刘升斌

摘要：以2017年福建省中考实验探究题为切入点，简单评述试题的特点和新形势下对中考复习的要求，阐述控制变量思想在中考复习教学中的必要性及其意义。根据中考复习的特点和教学目标的要求，开展以渗透控制变量思想的中考复习教学，结合有代表性的实例提出有效的教学策略和方法。

关键词：中考复习；控制变量法；教学研究

文章编号：1005–6629（2017）12–0077–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

控制变量法在化学研究领域有广泛的应用。在2017年福建省中考化学试卷的一道实验探究题中，控制变量思想得到了充分的体现。因此在化学教学中，教师要有意识地培养学生控制变量思想，特别是在中考复习中，结合复习考纲要求，在教学中渗透这一思想，帮助学生记忆知识，理解内容，快速解题，准确作答。

1 问题来源

2017年福建省中考由省统一命题，化学试卷的实验探究题特别注重基础知识和基本技能的考查，以及学生在解题中体验科学探究的过程，同时强调学生科学思维和综合能力的检测。其中第15题第（2）小题以碘化钾的变质原因为探究内容，系统地考察了酸、碱、盐的有关知识、实验条件的控制、实验过程的设计、化学方程式的书写等。试题如下：

碘化钾（KI）是白色固体，保存不当会被氧化为单质碘（I2）而泛黄变质。化学小组查得以下资料：

[实验2]

按图1 A所示装置进行实验，数日后，观察到碘化钾固体无泛黄现象。

③据此现象，可得出的结论是 。

[实验3]

按图1 B所示装置进行实验，数日后，观察到碘化钾固体无泛黄现象。

查阅文献获知，常温下某些气体和固体反应须在潮湿环境中进行。

⑤根據上述实验，化学小组得出结论：碘化钾固体泛黄变质是碘化钾与 共同作用的结果。

不难发现，碘化钾变质原因的探究和沪教版九年级《化学》上册铁生锈的原因探究，在方法和思想上有相似之处。这就为中考命题提供了教材原型，也为学生作答提供了“脚手架”，不至于无从下手。纵观近年来各地中考试题，以教材知识或内容为原型的试题层出不穷，这也为中考复习提出了方向：教学要注重回归教材。

同时，在解答本题的过程中始终贯穿控制变量的思想。需要学生根据试题提供的信息，归纳总结实验条件中的自变量（刺激变量）和无关变量（干扰变量），从单一因素引发的实验结果，判断该因素是否为影响因素。由于碘化钾变质是多因素影响的结果，因此在设计实验时需要多组对比实验：空气（含有氧气、二氧化碳、水等成分）中碘化钾变质（固体泛黄）、潮湿的氧气（含有水和氧气）中不变质、氧气和二氧化碳中不变质，由此得出结论：碘化钾固体泛黄变质是碘化钾与氧气、水、二氧化碳共同作用的结果。

在本题所提供的实验方案中其实是无法说明氧气这一影响因素的，因为三组对比实验中都有氧气的存在。但根据题中所给的两个化学方程式，出题者已经默认了氧气在碘化钾变质中的作用。碘化钾在空气中变质问题有很多学者研究过，该过程的反应原理用离子方程式可表示为：4H++4I-+O2=2I2+2H2O。从这个式子中无法说明二氧化碳的作用，出题者为迎合初三学生认知水平的局限性，将二氧化碳这一因素融合在题目中，有助于学生理解。实际上可以将二氧化碳看作为反应提供了酸性环境。

作为中考复习教学的指导性文件——《福建省初中学科教学与考试指导意见·化学》（以下简称《指导意见》）于2017年年初发布。《指导意见》在教学策略和方法中提出：重视化学实验等探究活动；重视化学理论性知识的教学与化学学科思维的培养。以实验为基础是化学学科的重要特征之一，化学实验对全面提高学生的科学素养有极为重要的作用。为揭示物质及其变化的属性和规律，需要通过实验认识物质的宏观性质和变化。在实验教学中，调动学生参与化学探究活动，传授学科知识，实现学科思想的渗透，从而培养学生的学科能力和提高科学素养。因此，化学教学中应重视化学理论性知识教学和学科思维的培养。但目前在中考复习教学中，教师往往强化学科知识的巩固，却忽视化学学科思维的渗透。

控制变量法是科学研究领域常用的一种研究方法。控制变量是指通过控制其他实验条件不变，对可能影响实验结果的多个因素逐一进行对比探究，然后通过数据分析、比对、总结、归纳，得出结论。通过在教学中渗透控制变量思想有助于学生形成“在一定条件下物质可以转化”的观点，认识化学变化的本质。中考复习是初中化学教学的最后阶段，也可能是一些学生系统学习化学知识的最后阶段，在此过程中要为学生在生产、生活中可能遇到的化学问题提供科学方法，形成运用控制变量思想来解决问题的意识，为他们终生学习提供帮助。

2 在中考复习中渗透控制变量思想的意义

在初中化学教材中的许多实验都体现了控制变量的思想，如前文提到的铁生锈的原因探究，还有燃烧条件的探究等等。但是教材中的体现是不连续的，没有系统地培养学生控制实验条件的知识体系，而学习方法和能力的不同也导致学生掌握这一思维方法的效果不同。因此，在中考复习中渗透控制变量思想，有目的、有步骤地使学生逐渐形成和灵活应用显得尤为重要。

首先，激发学生的学习兴趣和探究欲望。中考复习教学对于优秀学生来说像是“炒冷饭”，因为他们对基础知识掌握得较为扎实。但全面复习是针对全体学生的，教师在教学时要照顾大多数，对优秀学生而言教学内容似乎显得简单，但他们可能只是将知识点记忆清楚了，并不一定“知其所以然”；对于基础较薄弱的学生来说可能听得云里雾里，因为中考复习教学不可能再像上新课一样精讲精练，又因为涉及内容广，复习强度大，练习习题多，使得他们复习跟不上教师的节奏。若有意识地将实验思想方法渗透到中考复习中，讲清楚构成知识体系的关键环节，特别是在讲解实验时，教会学生用控制变量思想分析，就能使学习内容更有层次感。例如在复习二氧化碳与氢氧化钠溶液反应时，有些学生会认为水在其中也会起作用，此时可以让学生设计对比实验，激发他们探究的欲望。endprint

其次，提高学生的思维能力和促进理解记忆。中考复习的目的是要将初中所学的化学知识建立起一个知识网络，避免出现漏洞。知识的系统化和综合性给学生提出了更高的要求。用控制变量思想思考问题，对学生思维能力的训练有突出作用。可以使学生发现知识内在的逻辑关系，形成独具特色的思维方式和记忆方法，全面地认识问题，在认识上找到知识的原点，从此搭建起知识的大厦。

第三，有助于学生对知识的创新运用。学生在经过一段时间的学习后储备了一定的化学知识，在中考复习中渗透控制变量思想，可以使学生灵活运用已学知识，融会贯通地将知识进行系统整合和重新构建，用于解决在生产、生活中可能遇到的化学问题，实现知识的创新运用。特别在实验设计方面，一直是学生的薄弱环节，它需要学生能够全面把握实验目的和要求，从而设计出合理的实验方案，这也正是中考实验探究试题所要考查的学生能力。

3 在中考复习中渗透控制变量思想的策略和方法

3.1 回归教材考纲，注重夯实双基

没有扎实的基础知识和基础技能，认识体系就成了无本之木、无源之水，学生就无法在中考时正确解答试题，以及运用知识来解决实际问题。因此回归教材考纲，夯实双基就显得尤为重要。在第一轮中考复习中要做到知识的全覆盖，使学生建立起知识的网络。由于复习不再重复进行实验演示或者学生实验，因此在复习实验时更要注重思想的渗透，结合教学内容的特点采用主题整合、聚焦核心、问题导学、模型建构等策略来实施，从而有效培育学生的化学核心素养。教师可以在复习中引导学生自行分析实验条件中的自变量、无关变量和因变量，充分挖掘实验的内涵，创设问题情境，激发学生的学习兴趣。例如：在复习燃烧条件时，有的教师只关注三个条件的记忆，忽视这一知识是如何获得的过程。此时可以回归到课本，重新回顾实验内容，分析实验是如何控制变量的，又是如何得出结论的。这样不仅实现了知识的获取，还能指导学生掌握正确的学习方法。

另外，学生在书写燃烧的化学方程式时常常忘记写燃烧的条件——“点燃”。在渗透控制变量思想的同时，引发学生思考燃烧为什么要有“点燃”的条件，使学生明白这一条件对应燃烧三个条件中的“温度要达到可燃物的着火点”，从而解决一直存在的问题。

再如复习溶解性影响因素时，不仅可以通过分析实验中如何控制变量，还可以联系溶解度曲线的有关知识，说明随着温度的改变溶解度也发生变化。这样能使学生构建起知识的网络，把有内在逻辑联系的知识点交织在一起，有助于记忆和理解，同时填补知识体系上的漏洞。

3.2 充分利用习题，提高解题能力

在中考复习中，学生通过适量的习题训练，对于解题能力的提高有重要作用。在完成习题的过程中，学生可以熟悉考点如何以试题的形式呈现，掌握命题人的设计思路，灵活运用所学的知识，从而巩固基本概念，加深对原理的理解，提高思维能力和解题能力。纵观历年各地、市的中考卷，有大量以控制变量法为设计思路的实验探究试题。例如2016年泉州中考卷第17题（节选）：

用不同温度的水，配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的碳酸钠溶液，依次测量溶液的pH，记录数据如下表：

（2）要得出碳酸钠溶液的溶质质量分数变化与pH变化关系的结论，可选择的一组实验（填实验编号），结论是 。

此题借助控制变量法，对碳酸钠溶液溶质质量分数、水的温度等因素是否影响溶液pH进行研究。在讲评此题过程中，引导学生审题时先要知道题中控制变量的目的，找出变量和变化范围，最后结合数据进行分析、归纳，得出结论。在“结论”的文字表述中要强调准确性，當只说明一种影响因素的作用时，要写出“其他条件相同的情况下”，体现控制变量思想，让学生形成解题思路，掌握正确的解题方法。

中考习题综合性强，考查内容广，需要学生有完善的知识体系。通过练习和讲评有关试题，为学生创造问题情境，体会控制变量法的运用。

3.3 善于发现问题，鼓励大胆创新

发现问题，出现认知冲突，在学生知识构建中可以起到事半功倍的效果。进入中考复习，学生的知识体系趋于完善，对于很多问题可以从更高的视角去看待，同时也会出现新的认知冲突和问题。例如在之前的学习中，学生对催化剂的认识只局限于二氧化锰一种，用于催化过氧化氢或者氯酸钾的分解制取氧气。由此出现一个问题：有的学生遇到催化剂时，想当然认为就是二氧化锰。其实催化剂的种类很多，在不同的反应中可以选择不同的催化剂。因此，在复习到催化剂有关知识时，教师可以在此基础上提出问题：氧化铁、氧化铜等金属氧化物能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂？引导学生运用控制变量法来设计实验方案，鼓励发散思维，大胆创新。在此过程中，学生对催化剂这一知识加深了认识，同时也向学生渗透了控制变量思想，增强了有效利用知识的能力。有条件的情况下，可以将学生设计好的实验方案予以实施，让学生收获成就感，树立学习的自信心。

控制变量思想不仅在科学研究中运用，还可解决生活中的实际问题。《指导意见》指出：联系社会实际，贴近学生生活，拓宽学生视野。九年级学生已经接触到很多与化学有关的生活问题，特别是进入中考复习阶段，学生有了较为完备的知识体系，让学生了解身边的化学，分析生活中的化学，能够提高学生的生活质量和生存能力。中考复习中，教师要注意联系实际，引导学生回顾之前观察到的现象以及新发现的一些问题，结合已学知识，帮助学生拓宽视野，开阔思路，综合运用化学及其他学科的知识进行分析，并将控制变量法作为解决问题的思考途径，解决一些简单的实际问题。如此，可以让学生将知识活学活用，乐趣无穷，也为终生学习打下坚实的基础。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准（2011版）[S].北京：北京师范大学出版社，2011：2～3.

[2]中学化学国家课程标准研制组.义务教育教科书·化学（九年级上、下册）[M].上海：上海教育出版社，2016.

[3]李晓明，管廷河. KI溶液遇到空气氧化变质原因的探究[J].化学教学，2013，（5）：47～49.

[4]李俊红.结合中考题谈控制实验条件及相关教学时机的把握[J].化学教学，2016，（8）：73～77.endprint