课题：控制变量法在化学实验探究中的运用

巧用控制变量法有效突破化学实验探究题作者：周海欧邓丹来源：《广东教育（高中）》2022年第01期在《普通高中化學课程标准（2017年版2020修订）》中明确提出：能运用变量控制的方法探究并确定合适的反应条件，安全、顺利地完成实验。

近几年，实验探究题的考查成为广东化学高考实验题的热点，主要是考查学生对控制变量法的掌握程度。

控制变量法就是在研究和解决问题的过程中，当影响事物的变化规律有多个因素时，往往先人为控制其它几个因素不变，集中研究其中一个因素按照特定的条件发生变化所产生的影响，从而解决问题。

学生存在主要问题：不懂如何应用控制变量法、找不到变量、思路不清晰、不会分析实验结果、设计实验方案不完善等。

【解题模型】明确探究对象—寻找影响因素（自变量）—控制单一变量—观测因变量—得出实验结论。

【例1】（2012·广东高考节选）碘在科研与生活中有重要应用。

某兴趣小组用0.50mol·L-1 KI、0.2% 淀粉溶液、0.20mol·L-1 K2S2O8、0.10mol·L-1 Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响.已知：S2+2I-=2S+I2（慢）I2+2S2=2I-+S4（快）（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：表中Vx=________ mL，理由是_____________________.解析：对照实验探究浓度对反应速率的影响须保证其他条件完全一致，故应加水2.0mL以保证溶液总体积完全相同，而此时其它物质的浓度不变，只改变了反应物K2S2O8溶液的浓度。

答案：（2）2.0 保持溶液总体积相同，仅改变S2的浓度而其他物质浓度不变（其他合理答案也可）【例2】（2014·广东高考节选）H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。

（1）某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。

高考二轮复习控制变量思想在化学实验探究题中的应用一、教学目标[知识与技能]①了解控制对比实验条件的方法。

②能根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。

[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培养学生运用控制变量思想分析解决化学问题。

②会用科学、辨证的观点分析、评价实验设计方案。

二、教学过程【创设情景 引入课题】高考化学实验探究题向来是高考试卷中的重要考试内容之一，方式方法灵活多样。

近几年的高考出现这样一种类型的化学实验探究题：以表格形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对反应的影响；给出影响化学反应的几种因素，让考生设计实验分析各因素对反应的影响。

通过实验过程的变量控制来考查设计、评价探究实验方案的能力和综合运用知识的能力。

例如：(2011福建高考∙23节选) I 、磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。

⑷在酸性溶液中，碘酸钾(KIO 3)和亚硫酸钠可发生如下反应：2IO 3－＋5SO 32－＋2H ＋===I 2＋5SO 42－＋H 2O生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。

某同学设计实验如下表所示：该实验的目的是_____________________；表中V 2=___________mL答案：由实验2可以看出混合液的总体积为50mL ，V 1为10mL ，V 2为40mL ，实验1和实验2可知实验目的是探究该反应速率与亚硫酸钠溶液浓度的关系；实验2和实验3可知实验目的是探究该反应速率与温度的关系。

当研究多个因素之间的关系时，往往先控制其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，即每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，把多因素的问题变成单因素的问题，这种方法叫控制变量法。

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之一，应用这一思想方法可以使研究的问题简单化。

控制变量法在化学中的应用控制变量法在化学中的应用重庆市丰都县第二中学校郑君控制变量是科学研究中的重要方法，其基本思路是：假设某个探究的实验对象可能受到A、B、C、D、E等因素的影响，为了确证其中A因素是否会对实验对象造成影响，以及可能产生怎样的影响，可以控制除A以外的B、C、D、E等因素，使之保持恒定，然后仅改变因素A一个量，通过对比在A的不同情况下（如A1、A2），观察实验对象的变化情况。

如果存在变化，则说明A因素有影响，而且可以通过具体的变化情况判断出A因素影响的实际效果，由此完成实验对象中对A因素的探究。

对其他B、C、D、E等因素的探究则依此类推。

控制变量法在化学探究实验应用极其广泛。

教师在教学中要充分利用教材资源，逐步向学生渗透控制变量研究的思想，并使学生掌握这种研究方法。

一、控制变量法在化学探究实验中的的应用下面我们以研究影响化学反应速率的因素为例来说明控制变量法在化学探究实验中如何应用。

1.确立探究对象（因变量）及其可能的影响因素（自变量）运用控制变量法首先需要明确探究的对象（因变量）和可能的影响因素（自变量）这两个要件。

确立探究对象相对容易，往往比较直接，一般就在探究的课题之中。

但确立可能影响探究对象的因素就不那么容易，这也是运用控制变量法进行探究的关键所在。

对于这个要件，我们可以在学生已有的知识或常识基础上设疑来引起思考，而后提出可能对探究对象产生影响的因素。

2.在已有条件下构思实验思路并设计具有可行性的探究方案探究反应物浓度对反速率的影响，我们可以把原教材中的实验改为探究实验。

给学生提供化学反应原理和用品，让学生自己来设计方案。

3.实施实验方案根据讨论形成的实验方案，组织学生分组完成探究实验。

观察实验现象，整理实验数据并得出结论。

探究温度对反应速率的影响可同理进行。

二、控制变量法在化学解题中的应用1.控制变量法在化学平衡图像题中的应用在某容积一定的密闭容器中，可逆反应：A（g）＋B（g）xC （g）有图Ⅰ所示的反应曲线，试判断对图Ⅱ的说法中正确的是（T 表示温度，P表示压强，C%表示C的体积分数）（）A.P3＞P4，y轴表示B的转化率B.P3＜P4，y轴表示B的体积分数C.P3＞P4，y轴表示混合气体的密度D.P3＜P4，y轴表示混合气体的平均摩尔质量根据化学平衡移动原理可知，对于气相反应，在没有加入反应物或生成物的情况下，使化学平衡发生移动，从而导致C的体积分数发生改变的因素有反应温度、反应前后气体计量数之和不等的气相反应的压强。

控制变量法在实验探究中的应用 控制变量法：当研究多个因素之间关系时，往往先控制其他几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，这种方法叫控制变量法。

控制变量法是化学中常用的探究方法之一。

这一方法可以使研究的问题简单化，通过控制变量法可以对影响实验结果的多个因素逐一进行探究，然后再总结出结论，这一思想方法在九年级化学中将会逐渐渗透，成为一种主要的探究方法例1：（门）33．(5分)维生素C(简称Vc ，又名抗坏血酸)，易溶于水，易被氧化。

人体缺乏Vc 可能引发多种疾病。

水果和蔬菜中含有丰富的Vc 。

某研究性学习小组对它探究如下： 探究一：测定新买的饮料中Vc 的含量。

【查阅资料】Vc 能和高锰酸钾反应，使紫色的高锰酸钾溶液褪色。

【设计方案】分别向盛有lmL 等浓度高锰酸钾稀溶液的四只试管中逐滴滴加新买的果味饮料、苹果汁、梨汁和新配制的0.04％的Vc 溶液，边滴边振荡，直至高锰酸钾溶液褪色。

【实验数据】【实验结论】分析数据可知，新买的饮料中Vc 含量最高的是 ，含量:为 (各液体密度上的差别忽略不计)。

探究二：蔬菜放置时间的长短对其Vc 含量是否有影响。

【设计方案】请你用新鲜的黄瓜、放置一周的黄瓜、高锰酸钾稀溶液和必要的仪器设计实验方案： 。

【实验结论】按上述方案实验，根据 这一实验结果，分析得出蔬菜放置时间的长短对其Vc 的含量有影响。

【实验反思】对比实验需要控制变量。

在做探究二时，下列情况影响到测定结果的是 。

A ．量取的高锰酸钾溶液的体积不同B ．新鲜黄瓜汁是其他班级用剩下的，而放置一周的黄瓜汁是当时榨的C ．没有用同一规格胶头滴管滴加 练习：（昌平）33.（7分）维生素C （简称Vc ，又名抗坏血酸），易溶于水，易被氧化。

人体缺乏Vc 可能引发多种疾病。

水果和蔬菜中含有丰富的Vc 。

某研究性学习小组对它探究如下：探究一：检验三种饮品中V c 含量的顺序。

【查阅资料】Vc 能和高锰酸钾反应，使紫色的高锰酸钾溶液褪色。

控制变量法在化学探究实验中的应用摘要本文笔者利用控制变量法，对其在化学探究实验中的应用做了探讨。

关键词控制变量法化学探究实验一、控制变量法的应用背景化学是一门以实验为基础的科学,实验在化学教学中的作用是不容忽视的。

近几年化学试题中实验部分的分值逐年提升，实验题注重实验的设计和评价，特别是在探究型实验重视考查学生解决问题的思维能力、分析能力、归纳能力、表达能力。

控制变量法是化学探究实验中最常用的方法之一，而初三学生在过去的物理学习中曾接触过控制变量法，并且有一定的基础。

但在初中化学学科中，经调查后发现，大多数同学举不出化学中用到控制变量的例子，即使能够举出，也说不清楚，主要存在的问题有：在化学学习中不懂如何应用控制变量法、找不到变量、思路不清晰、不会分析实验结果、设计实验方案不完善等。

初中化学中用到控制变量的地方很多，譬如：探究铁生锈的条件、物质燃烧的条件、比较金属活动性、影响固体物质溶解速度的因素、影响化学反应速率快慢等等。

近几年的中考化学试卷及市质量分析卷、各区县模拟试卷中经常出现考查控制变量法的题目，鉴于其重要性，我设计了专题复习——控制变量法在化学探究实验问题中的运用。

二、控制变量法的应用原则中学化学课程标准中指出：学生应该学习质疑、预测、设计、反思、验证、以及科学概括、推理、类比、归纳和演绎等科学方法，获得科学过程的体验，学习应用化学知识和方法解决实际问题，提高科学技术素养。

通过以学生为主体的各种学习活动，帮助中学生提高基础学力，形成健全的人格，促进学生发展。

本节课以初中化学探究中最常用的方法—控制变量法为主题而展开，以二期课改理念和课程标准为指导，发挥学生为主体，通过事例、例题、练习、讨论，让学生参与各项活动，体验方法的获得过程，最后由学生归纳控制变量法的使用思路。

学生设计、概括、归纳等科学方法的能力也得到了很好的提高。

当研究多个因素之间的关系时，往往先控制其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，这种方法叫控制变量法。

《控制变量在实验探究中的应用》教学设计新华中学吕文慧【学情分析】学生在经历了近一年的化学学习中，已经多次在实验设计中接触并利用到了控制变量的方法。

但是多数同学对控制变量的概念模糊，在解决实际问题时，做题方法不明确，找不准变量、思路不清晰、设计实验方案不完善。

在复习阶段，学生的知识储备已经足够的情况下，需要教师进一步的点播，归纳总结，学以致用，使得学生在学习能力上进一步提升。

【教学目标】知识与技能：在化学实验探究问题中，了解控制变量的意义，学会利用控制变量的方法确定研究因素及探究方法来分析问题。

过程与方法：培养对所学知识的迁移能力，通过阅读资料，对任务进行解读，形成对数据分析的综合能力。

情感、态度与价值观：通过小组合作学习，形成善于合作、勤于思考的科学态度；并利用所学知识解决生活中的问题。

【教学重点】能够正确分析控制变量的两种常见情况，并掌握解决这两类问题的方法。

【教学难点】确定研究因素，利用控制变量的方法设计实验【教学方法】创设情境→知识回顾→归纳总结→讲练结合→学以致用→小组合作→实验探究→能力提升→回归中考【教学过程】学生回答互动（见过或没见过）【教学反思】控制变量法是化学探究实验中的常用方法之一。

在初中化学课本中利用控制变量设计实验的地方很多，例如：探究二氧化碳的性质、铁生锈的条件、物质燃烧的条件、比较金属活动性、影响化学反应速率快慢等。

但在课本上这些实验分布零散，并没有就控制变量这种解题方法做系统的总结归纳。

因此本课设在学生复习阶段，以学生实验失误的实例引入，通过对课本实验设计方案的分析、讨论，学生自己归纳总结出两类题型，学生比较容易接受，对于培养学生建立化学解题思想也有着深远的意义。

例析“控制变量法”在化学实验中的应用周星【期刊名称】《高中数理化》【年(卷),期】2017(000)024【总页数】1页(P61)【作者】周星【作者单位】江苏省东台市安丰中学【正文语种】中文“控制变量法”是解决高中化学问题的有效途径之一,不仅能辅助特定问题找到相应答案,还能让学生学习并掌握研究物质变化规律的方法．为了提升学生对“控制变量法”的理解与应用,本文例析有关“控制变量法”的问题和现象,以期能够提高学生解决问题的能力．化学反应速率的影响因素是高中化学教学中的一个重点,知识比较抽象,有一定的理解难度．鉴于此,教师可以有意识地将知识简化,将教学内容与实际问题联系,运用“控制变量法”设置实验对相关定律展开验证,使学生清晰地观察化学反应的整个过程及其中的变化,以促进学生对知识的构建与掌握．以金属与酸的反应为例,探究影响化学反应速率的因素．某兴趣小组设计如下实验验证他们的猜想．药品:镁条、镁粉、铁粉、质量分数分别为98%、10%的硫酸和质量分数分别为10%、5%的盐酸．猜想1: 酸的浓度影响化学反应的速率.猜想2: 金属的活泼性影响化学反应的速率.实验1: 探究浓度对化学反应速率的影响.实验2: 探究金属活性对化学反应速率的影响.分析“控制变量法”只研究1个因素的变化,使学生清晰地明白浓度、金属活动性对化学反应速率的影响,同时,也让学生明白了控制变量法的思想:探究化学反应中的1个物理量对反应的影响时,保持其他条件不变,只改变1个物理量建立对比实验,根据实验现象、结论或数据得出该物理量与化学反应之间的关系．同样,教师也可以利用此方法设计验证有关压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响,整个研究过程思路清晰、简单明了,有效促进了学生对知识点的理解与认识,极大地提高了学生的学习效率．“控制变量法”的应用非常广泛,需要学生对之精髓有一定的了解,学会对其中的数据进行分析,进而通过推导得出相关的结论．在教学中,利用案例的形式,让学生接触并分析实验中的数据,从不同实验数据的异同中得出正确结论,从而提高学生的数据分析能力．以“探究影响固体硝酸钾溶解度的因素”为例,在不同温度、不同溶剂中,观察固体硝酸钾的溶解情况,记录数据如表1．分析这是比较有代表性的一组实验数据,可以让学生直观分析出影响固体物质溶解度的因素,整个实验让数据说话,学生在对数据进行记录和分析过程中,“控制变量法”的思维得到渗透,不仅让学生体会到实验数据的实际应用,还能从药品用量、环境变化等因素进行直观分析,非常清晰地得出相关的结论,使学生能够分析数据、利用数据．总之,“控制变量法”不仅是化学研究中经典的研究方法之一,在问题研究中发挥着积极的作用．学生通过对“控制变量法”的学习,探索了化学变化的本质,掌握了研究化学的基本方法,学会了仔细的观察、分析和比较,由感性认知逐步进入理性思考,实现了感性思维和理性思维的双效结合,全面推动了学生综合能力的发展．。

“控制变量法”在一探究试题中充分应用摘要：控制变量法是科学探究的重要方法，影响化学反应速率的因素在教学中渗透并引导学生运用控制变量法来进行实验探究。

教学中采用循序渐进、由浅入深、由课堂延伸到课后，培养学生的科学探究意识、探究思维、探究能力，最终提高学生的科学素养。

关键词：控制变量法、影响化学反应速率的因素、实验教学、科学探究正文：有这么一道探究试题，我为此设计了一节实验课，使控制变量法在该试题中充分应用：某兴趣小组在学习了双氧水分解制氧气的实验后，知道催化剂(MnO2)能改变化学反应速率。

到底还有哪些因素与化学反应速率有关呢？【小组讨论】小明猜测：化学反应速率与反应物的质量分数有关小刚猜测：化学反应速率与反应温度有关【设计实验】他们设计并进行了以下4次实验先说下控制变量法，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，通过改变单一的变量，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。

我们知道，化学实验探究是科学探究的重要组成部分，控制变量法是科学探究的重要方法。

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，逐渐培养学生的科学素养。

对此，我在这节实验课中做了如下尝试。

一、创设实验探究问题情境，渗透控制变量法的思维理念在培养学生科学探究能力之前，教师必须要有科学探究的基本理念。

教师在注重学生科学探究能力的培养方面要从多维度出发，包括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。

首先，提出问题是科学探究过程之一。

物理学家爱因斯坦曾说过：“提出问题往往比解决问题更重要。

”因此，在课堂教学中要有意识创设实验探究问题情境，这样不仅可以调动学生进入课堂教学积极性，而且能够培养学生学会提出问题。

今天我们根据以前学习过的影响化学反应速度的因素-------浓度、温度、催化剂用量等，以影响双氧水分解反应速率为研究对象设计实验方案，探究这些因素如何影响反应速率。

“控制变量法”在初中化学探究实验中的运用作者：张英来源：《中学课程辅导·教师通讯》2020年第22期【内容摘要】作为一种必要的科学研究方法，控制变量法在各个学科领域都发挥着不可忽视的作用。

其中，对于初中化学教学而言，控制变量法主要应用于探究性实验中，优化实验设计。

为了充分发挥控制变量法的教學优势，提高学生对探究性实验的学习能力，本文结合相关初中化学实验，以控制变量法的思想为核心，优化实验探究过程。

【关键词】控制变量法初中化学探究实验化学作为一门自然学科，蕴含着丰富的与物质世界相关的知识，涉及物理和化学两种变化形式，与人们的日常生活有着密不可分的关系。

实验是化学教学的重要内容，探究实验作为其中的重要组成部分，彰显了化学学科发展的魅力。

初中生首次接触化学，在学习上存在一定难度，复杂抽象的化学概念、多变的化学实验现象等，会打压学生学习积极性。

随着新课程改革的深入实施，化学教学不再只关注学生对基础知识和技能的掌握，更强调学生对知识举一反三以及利用知识解决问题的能力，以实现深度学习。

由此可见，初中化学教学中教师要注重运用探究性实验渗透“控制变量法”，让学生掌握更多科学研究的思想和方法，促进核心素养发展。

一、实验方法的综合概述实验方法属于人为控制的一种有目的性的操作，是暴露实验特性的一种方法，它是实验操作的核心。

由此可以看出，实验方法更有利于解揭示自然事物的本质，并具有以下三大特点。

其一，主动性。

实验方法的实践是实验者主动探索的过程，通过实验设计，促进实验探究的顺利实施。

实验现象是不可预测的，借助实验仪器可以将一些无法直接观察到的实验现象直观化展现，或用模拟手段重现瞬间即逝或缓慢的现象等，这些都体现了实验者的主动性其二，目的性。

该特性是实验探究的一大特点，学生在探究时需要先对实验结果做出假设，然后根据实验方法的核心理念进行方案设计，选择针对性操作方式，促进实验探究的顺利实施，达到预期实验效果。

其三，精确性。

控制变量法的化学设计教案一、教学目标：1. 让学生理解控制变量法的概念及其在化学实验中的应用。

2. 培养学生设计实验、分析实验结果的能力。

3. 引导学生运用控制变量法解决实际问题。

二、教学内容：1. 控制变量法的定义及作用。

2. 控制变量法在化学实验中的应用案例。

3. 设计实验：运用控制变量法研究某一化学现象。

三、教学重点与难点：1. 重点：控制变量法的概念、作用及应用。

2. 难点：如何设计实验，运用控制变量法分析实验结果。

四、教学方法：1. 讲授法：讲解控制变量法的概念、作用及应用。

2. 案例分析法：分析控制变量法在化学实验中的应用案例。

3. 实验法：学生分组设计实验，运用控制变量法研究某一化学现象。

五、教学过程：1. 导入：通过一个简单的化学现象，引发学生对控制变量法的思考。

2. 讲解：讲解控制变量法的概念、作用及应用。

3. 案例分析：分析控制变量法在化学实验中的应用案例。

4. 学生设计实验：分组设计实验，运用控制变量法研究某一化学现象。

5. 实验操作：学生分组进行实验，记录实验数据。

6. 实验结果分析：学生分组讨论，运用控制变量法分析实验结果。

8. 拓展训练：布置课后作业，让学生运用控制变量法解决实际问题。

10. 课堂小结：强调控制变量法在化学实验及实际问题解决中的重要性。

六、教学评价：1. 评价学生对控制变量法概念的理解程度。

2. 评价学生运用控制变量法设计实验的能力。

3. 评价学生在实验过程中对变量控制的严谨性。

七、教学资源：1. 教学PPT：包含控制变量法的概念、作用、应用案例及实验设计指导。

2. 实验器材：各小组所需的化学实验仪器和试剂。

3. 实验指导书：详细介绍实验步骤、注意事项及实验结果分析方法。

4. 课后作业：布置相关练习题，巩固所学知识。

八、教学进度安排：1. 教案实施时间：2课时。

2. 第一课时：讲解控制变量法概念、作用及应用案例。

3. 第二课时：学生分组设计实验，进行实验操作与结果分析。