劉升斌

摘要：以2017年福建省中考實驗探究題為切入點，簡單評述試題的特點和新形勢下對中考復習的要求，闡述控制變量思想在中考復習教學中的必要性及其意義。根據(jù)中考復習的特點和教學目標的要求，開展以滲透控制變量思想的中考復習教學，結(jié)合有代表性的實例提出有效的教學策略和方法。

關(guān)鍵詞：中考復習；控制變量法；教學研究

文章編號：1005–6629（2017）12–0077–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

控制變量法在化學研究領(lǐng)域有廣泛的應用。在2017年福建省中考化學試卷的一道實驗探究題中，控制變量思想得到了充分的體現(xiàn)。因此在化學教學中，教師要有意識地培養(yǎng)學生控制變量思想，特別是在中考復習中，結(jié)合復習考綱要求，在教學中滲透這一思想，幫助學生記憶知識，理解內(nèi)容，快速解題，準確作答。

1 問題來源

2017年福建省中考由省統(tǒng)一命題，化學試卷的實驗探究題特別注重基礎知識和基本技能的考查，以及學生在解題中體驗科學探究的過程，同時強調(diào)學生科學思維和綜合能力的檢測。其中第15題第（2）小題以碘化鉀的變質(zhì)原因為探究內(nèi)容，系統(tǒng)地考察了酸、堿、鹽的有關(guān)知識、實驗條件的控制、實驗過程的設計、化學方程式的書寫等。試題如下：

碘化鉀（KI）是白色固體，保存不當會被氧化為單質(zhì)碘（I2）而泛黃變質(zhì)?；瘜W小組查得以下資料：

[實驗2]

按圖1 A所示裝置進行實驗，數(shù)日后，觀察到碘化鉀固體無泛黃現(xiàn)象。

③據(jù)此現(xiàn)象，可得出的結(jié)論是 。

[實驗3]

按圖1 B所示裝置進行實驗，數(shù)日后，觀察到碘化鉀固體無泛黃現(xiàn)象。

查閱文獻獲知，常溫下某些氣體和固體反應須在潮濕環(huán)境中進行。

⑤根據(jù)上述實驗，化學小組得出結(jié)論：碘化鉀固體泛黃變質(zhì)是碘化鉀與 共同作用的結(jié)果。

不難發(fā)現(xiàn)，碘化鉀變質(zhì)原因的探究和滬教版九年級《化學》上冊鐵生銹的原因探究，在方法和思想上有相似之處。這就為中考命題提供了教材原型，也為學生作答提供了“腳手架”，不至于無從下手。縱觀近年來各地中考試題，以教材知識或內(nèi)容為原型的試題層出不窮，這也為中考復習提出了方向：教學要注重回歸教材。

同時，在解答本題的過程中始終貫穿控制變量的思想。需要學生根據(jù)試題提供的信息，歸納總結(jié)實驗條件中的自變量（刺激變量）和無關(guān)變量（干擾變量），從單一因素引發(fā)的實驗結(jié)果，判斷該因素是否為影響因素。由于碘化鉀變質(zhì)是多因素影響的結(jié)果，因此在設計實驗時需要多組對比實驗：空氣（含有氧氣、二氧化碳、水等成分）中碘化鉀變質(zhì)（固體泛黃）、潮濕的氧氣（含有水和氧氣）中不變質(zhì)、氧氣和二氧化碳中不變質(zhì)，由此得出結(jié)論：碘化鉀固體泛黃變質(zhì)是碘化鉀與氧氣、水、二氧化碳共同作用的結(jié)果。

在本題所提供的實驗方案中其實是無法說明氧氣這一影響因素的，因為三組對比實驗中都有氧氣的存在。但根據(jù)題中所給的兩個化學方程式，出題者已經(jīng)默認了氧氣在碘化鉀變質(zhì)中的作用。碘化鉀在空氣中變質(zhì)問題有很多學者研究過，該過程的反應原理用離子方程式可表示為：4H++4I-+O2=2I2+2H2O。從這個式子中無法說明二氧化碳的作用，出題者為迎合初三學生認知水平的局限性，將二氧化碳這一因素融合在題目中，有助于學生理解。實際上可以將二氧化碳看作為反應提供了酸性環(huán)境。

作為中考復習教學的指導性文件——《福建省初中學科教學與考試指導意見·化學》（以下簡稱《指導意見》）于2017年年初發(fā)布?！吨笇б庖姟吩诮虒W策略和方法中提出：重視化學實驗等探究活動；重視化學理論性知識的教學與化學學科思維的培養(yǎng)。以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一，化學實驗對全面提高學生的科學素養(yǎng)有極為重要的作用。為揭示物質(zhì)及其變化的屬性和規(guī)律，需要通過實驗認識物質(zhì)的宏觀性質(zhì)和變化。在實驗教學中，調(diào)動學生參與化學探究活動，傳授學科知識，實現(xiàn)學科思想的滲透，從而培養(yǎng)學生的學科能力和提高科學素養(yǎng)。因此，化學教學中應重視化學理論性知識教學和學科思維的培養(yǎng)。但目前在中考復習教學中，教師往往強化學科知識的鞏固，卻忽視化學學科思維的滲透。

控制變量法是科學研究領(lǐng)域常用的一種研究方法?？刂谱兞渴侵竿ㄟ^控制其他實驗條件不變，對可能影響實驗結(jié)果的多個因素逐一進行對比探究，然后通過數(shù)據(jù)分析、比對、總結(jié)、歸納，得出結(jié)論。通過在教學中滲透控制變量思想有助于學生形成“在一定條件下物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化”的觀點，認識化學變化的本質(zhì)。中考復習是初中化學教學的最后階段，也可能是一些學生系統(tǒng)學習化學知識的最后階段，在此過程中要為學生在生產(chǎn)、生活中可能遇到的化學問題提供科學方法，形成運用控制變量思想來解決問題的意識，為他們終生學習提供幫助。

2 在中考復習中滲透控制變量思想的意義

在初中化學教材中的許多實驗都體現(xiàn)了控制變量的思想，如前文提到的鐵生銹的原因探究，還有燃燒條件的探究等等。但是教材中的體現(xiàn)是不連續(xù)的，沒有系統(tǒng)地培養(yǎng)學生控制實驗條件的知識體系，而學習方法和能力的不同也導致學生掌握這一思維方法的效果不同。因此，在中考復習中滲透控制變量思想，有目的、有步驟地使學生逐漸形成和靈活應用顯得尤為重要。

首先，激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望。中考復習教學對于優(yōu)秀學生來說像是“炒冷飯”，因為他們對基礎知識掌握得較為扎實。但全面復習是針對全體學生的，教師在教學時要照顧大多數(shù)，對優(yōu)秀學生而言教學內(nèi)容似乎顯得簡單，但他們可能只是將知識點記憶清楚了，并不一定“知其所以然”；對于基礎較薄弱的學生來說可能聽得云里霧里，因為中考復習教學不可能再像上新課一樣精講精練，又因為涉及內(nèi)容廣，復習強度大，練習習題多，使得他們復習跟不上教師的節(jié)奏。若有意識地將實驗思想方法滲透到中考復習中，講清楚構(gòu)成知識體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，特別是在講解實驗時，教會學生用控制變量思想分析，就能使學習內(nèi)容更有層次感。例如在復習二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應時，有些學生會認為水在其中也會起作用，此時可以讓學生設計對比實驗，激發(fā)他們探究的欲望。endprint

其次，提高學生的思維能力和促進理解記憶。中考復習的目的是要將初中所學的化學知識建立起一個知識網(wǎng)絡，避免出現(xiàn)漏洞。知識的系統(tǒng)化和綜合性給學生提出了更高的要求。用控制變量思想思考問題，對學生思維能力的訓練有突出作用?？梢允箤W生發(fā)現(xiàn)知識內(nèi)在的邏輯關(guān)系，形成獨具特色的思維方式和記憶方法，全面地認識問題，在認識上找到知識的原點，從此搭建起知識的大廈。

第三，有助于學生對知識的創(chuàng)新運用。學生在經(jīng)過一段時間的學習后儲備了一定的化學知識，在中考復習中滲透控制變量思想，可以使學生靈活運用已學知識，融會貫通地將知識進行系統(tǒng)整合和重新構(gòu)建，用于解決在生產(chǎn)、生活中可能遇到的化學問題，實現(xiàn)知識的創(chuàng)新運用。特別在實驗設計方面，一直是學生的薄弱環(huán)節(jié)，它需要學生能夠全面把握實驗目的和要求，從而設計出合理的實驗方案，這也正是中考實驗探究試題所要考查的學生能力。

3 在中考復習中滲透控制變量思想的策略和方法

3.1 回歸教材考綱，注重夯實雙基

沒有扎實的基礎知識和基礎技能，認識體系就成了無本之木、無源之水，學生就無法在中考時正確解答試題，以及運用知識來解決實際問題。因此回歸教材考綱，夯實雙基就顯得尤為重要。在第一輪中考復習中要做到知識的全覆蓋，使學生建立起知識的網(wǎng)絡。由于復習不再重復進行實驗演示或者學生實驗，因此在復習實驗時更要注重思想的滲透，結(jié)合教學內(nèi)容的特點采用主題整合、聚焦核心、問題導學、模型建構(gòu)等策略來實施，從而有效培育學生的化學核心素養(yǎng)。教師可以在復習中引導學生自行分析實驗條件中的自變量、無關(guān)變量和因變量，充分挖掘?qū)嶒灥膬?nèi)涵，創(chuàng)設問題情境，激發(fā)學生的學習興趣。例如：在復習燃燒條件時，有的教師只關(guān)注三個條件的記憶，忽視這一知識是如何獲得的過程。此時可以回歸到課本，重新回顧實驗內(nèi)容，分析實驗是如何控制變量的，又是如何得出結(jié)論的。這樣不僅實現(xiàn)了知識的獲取，還能指導學生掌握正確的學習方法。

另外，學生在書寫燃燒的化學方程式時常常忘記寫燃燒的條件——“點燃”。在滲透控制變量思想的同時，引發(fā)學生思考燃燒為什么要有“點燃”的條件，使學生明白這一條件對應燃燒三個條件中的“溫度要達到可燃物的著火點”，從而解決一直存在的問題。

再如復習溶解性影響因素時，不僅可以通過分析實驗中如何控制變量，還可以聯(lián)系溶解度曲線的有關(guān)知識，說明隨著溫度的改變?nèi)芙舛纫舶l(fā)生變化。這樣能使學生構(gòu)建起知識的網(wǎng)絡，把有內(nèi)在邏輯聯(lián)系的知識點交織在一起，有助于記憶和理解，同時填補知識體系上的漏洞。

3.2 充分利用習題，提高解題能力

在中考復習中，學生通過適量的習題訓練，對于解題能力的提高有重要作用。在完成習題的過程中，學生可以熟悉考點如何以試題的形式呈現(xiàn)，掌握命題人的設計思路，靈活運用所學的知識，從而鞏固基本概念，加深對原理的理解，提高思維能力和解題能力。縱觀歷年各地、市的中考卷，有大量以控制變量法為設計思路的實驗探究試題。例如2016年泉州中考卷第17題（節(jié)選）：

用不同溫度的水，配制溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)分別為2%、6%和10%的碳酸鈉溶液，依次測量溶液的pH，記錄數(shù)據(jù)如下表：

（2）要得出碳酸鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變化與pH變化關(guān)系的結(jié)論，可選擇的一組實驗（填實驗編號），結(jié)論是 。

此題借助控制變量法，對碳酸鈉溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、水的溫度等因素是否影響溶液pH進行研究。在講評此題過程中，引導學生審題時先要知道題中控制變量的目的，找出變量和變化范圍，最后結(jié)合數(shù)據(jù)進行分析、歸納，得出結(jié)論。在“結(jié)論”的文字表述中要強調(diào)準確性，當只說明一種影響因素的作用時，要寫出“其他條件相同的情況下”，體現(xiàn)控制變量思想，讓學生形成解題思路，掌握正確的解題方法。

中考習題綜合性強，考查內(nèi)容廣，需要學生有完善的知識體系。通過練習和講評有關(guān)試題，為學生創(chuàng)造問題情境，體會控制變量法的運用。

3.3 善于發(fā)現(xiàn)問題，鼓勵大膽創(chuàng)新

發(fā)現(xiàn)問題，出現(xiàn)認知沖突，在學生知識構(gòu)建中可以起到事半功倍的效果。進入中考復習，學生的知識體系趨于完善，對于很多問題可以從更高的視角去看待，同時也會出現(xiàn)新的認知沖突和問題。例如在之前的學習中，學生對催化劑的認識只局限于二氧化錳一種，用于催化過氧化氫或者氯酸鉀的分解制取氧氣。由此出現(xiàn)一個問題：有的學生遇到催化劑時，想當然認為就是二氧化錳。其實催化劑的種類很多，在不同的反應中可以選擇不同的催化劑。因此，在復習到催化劑有關(guān)知識時，教師可以在此基礎上提出問題：氧化鐵、氧化銅等金屬氧化物能否作為過氧化氫溶液分解的催化劑？引導學生運用控制變量法來設計實驗方案，鼓勵發(fā)散思維，大膽創(chuàng)新。在此過程中，學生對催化劑這一知識加深了認識，同時也向?qū)W生滲透了控制變量思想，增強了有效利用知識的能力。有條件的情況下，可以將學生設計好的實驗方案予以實施，讓學生收獲成就感，樹立學習的自信心。

控制變量思想不僅在科學研究中運用，還可解決生活中的實際問題?！吨笇б庖姟分赋觯郝?lián)系社會實際，貼近學生生活，拓寬學生視野。九年級學生已經(jīng)接觸到很多與化學有關(guān)的生活問題，特別是進入中考復習階段，學生有了較為完備的知識體系，讓學生了解身邊的化學，分析生活中的化學，能夠提高學生的生活質(zhì)量和生存能力。中考復習中，教師要注意聯(lián)系實際，引導學生回顧之前觀察到的現(xiàn)象以及新發(fā)現(xiàn)的一些問題，結(jié)合已學知識，幫助學生拓寬視野，開闊思路，綜合運用化學及其他學科的知識進行分析，并將控制變量法作為解決問題的思考途徑，解決一些簡單的實際問題。如此，可以讓學生將知識活學活用，樂趣無窮，也為終生學習打下堅實的基礎。

參考文獻：

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