内容正文:
实验探究
考向01 科学探究的基本方法
化学学科的试题非常重视对学生科学探究方法的考查。其考查方式一般分为两种:一种是运用科学探究方法来分析解决实际问题;一种是将科学探究方法以隐形的、试题的形式呈现出来,让学生归纳概括后填写其名称等等。这类试题在中考中频繁出现于选择题、填空题、实验探究题和计算题中,考试的重点是以实验探究题的形式考查学生运用科学探究的方法,并结合所学的基础知识来分析解决实际问题的能力和技巧。
科学探究的方法是为了顺利地完成科学探究活动而采取的方式、策略、技巧等的总称。其基本方法有控制变量法、模型法、比较法、类比法、图像法、逻辑推理法、归纳和演绎法、实验法、对照实验法等等。
1.控制变量法是在研究和解决问题的过程中,对影响物质变化规律的因素和条件加以人为控制,只改变某个变量的大小,而保证其它的变量不变,最终解决所要探究的问题的一种探究方法;
2.模型法是利用有形的宏观模型来探究学习和研究利用一些肉眼看不到的抽象的微观粒子及其变化规律的一种探究方法;
3.比较法是将两个相似或者不相似的事物做一比较,然后对比分析,并从中得出所要探究的问题的一种常用探究方法;
4.类比法是将两个相似的事物做一对比,从已知或者已学的物质具有的某种性质推出未知物质具有相应性质的一种探究方法;
5.图像法是利用图像这种特殊而又形象的数学语言工具,来表达或者探究某些可以用它来描述的化学现象、过程和规律的一种探究方法;
6.逻辑推理法是人类认识事物的一种重要手段,就是将已有的理论认识通过逻辑思维推理过程的活动为新的探究活动提供支持;并且,将在探究中获得的感性认识通过逻辑思维推理过程上升到理性阶段,从而实现对物质本质的认识,构建起合理的知识体系的一种探究方法;
7.归纳和演绎是人们从特殊到一般,再从一般到特殊的认识事物的基本规律中的两种逻辑推理形式,也就是两种基本的探究思维方法.它在学生的科学探究活动中,尤其是在提出问题、猜想与假设、设计实验方案与解释结论阶段,发挥着重要的作用;
8.实验法是通过具体的化学实验操作来探究学习和研究利用物质的性质、制取和变化规律的最常用的一种探究方法;
9.对照实验法是为了探究某一因素对实验的影响,而运用控制变量法进行对照实验的探究方法。
【典例1】下列四个实验探究实例:①探究影响导体电阻大小的因素;②通过电解水的实验探究水的组成③探究平面镜的成像特点;④用肥皂水区分硬水和软水,其中主要运用了控制变量法的是( )
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
【解析】科学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。①探究影响电阻大小的因素,采用的是控制变量法;②通过电解水的实验探究水的组成,采用的是实验法;③探究平面镜的成像特点,采用的是控制变量法;④用肥皂水区分硬水和软水,采用的实验法。故选:B。
【点评】本题主要考查学生对研究方法的了解和掌握,属于基础知识的考查。
【典例2】上课时小丽觉得呼吸不畅,怀疑与教室里二氧化碳的含量过高有关,小丽分别收集了250mL教室内、外的气体样本,向其中分别加入10mL澄清石灰水,充分振荡后观察现象。在此过程中,没有应用的科学方法是( )
A.猜想 B.实验 C.对比 D.归纳
【解析】上课时小丽觉得呼吸不畅,怀疑与教室里二氧化碳的含量过高有关,应用的科学方法是猜想;小丽分别收集了250mL教室内、外的气体样本,向其中分别加入10mL澄清石灰水,应用的科学方法是实验;充分振荡后观察现象,应用的科学方法是对比。在此过程中,没有应用的科学方法是归纳。
故选:D。
【点评】本题难度不大,了解科学探究的基本方法是正确解答本题的关键。
在解答这类试题时,可以将这些的科学探究方法与平时学到一些化学学习方法﹣﹣比较、归纳、概括、猜想、论证、类比、迁移、实验、观察等联系起来,并进行灵活地整合运用,不要孤立地只想或者只用一种方法来分析探究.对于其中的控制变量法、实验法和对照实验法等,可以联系物理中所学的技巧来灵活运用;而比较法、类比法、图象法、逻辑推理法、归纳和演绎法等,可以联系数学中所学的来整合使用。
【举一反三1】控制变量法是科学探究中的重要方法。以下探究主要不是应用控制变量法的是( )
A.探究氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响
B.探究温度对过氧化氢分解速率的影响
C.探究影响固体物质溶解能力的因素
D.探究空气中氧气的含量
【答案】D
【解析】A、探究氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响、可燃物的种类、质量等因素要相同,需要控制变量;故A不符合题意;B、探究温度对过氧化氢分解