“控制变量研究的实验设计”教学案例及反思.docx
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“控制变量研究的实验设计”教学案例及反思
摘要结合南京市全市范围内开设的一节公开课,研讨了控制变量的概念在初中化学实验设计中的实施途径,并就课堂中如何激发学生兴趣提出了建议。
关键词控制变量法情境创设实验设计初中化
学复习课?
オ?
1背景分析
控制变量的概念在初中化学教材中并没有明确提出,但用控制变量法设计的实验一直是贯穿始终的。
学生对于相关知识点的理解和把握一般都是建立在教师的明确指引和调控之下,独立探索的空间不够,对于某些具体的对比实验中控制因素与可变因素的内涵和把握无从感受与体验,所以这部分内容一直是困扰学生的难点。
基于这样的认识,在对人教版初中化学教材中有关内容进行归纳整合后并借鉴学生平时反馈情况的基础上,笔者专门开设了一节用控制变量法来进行实验设计的复习课。
通过Falsh动画――水果的自述引入,错误方案呈现评析,回归教材,归纳总结,尝试设计
等环节层层深入,在轻松愉快的环境中完成实验设计,使学生排除畏惧心理,认识到生活中处处有化学,化学中处处有生活的道理。
本节课的目的是让学生:
(1)从控制变量的角度重新分析、认识教材中的许多实验设计;
(2)学会正确判断对比实验中的控制因素与可变因素;(3)初步学会用控制变量的思想完成实验设计。
为此,笔者一方面借助于拓展空间的手法,将学生进一步置身于探索者、发现者的角色,引导学生在了解基本概念的基础之上,自主探究对比实验中的控制因素与可变因素,并在交流对话、合作探究中完善实验设计;另一方面又借助多媒体教学手段,将自然、社会、生物等各个领域中的相关知识有效整合进本课教学,充分放大知识点的应用,努力折射枯燥的实验设计背后所散发的独特魅力。
2教学案例描述
2.1情景1
师:
水果在生活中随处可见,人人都喜爱它,特别到了冬天更要多吃水果,因为水果中含有(学生抢答:
水分、维生素、矿物质……)多种营养物质和水
分,不同的水果含有不同的营养物质,水果中究竟含有哪些营养物质?
就让我们来听听水果们的自述吧!
师:
播放Falsh动画――水果的自述(内含学生配音)
生:
兴高采烈,边看边笑,边议论。
师:
原来水果中含有丰富的维生素C,它是人体所必需的营养素,能与紫色的高锰酸钾溶液反应,使其褪色。
今天老师带来一些现榨的果汁,想请同学们和老师一起测定梨汁、橙汁和黄瓜汁中维生素C含量的相对多少。
(设计意图:
利用Falsh动画和化学知识在实际生活中的应用来创设情境,不仅能激发学生兴趣,还有助于引导学生学、思、疑、问,主动地进行探究。
)
生:
各自讨论方案,争先恐后抢着回答。
“将高锰酸钾溶液滴入果汁中,将果汁滴入高锰酸钾溶液中,观察褪色情况……”
师:
同学们回答得很好,在刚刚设计的方案中你认为哪些方案比较好,哪些方案有不妥之处,需要改进呢?
播放ppt:
采用图示的形式,出示几种方案,让
学生评析,请学生指出错误之处。
根据错误之处,和同学们一起确定正确可行的方案。
设计方案中要保证高锰酸钾溶液的浓度和体积、滴加果汁的滴管规格完全相同,计数使高锰酸钾溶液恰好褪色所需的果汁原汁的滴数,从而判断各种果汁中维生素C含量的相对多少。
师:
根据共同设计的方案演示实验,发现使相同浓度和体积的高锰酸钾溶液恰好褪色的果汁原汁滴数从少到多的顺序是:
橙汁、梨汁、黄瓜汁,由此得出结论:
维生素C含量由多到少分别为:
橙汁>梨汁>黄瓜汁,和学生一起总结该方案中控制不变的因素和变化的因素。
师:
请问该实验采用了什么方法?
生:
控制变量法。
师:
何为控制变量法?
生:
控制其他几个因素不变的情况下,集中研究一个变化的因素。
2.2情景2
师:
控制变量法在化学教材中一直是贯穿始终的,请同学们回顾一下哪些实验采用了这种方法?
生:
互相讨论。
生答:
(1)人体吸入的空气与呼出气体的探究;
(2)铁丝分别在空气与氧气中燃烧;(3)分解过氧化氢溶液制取氧气中是否加二氧化锰,加不同种类的催化剂探究是否影响反应速率;(4)探究燃烧的条件;
(5)探究铁生锈的条件……
师:
下面我们来看看几个比较典型的对比实验(见表1)。
(设计意图:
把教材中点、线、面上知识加以串
联、提炼、比较和分类,使学生充满凌乱感的知识能
“站起来”、“排好队”,理顺它们的关系。
)
2.3情景3
师:
铁在空气中长时间放置会生锈,铜如果长时间放置在空气中会怎样?
生:
也会生锈。
师:
(投影)李明同学视力不好,戴了一副眼镜(铜制眼镜框),某日发现镜框上出现了绿色物质,通过学习知道,该物质是铜锈,主要成分是Cu2(OH)2CO3(俗称铜绿)。
生:
阅读资料,提出问题,进行假设猜想:
铜生锈可能与空气中的水、氧气、二氧化碳有关。
师:
空气中的主要气体有氮气,为什么不猜测与氮气有关呢?
生:
因为从元素守恒的角度来说,铜绿中不含氮元素。
师:
很好,请同学们根据猜想设计实验方案,将方案写在学案上,可图示。
生:
思考,完成学案。
师:
实物投影学生设计的方案,与学生一起评析各种方案的优缺点,并确定最佳方案。
老师这里也设计了一组实验,请同学们评析。
生:
从优化实验的角度考虑,A是多余的,它只
考虑了水这个单一条件,另外还缺少一个铜丝与水、
二氧化碳接触的对比实验。
师:
根据刚才多种方案的评析,同学们很快找出了实验设计的不妥之处,再来看看D装置,这里NaOH溶液有什么作用?
你觉得设计严谨吗?
生:
吸收空气中的二氧化碳;不严谨,右边也应接一个吸收空气中的二氧化碳的装置,防止空气中的二氧化碳进入干扰实验。
师:
可NaOH溶液中含有水,你如何确定二氧化碳是与NaOH发生了反应,而不是与溶液中的水发生反应?
生:
再做一个对比实验。
师:
怎么做?
生:
在充满二氧化碳的2个体积大小相同的软塑料瓶中分别注入等体积的水与NaOH溶液,旋紧瓶盖后振荡,观察瓶子瘪的程度。
师:
很棒,通过前面的学习,同学们掌握了控制变量法的应用。
因此,在现实生活和今后的学习中我们应该注意:
为了研究一个变化的因素,必须控制住其他相关因素不变。
3教学反思
学生的潜能是无限的,当课堂中每一个学生学习的潜能都被激发时,课堂的活力就会闪现出来。
趣味性实验、Falsh动画、身边的事物等元素的引入使得整节课上同学们个个兴致高涨,连平时不愿意学习的学生也参与了讨论,大家纷纷献计献策设计不同的方案。
思维是创新的前提和内核,启发学生进行思维不但可以使枯燥艰涩的教学活动变得生动有趣,而且更能实现教学目标。
如何上好每一节课,不断
激发学生的求知欲,这就需要老师课前认真备课,精心设计课堂教学,引导学生“渐渐生疑”、“节节有疑”,做课堂生成中的“推波助澜者”。
3.1注重情境的创设,给学生一个思维联想的课
堂
创设良好的教学情境有助于学生产生积极的情感,促进学生进行思维联想,便于学生对知识进行重组与改造,易帮助学生知识的同化与顺应。
例如:
故事、谜语、歌谣、图形、录像、情景短剧、课外活动等情境的有效引入,不仅融洽了课堂气氛,使学生乐意地加入老师的话题,和老师一起探讨研究,还在现实生活与化学学习、具体问题与抽象概念之间架起了一座桥梁,加深了学生对抽象概念的理解和把握,起到了事半功倍的效果。
3.2注重实验的设计,给学生一个探索实践的课
堂
实验的魅力不可估量,实验现象的五彩缤纷、实验结果的“出乎想象”等均能激发学生求知的欲望。
老师正可以利用各种令人赏心悦目的化学物质和化学现象为学生创设学习情境,从刺激学生感官入手,激发学生学习的兴趣,不断挖掘化学的奇、新、美和趣,让学生在化学世界里尽情地探索。
3.3注重知识的迁移运用,给学生一个能力提高的课堂
学习的最终目的并不是将知识经验储存于头脑中,而是要将知识应用于各种不同的实际情境中,解决现实中的各种问题。
为提高学生的综合能力,教师需要帮助学生掌握“双基”,让他们在建立完整的知识主干结构前提下“广积粮”。
通过分析知识迁移的过程,把解题的步骤、技巧、策略以及审题和检查的方法教给学生,开拓学生的思维空间,逐步培养学生举一反三、灵活运用基础知识和基本技能解决实际问题的能力与技巧,给学生一个能力提高的课堂,使学生“活学活用、学以致用、开拓创新”。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育化学课程标准(实验稿).北京:
北京师范大学出版社,2001
[2]义务教育课程标准实验教科书:
化学(上册、下
册).第2版,北京:
人民教育出版社,2006
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- 控制变量 研究 实验设计 教学 案例 反思