途径之一。将科学作为过程是理解科学探究的基础，但科学探究却又远比将科学作为过程更加复杂，既包括过程要素，还包括方法要素，而后者是设计科学