人教版初三化学“燃烧条件”实验复习中控制变量法的应用设计

引言

“燃烧条件”是人教版初三化学教学中一个重要教学内容，其实验能帮助学生更好地了解化学反应和物质的特性，使学生直观了解燃烧发生所需要的条件。在复习“燃烧条件”实验时运用控制变量法，既可以使学生对所学的知识进行巩固，又可以使他们养成科学的思考方法和培养实验探索的能力。

一、控制变量法概述

控制变量法是指在研究和解决问题的过程中，通过人为地控制影响事物变化规律的因素或条件，使得某些条件根据一定的需求而改变或不改变，从而解决问题[1]。化学试验采用控制变量法能改变某一个因素，研究这一因素的变化给实验结果造成的影响，从而明确各个因素和实验现象和结果的关系。

二、控制变量法在 “燃烧条件” 实验复习中的具体应用设计

（一）实验目的

通过对“燃烧条件”实验的复习，使学生对控制变量方法在实验中的运用有较为深刻的认识，加深对三个燃烧条件及相互关系的深入理解，增强学生对问题的分析、设计和解决问题的能力，同时也培养学生严谨的科学态度和创造性思维。

（二）实验器材准备

大烧杯、薄铜片、镊子、酒精灯、试管、橡胶塞、白磷、红磷等。

（三）实验步骤设计

1. 探究可燃物是燃烧的必要条件

用同样的两根试管，在一根管里放一小块白磷，在另外一根管里放一颗大小和白磷相似的小石子。之后将两根试管一起放入到酒精灯中加热相同的时间，观察其发生的变化。在这个实验中，温度和氧气相同，其中的变量是物质是不是可燃物。两个试管以同样的方法被加热，与氧气接触情况相同、加热时间一致。在这一过程中可以观察到装有白磷的试管内，发现其在燃烧，而小石子却没有任何变化。可以得知可燃物是燃烧的必要条件，如果没有可燃物质，即便具有相同的条件也无法燃烧。

2. 探究与氧气（或空气）接触是燃烧的必要条件

将适量的热水倒入大烧杯中，然后将一小片白磷置于其中，这样白磷不会燃烧；将一空管倒置于热水中的白磷之上，使其中充满空气，观察发生的现象；再用注射器将氧气注入管中，并持续观察。在该试验中，白磷是可燃物，且温度能够达到着火点时，其受控因素是白磷和氧气的接触情况。开始时，热水中的白磷不能与氧气接触，但将管子倒转过来，使其与管中的空气（包括氧气）相接触，白磷会发生燃烧，注入氧气后，燃烧变得更加剧烈。这说明要燃烧就必须与氧气（或空气）相接触，提高氧含量可使燃烧更加彻底。

3. 探究温度达到着火点是燃烧的必要条件

将一小块白磷与一小块红色磷分别置于一张薄铜片上，并将其放置于一只装有热水的烧杯上方（不与热水接触），观察现象；再用酒精灯加热薄铜片，持续观察。红磷与白磷均为可燃物，均能充分地接触到空气，控制的变量是温度。最初只依赖于热水传递热量，观测低温时两种物质的状态；通过酒精灯加热，改变了温度条件。观察发现，开始时白磷和红磷都没有燃烧，经过酒精灯加热后，白磷先燃烧，之后红磷燃烧。这表明，燃烧的前提是要达到着火点，而不同的可燃物着火点不尽相同，当温度与其对应的着火点一致时，才能发生燃烧。

（四）实验拓展与创新

为降低白磷燃过程中所生成的五氧化二磷所造成的环境污染，可对试验设备做适当的改造。如将传统的铜片实验换成在封闭的玻璃容器中展开，里面连接一个含有氢氧化钠的吸附装置，用来吸附燃烧过程中的有害气体。在确保教学质量的同时，加强学生的环境保护意识。

教师可以让学生设计不同的对比实验来深入探究燃烧条件，如设计不同形状（粉状、块状）的同一种可燃物在同一条件下的燃烧情况、研究表面积对其燃烧的影响；或通过改变氧气含量，观测可燃物质的剧烈燃烧等。通过这些扩展实验进一步加深学生对控制变量法的理解和应用。

三、实验复习中的教学策略

（一）问题引导

教师可以设计一系列启发性问题，使学生能更好地理解和掌握控制变量方法 [2]。在探究与氧气燃烧接触是燃烧的必要条件时提出：“为什么首先要将白磷置于热水中而不与氧气接触，然后又注入氧气？”“在对比实验中控制了那些相同条件，哪个是变量？”等问题，进一步启发学生的思维，加深他们对实验的认识。

（二）小组合作

教师可以组织小组合作学习，让他们设计实验方案、分析实验现象、得出实验结论。通过小组合作，学生可以互相交流，互相启发，一起解决实验中出现的问题。同时，也可以提高同学们的团队精神，提高沟通能力。

（三）多媒体辅助

教师可以通过动画、视频等多媒体手段，将试验过程及变化呈现出来，加深对燃烧条件的认识，加深对控制变量方法的了解。如用动画演示白磷在燃烧中分子的运动及变化，使学生从微观上了解燃烧的性质，从而加深对所学知识的了解。

结论

在人教版初三初中化学“燃烧条件”实验复习中，运用控制变量方法进行教学，可以使学生对燃烧过程中的各种情况以及它们之间的联系有更深刻的认识，从而促进了学生的实验探索和科学思维的发展，为以后的化学学习和科学研究打下了坚实的基础。

参考文献

[1] 韩建丰 , 高凌蕊 . 基于新课标的初三化学探究实验题复习策略——对控制变量法的学习与应用 [J]. 现代中小学教育 ,2024,40(10):10-13

[2] 闫秋玥 . 加强物理实验教学 提高科学探究能力——以“ 控制变量法专题复习课” 为例 [J]. 中学物理教学参考 ,2021,50(21):31- 33.