《控制變量法在化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)【任務(wù)一】我來探究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪脤?shí)驗(yàn)臺(tái)上的器材和藥品比較鋁、鐵、銅的化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)弱。（藥品和器材有：鋁粒、鋁絲、鐵粉、鐵絲、銅片、銅絲；稀鹽酸、稀硫酸、稀醋酸；試管、藥匙、鑷子等）【任務(wù)二】我來分析為了探究影響鋅與稀鹽酸反應(yīng)劇烈程度的因素，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)：（1）小明認(rèn)為對(duì)比實(shí)驗(yàn)②和③，可研究溫度對(duì)反應(yīng)劇烈程度的影響。你認(rèn)同他的觀點(diǎn)嗎？為什么？（2）研究鹽酸的濃度對(duì)反應(yīng)劇烈程度的影響，應(yīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)。【提出問題】在上述兩個(gè)任務(wù)的解決過程中我們用到的共同方法是什么？你認(rèn)為在什么情況下用到了控制變量的思想？【我來解讀】控制變量是指通過控制其他實(shí)驗(yàn)條件不變，對(duì)可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的多個(gè)因素逐一進(jìn)行對(duì)比探究，然后通過數(shù)據(jù)分析、對(duì)比、總結(jié)、歸納得出結(jié)論的方法?！救蝿?wù)三】我來設(shè)計(jì)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)家里用的銅質(zhì)水龍頭表面出現(xiàn)了一層綠色的銹漬。經(jīng)查閱資料，他了解到這層銹漬的化學(xué)成分是[Cu2(OH)2CO3]。仔細(xì)觀察了水龍頭的使用環(huán)境后，他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、分析，得出了如下結(jié)論：金屬銅在潮濕的環(huán)境中容易銹蝕；銅的銹蝕是與水、空氣中的氧氣共同作用的結(jié)果。（1）你贊同他的結(jié)論嗎？請(qǐng)說明理由。（2）要弄清金屬銅銹蝕的影響因素，你認(rèn)為還應(yīng)該補(bǔ)充哪些實(shí)驗(yàn)？為什么？（3）如果要證明銅生銹的速度是否與二氧化碳的濃度有關(guān)，還應(yīng)補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是？【任務(wù)四】我來評(píng)價(jià)若想探究白磷燃燒的條件，你認(rèn)為上述哪個(gè)實(shí)驗(yàn)是多余的？【提出問題】生活中哪些地方也能用到控制變量法？【創(chuàng)設(shè)情境】小明跟著爸爸去挑選木地板，老板用小刀在自家的地板和別家的地板上刻劃，別家的地板上留下了很深的劃痕，老板得意的說：“咱家的地板強(qiáng)度大！”小明只說了一句話就讓老板啞口無(wú)言，他說了什么？【總結(jié)提升】學(xué)以致用才是根本！學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)完了初中化學(xué)的所有知識(shí)，也經(jīng)歷了課程標(biāo)準(zhǔn)中要求的所有的探究活動(dòng)，但學(xué)生是否具備了基本的科學(xué)思維方法了呢？本節(jié)課伊始，我用一個(gè)“探究不同金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱”的實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行了檢測(cè)。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中我發(fā)現(xiàn)他們都知道應(yīng)該通過比較不同金屬與相同的酸反應(yīng)的速度大小來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，但遺憾的是只有一個(gè)小組的同學(xué)選擇了狀態(tài)相同的金屬。這就說明，學(xué)生頭腦中對(duì)“控制變量”這種思維方式?jīng)]有清晰的認(rèn)識(shí)。但從小學(xué)科學(xué)到初一生物、初二物理直至初三化學(xué)課的學(xué)習(xí)過程中，控制變量法多次在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用，由此可見，將學(xué)科思維方法顯性化，幫助學(xué)生從不同實(shí)驗(yàn)中挖掘出所使用的共同的方法對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、發(fā)展科學(xué)探究能力能起到很重要的作用。效果分析本節(jié)課的任務(wù)一出自濟(jì)南市學(xué)業(yè)水平測(cè)試中的題目，在考試中，此題學(xué)生的得分率挺高，也都知道要控制不同金屬的狀態(tài)相同及選用濃度相同的同種酸。出乎我的意料的是，將題目轉(zhuǎn)變成實(shí)驗(yàn)，面對(duì)一堆真是的藥品時(shí)，學(xué)生沒有了面對(duì)文字的冷靜和謹(jǐn)慎，六個(gè)小組只有一個(gè)小組選擇了同種狀態(tài)的金屬。在聽完這個(gè)小組的匯報(bào)后，其他小組的同學(xué)心服口服，控制變量的思想也真正植入他們的內(nèi)心。后續(xù)的三個(gè)任務(wù)完成較好，學(xué)生能自己總結(jié)出在什么情況下要使用控制變量法，能完成難度較大的實(shí)驗(yàn)探究的設(shè)計(jì)，并能與生活相結(jié)合，用控制變量的思維方法來解決生活中遇到的問題，揭示故事的真理。所以說，將學(xué)科思維方法顯性化的教學(xué)是有助于提升學(xué)生能力和科學(xué)素養(yǎng)的，有較高的研究和實(shí)踐價(jià)值。課堂評(píng)測(cè)結(jié)果：正答率95%。教材分析化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科?！翱茖W(xué)探究”是“課程內(nèi)容”的第一部分，并滲透在所有的內(nèi)容目標(biāo)之中?？茖W(xué)探究的作用在于：使學(xué)生更好的理解化學(xué)知識(shí)的形成過程；有效地發(fā)展學(xué)生的思維能力；促進(jìn)學(xué)生在多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行學(xué)習(xí)；引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)會(huì)交流和合作；培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新能力。課標(biāo)在“發(fā)展探究能力”這個(gè)二級(jí)主題中“制定計(jì)劃”部分明確指出要“具有控制實(shí)驗(yàn)條件的意識(shí)”。2011版的課標(biāo)中增加了學(xué)生必須完成的8個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，其中燃燒條件和金屬的性質(zhì)為探究性實(shí)驗(yàn)，是讓學(xué)生經(jīng)歷完整的實(shí)驗(yàn)探究、培養(yǎng)探究意識(shí)的好機(jī)會(huì)。本節(jié)課是在學(xué)生經(jīng)歷了所有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)后的一節(jié)總結(jié)提升課。以金屬活動(dòng)性的比較、金屬生銹條件的探究、燃燒條件的探究為載體，以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和做實(shí)驗(yàn)為途徑，通過小組合作交流和教師點(diǎn)撥制定修改計(jì)劃，在這個(gè)過程中形成控制變量的科學(xué)思維意識(shí)。評(píng)測(cè)練習(xí)若想探究白磷燃燒的條件，你認(rèn)為上述哪個(gè)實(shí)驗(yàn)是多余的？課后反思這是我們團(tuán)隊(duì)做的理科思維習(xí)慣培養(yǎng)系列中的一節(jié)課?？刂谱兞渴撬欣砜茖W(xué)習(xí)共用的一種思維方法，學(xué)生從小學(xué)就開始接觸，上了初中后更是在各科學(xué)習(xí)中都廣泛使用。但目前我們對(duì)學(xué)生能力的考察僅僅通過紙筆測(cè)試。本節(jié)課的任務(wù)一就出自濟(jì)南市學(xué)業(yè)水平測(cè)試中的題目，在考試中，此題學(xué)生的得分率挺高，也都知道要控制不同金屬的狀態(tài)相同及選用濃度相同的同種酸。出乎我的意料的是，將題目轉(zhuǎn)變成實(shí)驗(yàn)，面對(duì)一堆真是的藥品時(shí)，學(xué)生沒有了面對(duì)文字的冷靜和謹(jǐn)慎，六個(gè)小組只有一個(gè)小組選擇了同種狀態(tài)的金屬。在聽完這個(gè)小組的匯報(bào)后，其他小組的同學(xué)心服口服，控制變量的思想也真正植入他們的內(nèi)心。所以我想，理論分析與實(shí)際操作還是有很大的差距的，紙上談兵不能真正轉(zhuǎn)化成能力，科學(xué)探究能力的培養(yǎng)一定要通過實(shí)際操作，只有在解決問題的實(shí)際過程中，只有面對(duì)真實(shí)的問題，學(xué)生才能真正學(xué)好如何解決問題。任務(wù)二的“我來分析”進(jìn)行的很順利，也幫助學(xué)生加深了對(duì)控制變量法的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。在這兩個(gè)環(huán)節(jié)后，學(xué)生對(duì)控制變量方法的總結(jié)也就水到渠成。任務(wù)三—探究銅生銹的條件是對(duì)學(xué)生能力的極高挑戰(zhàn)，當(dāng)三個(gè)變量同時(shí)影響一個(gè)目標(biāo)時(shí)，要研究其中一個(gè)要素就要控制其他兩個(gè)要素保持不變，這樣對(duì)比實(shí)驗(yàn)組數(shù)就會(huì)增加。在形成了對(duì)控制變量的清晰認(rèn)識(shí)后，學(xué)生的表現(xiàn)非常好，設(shè)計(jì)全面、思路清晰，出乎我的意料。任務(wù)四是對(duì)本節(jié)課學(xué)習(xí)效果的檢測(cè)。學(xué)習(xí)是為生活服務(wù)的，學(xué)以致用是根本。當(dāng)我提出生活中哪些地方能用到控制變量的思想時(shí)，學(xué)生的發(fā)言非常讓我驚喜，像刻舟求劍這樣的寓言故事也讓學(xué)生從科學(xué)的角度進(jìn)行了重新的解讀，指出了那個(gè)楚國(guó)人由于缺乏控制變量的思想所犯的錯(cuò)誤。能用課堂上學(xué)到的知識(shí)去指導(dǎo)生活，學(xué)會(huì)更科學(xué)地去生活，這才是化學(xué)學(xué)科科學(xué)素養(yǎng)的真正體現(xiàn)。課標(biāo)分析科學(xué)探究是課程標(biāo)準(zhǔn)中的第一個(gè)一級(jí)主題，它包括增進(jìn)對(duì)科學(xué)探究的理解、發(fā)展科學(xué)探究能力、學(xué)習(xí)基本的實(shí)驗(yàn)技能和完成基礎(chǔ)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)四個(gè)二級(jí)主題，本課題屬于“發(fā)展科學(xué)探究能力”這個(gè)主題。課程標(biāo)準(zhǔn)指出：知識(shí)也許可以通過機(jī)械記憶的方式獲取，技能也許可以通過反復(fù)訓(xùn)練的方式掌握，但科學(xué)思維卻只能在學(xué)生積極參與活動(dòng)的過程中有針對(duì)性的培養(yǎng)，而科學(xué)探究則被認(rèn)為是培養(yǎng)科學(xué)思維的最有效的途徑之一。將科學(xué)作為過程是理解科學(xué)探究的基礎(chǔ)，但科學(xué)探究卻又遠(yuǎn)比將科學(xué)作為過程更加復(fù)雜，既包括過程要素，還包括方法要素，而后者是設(shè)計(jì)科學(xué)