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从控制变量入手,提升学生的高阶思维

从控制变量入手,提升学生的高阶思维

作者: 弘金地尹彦婷 | 来源:发表于2023-03-27 20:27 被阅读0次

            科学探究是初中化学的一项重要的实践活动,也是初中阶段需要着重培养和发展的核心素养。在科学探究活动中,对于多变量问题的研究通常采用控制变量的方法,因此,控制变量的思想是科学探究式实验研究的核心思想,也是中考当中科学探究题的考察重点。

            今天课堂上选取的题目是一道实验方案评价的选择题。

            根据数据可以看出,学生初次选择的结果为C选项居多,经过C选项挑人后,发现很多学生对于固体溶质配制溶液和浓溶液稀释两种实验操作的具体操作步骤和专有名词产生了混淆,甚至有的同学没有看到下面的操作方法,想当然的直接进行了选择。经过回忆后C选项的选择人数有了一定的减少。二次投票后,选择A的人数有了大幅度增加,选择B的人数有了轻微减少。毫无疑问,AB两个选项都是考察了关于控制变量的重要思想。在经过B选项挑人,重述了控制变量的概念,再经过小组讨论后,进行三次投票,答案基本已经锁定在AB,其中绝大多数同学选择了A。

            但是第三次投票后出现了一个非常有意思的现象,两位同学从“会”变成了“不会”,其中6号同学的作答历程是从C到A最终到E,而10号同学一直坚持C选项,最终选择了E。

            通过询问可以得知,两位同学对于溶液配制的基本操作规范还是很熟悉的,但是细节处理上仍需要加强。数据显示,10号同学自始至终仍然没有理解控制变量的思想,而6号同学甚至包括已经选出正确答案的同学,他们就真的理解了什么是“控制变量”吗?

            其实两个选项都是只涉及了两个影响因素,可燃物燃烧的条件——氧气、温度达到着火点,铁定生锈的条件——氧气、水。依据控制变量法的基本要求,每次实验只改变其中某一个因素,而控制另一个因素不变。准确定位出两个自变量这一点并不难做到,而难点在于如何进行控制变量。特别是对于一些综合性比较强的实验探究题目,学生对于信息的提取和整合能力往往也比较差,不知如何下手。

            这个时候就要引导学生首先通过分析实验目的入手,明确核心任务,初步形成对于物质或者化学反应的基本认识。比如A选项的实验目的是探究可燃物的燃烧条件。其次是通过分析实验方案找全整个实验体系中所有可能的变量,并且确定好自变量、因变量和控制变量。最后,结合实验事实,分析得出控制除自变量之外的其他所有变量相同条件下,自变量对于因变量产生了怎样的影响。

            因此教师在教学的过程中应该从最基本的模型出发,引导学生通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系,建立认知模型,并能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。特别是应对科学探究的任务时,教师应充分利用归纳演绎法,创设真实情境,让学生体验过程,并引领学生认识和建构相关认知模型,形成分析和解决具体问题的一般思路和方法,并将模型迁移到更多情境中,达到巩固和强化模型的作用,使学生的高阶思维水平得到提升。除此之外,化学是一门以实验为基础的科学,实验活动不仅有利于学生更深入地领悟素养和思想的内涵,更有助于学生在浸润式体验中自我建构解决问题的方法和路径,同时完善素养体系。实现由已知向未知、由基本实验向科学探究的过渡和迁移。

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