控制变量在实验探究中的应用 吕文慧
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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。
探索篇•方法展示“控制变量法”在初中物理教学中有着广泛的应用,是探索问题、分析和解决问题的主要方法。
所谓控制变量法是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对另一个因素的变化所产生的影响,然后找出它们之间的关系,得出结论的研究方法。
八年级学生刚学习“控制变量法”相关问题时,学生不理解“变量”也不知道如何控制“变量”。
我举了通俗的例子说明:人的健康状况受哪些因素的影响?经过学生讨论,认为受“先天因素、饮食情况、是否锻炼”三个因素的影响。
于是我提出问题:人的健康状况与是否锻炼有什么关系?同学们马上给出答案,锻炼的人要好于不锻炼的人。
我接着追问:如果一个先天体质差但饮食习惯好且参与锻炼的人和一个先天体质好但饮食习惯不好且不参与锻炼的人哪个更健康呢?一时同学们没了答案。
接着我又给出第三个问题:在什么条件下,你们的答案才是正确的呢?经过大家讨论认为,在先天因素和饮食习惯都相同的条件下。
这里的条件就是控制变量,我们所采用的研究问题的方法就是控制变量法。
一、控制变量法对理解和分析物理公式起着很重要的作用,多出现在选择题中例如:对公式v=s/t的理解,不能盲目地说速度v与路程s成正比,与时间t成反比。
而应该说:当时间t一定,速度v与路程s 成正比;当路程s一定,速度v与时间t成反比;当v一定,s与t 成正比。
对其他物理公式的分析采取同样方法。
对公式P=UI的理解,绝不能简单地说电压U越高或电流越大,电功率P就越大。
正确的理解是:当电流I一定,电功率P与电压U成正比;当电压U一定,电功率P与电流I成正比;当P一定,U与I成反比。
上述归纳为:只要是三个物理量组成的公式,在分析它们的关系时,一定要控制其中一个量不变,然后讨论另外两个量的关系。
如果是四个物理量组成的公式呢?则应控制其中两个量不变,然后讨论另外两个量的关系。
例:W=UIt的分析:当I和t一定,W与U成正比;当U和t一定,W与I成正比;当W和t一定,U与I成反比;当W和I一定U与t成反比。