如何培養初中生運用控制變量法進行化學探究的能力

摘 要：初中化學課堂以實驗為主，采用控制變量法進行教學，是有效提高學生學習效果的方法。控制變量法的思想滲透，在課本教學內容中有著諸多可以應用的內容。教學改革的推進，使初中化學課堂教學，更注重了學生的思維能力培養。這種能力的培養，需要學生能在老師的指導下，遵循循序漸進地產生認知規律。在大量的控制變量探究性實驗學習資源中完善課堂構建、學法指導，做出有效的教學設計。通過課堂教學實踐，培養初中生對化學探究的能力。

關鍵詞：初中生化學；控制變量法；培養探究能力

一、 引言

新課改的深入，要求老師通過課堂教學賦予學生更多的能力培養。初中化學課堂在分組教學的實施過程里，充分體現了學生的主體地位。啟蒙學生具備有助于分析、判斷、歸納總結的能力培養，化學課堂教學的“控制變量法”運用，是一個較好的培養途徑。

二、 控制變量法在初中化學課堂實現學生能力培養的策略

初中化學課堂，在新課改教學理念的影響下，對有助于提高學生自主探究能力的控制變量法，受到教者的青睞。如人體吸入的空氣和呼出氣體的對比實驗，在問題的提出中要確定變量與不變量。對于假設和猜想的實驗中，才能產生兩個搜集瓶的不同結果。指導學生運用“控制變量法”提高學生的自主學習能力，教學中需要循序開展。

（一） 優化課堂結構，實現學生的主體地位

對于學生探究能力的提高，需要有一定的合作精神融入其中。化學課堂教學大多是實驗驗證結論的過程。實驗隨著操作步驟的進行產生的化學結果，在詳細觀察并記錄的過程中，要有實驗的合作伙伴一起完成。傳統教學中學生實際動手操作的實驗并不多，只局限在觀看老師的演示教學。隨著我國科教興國戰略的實施，教育優先發展的地位不斷提高，教學用具實驗器材有了豐厚的供應。在專用化學實驗室里，學習小組的合理安排，優化了化學課堂的結構。老師對于小組的分配，在自由組合的基礎上要予以尊重學生個體的前提下，進行精心的調整，以確保實驗的有效過程。每一項的分工合作都融入了團隊精神，有利于培養學生的探究能力和創新精神。

（二） 把握控制變量法的化學原則，提高學生的探究能力

化學作為基礎學科，大多結論是教學中通過師生的共同實驗進行驗證，最后總結出來的。一個化學實驗會受到多種因素的影響，這些因素在交錯中共同作用，對所有結果有影響。教學中能化繁為簡體現主要因素，達到比較理想的探究環境，使實驗結果產生，教學中十分重要。控制變量法無疑是一種很好的指導方法。它的優點是，有多個因素在對實驗的結果產生影響，控制另一些因素不變，而只對一個因素改變。通過實驗證明這個因素會不會產生影響與如何影響。如圖，

變量控制法ABCDE…控制變量ABCDE…對比實驗A1BCDE… A2BCDE…得出結論A是或不是影響因素

被探究的對象假設受到A、B、C、D、E因素影響，為了確認因素A對實驗的影響及產生怎樣的影響，采取控制B、C、D、E因素，使它保持不變。通過對比和情況變化，判斷A因素影響的真實效果。探究其他因素也以此類推。體現出控制變量法的優勢。

（三） 運用控制變量法培養學生能力思路

培養運用控制變量進行化學探究，首先要明確探究的目標，其次明確對探究對象其有影響的其他因素。對于探究的目標比較容易確立，而對它的影響因素是運用控制變量法進行探究的關鍵所在。教學中在學生已有的基礎和生活常識上，設計問題，引發學生的思考，然后再假設提出可能對反應速率產生影響的因素。例如，冰箱為什么可以使食物的保質期延長，鐵絲在空氣中沒有在純氧中反應劇烈，粉碎后的煤會更旺地燃燒，以及在實驗室制取氧氣時KClO3要加MnO2等，讓學生分組討論，從濃度、溫度及反應物的形狀、催化劑等因素可能會影響化學反應的速率，由此確立第二個要件。并在已有條件下構思實驗思路設計可行性的方案進行探究。如，實驗給學生提供的用品有：塊狀碳酸鈣、碳酸鈣粉末、0.5mol/L 鹽酸、3.0mol/L鹽酸、5%H2O2溶液、MnO2粉末；試管若干、試管夾、藥匙、膠頭滴管、鑷子、量筒、酒精燈、火柴、導管、水槽。如何在這些條件下ABCDE…A是或不是影響因素探制變量法ABCDE…A1BCDE…A2BCDE…要得到控制變量實驗對比結論怎樣，得出化學反應速率的因素影響，需要在方案的實施中觀察實驗過程產生的現象。

（四） 在對實驗方案的實施中提高探究能力

對于實驗過程產生的現象，觀察比對過程，是提高能力的最好途徑。學生從兩個方面進行交流、討論。首先是探究對象的確定，然后是其他的控制為不變量，最后根據已確定的研究對象的可控制變量和不變量。設計出可實施的方案。學生根據方案實施分小組進行實驗。老師注意引導小組成員觀察兩個實驗對象的具體反應，生成氣體的特征，將生成的氣體導入水槽，進一步觀察，氣泡在單位時間里的劇烈程度。判斷出控制對象與反應速率產生的影響效果。學生在實驗過程中，對現象的產生，通過觀察過程和結果，再次進行小組討論，形成觀察過程到結果的具體印象，提高探究能力。

三、 培養學生運用控制變量法進行化學探究的反思

控制變量法在物理、生物等學科中運用比較普遍，而作為培養學生化學探究能力，還在教學實踐中不斷探索。在化學科目中，實驗內容較多，給學生一種能力的培養尤其重要。在教學的應用中，教師結合實驗內容通過小組討論對變量加深認識，掌握精髓。繼而確立探究的對象及對控制變量的認識。對于實驗中出現的其他因素，根據學情設計相對難度的問題，以便引發學生思維。有效激發學生對化學實驗內容的求知欲望。在對同一問題的學習研究中，形成良好的合作關系。提高學生主體地位的同時，加強了探究能力的培養。并且在問題的思考中激發學生潛在的學習能力和對化學的學習興趣。學生運用控制變量法，進行探究的能力培養更需要在教學中逐步加強、完善。

四、 結語

教學改革的深入，教學理念需要從知識的表象滲透到對學生能力的培養。改變課堂結構，加大了學生學習的參與程度，初中化學課堂引領學生運用控制變量法探究問題的過程，是提高學生探究能力的有效途徑。

參考文獻：

[1]王曙光.控制變量法——研究和解決問題的重要方法[J].物理教師，2002，23，（7）：14-15.

[2]田蕾.控制變量法在物理教學中的實踐[J].內蒙古教育，2005，（7）：30-31.

作者簡介：

鐘維，廣東省韶關市，廣東省韶關市第十四中學。