控制变量法在化学探究实验中的应用
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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。
控制变量法在初中化学中的应用
一、什么是控制变量法
控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系,可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来,使其保持不变,再比较、研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,然后再综合起来得出规律的方法。
二、初中物理哪些实验
1、研究压力的作用效果与哪些因素有关(压力大小和受力面积的大小)
2、研究液体压强大小与哪些因素有关(液体的密度和深度)
3、研究浮力大小与哪些因素有关(液体的密度和排开液体的体积)
4、研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关(物体的重力、动滑轮的重力、摩擦力)
5、研究动能大小与哪些因素有关(物体的质量和速度)
6、研究液体蒸发快慢与那些因素有关(液体温度,液体表面积和空气流动)
7、探究影响导体电阻大小的因素(导体的长度、材料与横截面积)
8、电流跟电压电阻的关系(导体两端的电压、导体电阻)
9、影响电功大小的因素(电压、电流和通电时间)
10、影响电热大小的因素(电流、电阻和通电时间)
11、影响电磁铁磁性强弱的因素(电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯)
12、影响滑动摩擦力大小的因素(压力大小和接触面粗糙程度)
13、决定压力作用效果的因素(压力大小和受力面积的大小)
14、在概念引入中用到控制变量法的有:速度的概念(V=s/t)、密度的概念(ρ=m/V)、压强的概念(P=F/S)、功率的概念(P=W/t)、比热容的
概念(c=Q/m△t)。
《控制变量思想在实验设计中的应用》教学设计《控制变量思想在实验设计中的应用》学情分析在生物,化学和物理的学习中,设计实验时,控制变量思想都有一定涉及,所以学生对控制变量唯一这句话很熟悉,但是应用到实际的实验设计中,分析别人的设计,自己进行设计时都体现出能力稍弱的感觉。
化学是一门以实验为基础的学科,实验能力是需要培养和内化的。
《控制变量思想在实验设计中的应用》效果分析通过本节课的学习,学生对燃烧条件、影响固体溶解性因素、金属生锈条件、金属与酸反应剧烈程度等实验的设计思路有了更清晰的认识,对控制变量思想的应用也更为熟练。
在练习题目的分析上也有进一步提升。
《控制变量思想在实验设计中的应用》教材分析本节课是初四化学复习课中关于实验探究的一节拓展课。
初三、初四教材中燃烧条件的探究、影响固体溶解性的因素、金属锈蚀条件的探究、金属与酸反应剧烈程度的比较等实验中,都用到了控制变量思想。
本节课的教学价值主要体现在进一步培养学生的学科素养,提高设计实验能力。
《控制变量思想在实验设计中的应用》评测练习1.同学们为探究不同金属的活动性强弱,设计了如下的实验方案,下列方案中实验设计、现象、结论均正确的一组是()选项实验设计现象结论(金属的活动性)①将铝丝放入硫酸铜溶液无现象Cu>Al②将铝丝放入硫酸镁溶液中铝丝表面有固体析出Al>Mg③分别将锌粉与铁丝放入相同浓锌粉产生气泡的速率比铁丝快Zn>Fe 度的稀盐酸中④分别将铁丝与铜丝放入相同浓铁丝表面产生气泡,铜丝无现象Fe>Cu 度的稀盐酸中A.①B.②C.③D.④2.为研究铁丝的粗细对铁在氧气中燃烧的影响,下列实验能达到目的是()A.用两根粗细相同的铁丝,分别在两瓶相同浓度的氧气中同时进行燃烧实验B.用两根粗细相同的铁丝,分别在两瓶不同浓度的氧气中同时进行燃烧实验C.用两根粗细不同的铁丝,分别在两瓶相同浓度的氧气中同时进行燃烧实验D.用两根粗细不同的铁丝,分别在两瓶不同浓度的氧气中同时进行燃烧实验3.在四个烧杯中各装入溶质质量分数为10%的NaOH溶液10mL,测其温度.再将6%、9%、12%、15%的盐酸各10mL分别加入上述的四个烧杯中,最后测量其温度.上述实验设计主要在研究下列哪一项关系()A.酸的种类与中和反应快慢的关系B.酸的种类与中和反应所放热量的关系C.酸的浓度与中和反应快慢的关系D.酸的浓度与中和反应所放热量的关系4.为了探究影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素,某学习小组将稀盐酸分成四等份,分别加入四支试管中进行下列对比实验.下列对比实验的设计不合理的是()选项对比实验探究影响因素A①和②反应物的接触面积B②和③温度C②和④温度D③和④反应物的接触面积5.为了探究”影响双氧水制氧气的速率”的因素,某学习小组设计了下列实验,下列说法正确的是()实验①实验②实验③A.对比实验②和③,可研究双氧水的质量分数对反应速率的影响B.对比实验①和②,可研究双氧水的质量分数对反应速率的影响C.对比实验②和③,可研究催化剂的种类对反应速率的影响D.对比实验①和②,可研究催化剂的种类对反应速率的影响(双选)6.如图是某兴趣小组设计的四个实验装置示意图,其中能够达到实验目的是()A.B.C.D.探究锌和铜金属活泼性探究燃烧的三个条件测定空气中氧气的含量探究铁生锈的条件7.小科发现很多物质都能在水中溶解,但溶解的速度有快有慢,她想:影响同种物质溶解速度的因素有哪些呢?小科根据生活经验以冰糖为例,提出了她的一些猜想:A.与水的温度有关B.与冰糖颗粒的大小有关C.与是否搅拌有关为了验证猜想是否正确,她设计了实验方案(实验中的烧杯完全相同),并进行了探究。
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。
控制变量法是化学中
常用的探究问题和分析解决问题的科学方法之一,该方法可以使研究的问题简单化。
通过控制变量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,这一思想在化学学习中将会被逐渐渗透,成为一种主要的探究方式。
三、控制变量法的具体应用
1.创设情境,引出课题
引起学生兴趣,通过例题1解决问题,引出控制变量法。
为探究铜生锈的因素,某同学进行了三组实验,将相同长度的铜丝分别按图
所示放置一个月,观察并记录现象如下:
结论:由实验可知:铜生锈是铜与_________、_________、_________共同作用的结果。
2.实验探究,进入高潮
影响金属和酸反应速率的因素很多,某兴趣小组对其影响因素作出探究。
你认为影响金属与酸反应速率的因素可能有哪些:_________。
该兴趣小组利用下列药品完成实验设计以证明他们的猜想。
药品:镁带、镁粉、铁粉、5%盐酸、10%盐酸、5%硫酸、10%硫酸
猜想一:___________________________________________________________。
猜想二:金属与酸反应的剧烈程度与金属的活动性有关。
请你们小组选择一个与上述猜想不同的影响因素,利用上述药品设计实验来
验证。
你们验证的猜想是:
______________________________________________________。
通过猜想,然后由易到难,步步为营,提高学生对控制变量法的了解,同时
培养探究合作、交流能力。
3.学习新知、巩固提高
练习1. 巩固练习,体会控制变量法思路;练习2. 巩固练习,体会控制变量法
思路
例题3. 再次通过例题了解控制变量解决问题的思路;练习3. 提高练习,体会
控制变量法思路。
4.温故知新、归纳小结
控制变量法解决化学问题思路:一:明确探究问题;二:寻找影响因素;三:控制其他因素;四:改变研究因素。
四.控制变量法应用中的自我评价
通过铜生锈创设情景引入课题,然后通过实验设计、小组讨论让课堂气氛达
到高潮,最后再结合适当的课堂练习,让学生参与到教学中来,从已知到未知,
从感性到理性,循序渐进,使知识得以巩固和落实,最后,让学生归纳总结其收获,控制变量法的思路。
本节课重点在让学生会用控制变量法解决化学问题,在
教学过程中,老师起引导作用,让学生体会、归纳出控制变量解决问题的思路。
通过例题、练习,同学们可以发现,控制变量法在实验探究中是一种行之有
效的探究方法,只要把握好变量与不变量,控制变量的数量为一个,通过多次实
验的对比,就会得出科学的结论。
五.控制变量法在应用中的启示
化学课程要以学生的发展为本,要注意引导学生正确地了解科学过程、了解
科学方法,学习科学思想、养成科学精神、形成科学态度、树立正确的科学观,
提高科学素养。
控制变量的思想方法在初中化学中的运用,对于教与学的双方都是一个难点。
在提倡素质教育的今天,化学思想方法在学科中的渗透显得非常重要,本节课在
调查研究的基础上,发现学生在运用控制变量法上存在困难,为帮助学生找到解
决问题的突破口,设计了专题复习,教学目的性明确。
例题有一定坡度,课题注
重方法的指导,培养了学生学习的自信心,起到了很好的教学效果。
通过对控制变量的习题进行归类、分析后,得出运用控制变量法的基本思路。
化学知识点多,需要我们教师在教学过程中不断自己总结和分析,归纳方法,这
样学生能够得到获得很大的益处。
对于一些开放性的问题或者学生有可能产生分歧的题目,让学生讨论来得到
答案,通过合作探究,培养学生合作互助的团体意识。
在小组讨论的过程中,培
养学生的合作意识以及勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神。
学生相互评价,增加复习课气氛,让较多的同学参与到课堂中,同时培养学生的表达能力和归纳能力,让学生做自己的主人,总结自己的收获,这既强化了学生对控制变量法的理解,又使学生体验到了学习的快乐。