兩道原創中考實驗探究題的編擬與思考

文章編號：1005－6629(2008)05－0068－04中圖分類號：G424.74 文獻標識碼：B

新一輪課程改革最引人注目的亮點就是“以實驗探究科學探究的突破口”，促進學生認識科學探究的基本過程、發展科學思維能力、揭示化學現象的本質，而培養學生的科學素養。為此，在新課程的教學中，許多教師都想方設法精心設計探究實驗、引導學生親歷、體驗探究過程。如果能把平時教學中鮮活的探究活動作為背景材料，經過認真的加工、打磨，使之成為中考試題，則能有效地區別“真探究”和“假探究”，在教學中更好地突出學科特點，同時也能實現教與考的和諧發展。筆者在新課程的中考命題實踐中進行了一些嘗試和思考，現舉兩例加以說明。

1 命題案例

例1．（2007年連云港市中考題）某研究性學習小組在綜合實踐活動中對某化工廠化驗室排出的廢水感興趣，欲對其進行探究：

［調查獲悉］ 廢水中含有硝酸亞鐵、硝酸銀

［查閱資料］含硝酸亞鐵的溶液呈淺綠色

［實驗目的］ 探究用鋅從廢水中最大程度地回收金屬銀的方法；探究鋅和廢水中硝酸亞鐵、硝酸銀的反應順序

［實驗用品］ 廢水、所需化學試劑及相關的儀器、用品

［設計方案］ 他們設計了如下方案：

［發現問題］小組成員分別進行實驗，在得到固體甲的同時發現：有些同學得到無色溶液乙，有些同學得到深淺不同的淺綠色溶液乙。小丹同學提出問題：哪種結果能最大程度地回收金屬銀呢？鋅與廢水中哪種物質先反應？

［討論分析］小軍同學認為：這個問題必須通過探究溶液乙或固體甲的組成才能回答，此觀點得到了大家的贊同。于是他們決定分成兩組探究溶液乙，第一組探究無色溶液，第二組探究淺綠色溶液：

(1)首先他們對溶液乙中的溶質作出了多種猜想：

第一組：①溶質為Zn(NO3)2②溶質為 Zn(NO3)2、 AgNO3

第二組：③溶質為Fe(NO3)2和______ ④溶質為Fe(NO3)2、 _____和_____

(2)小悅同學思考后指出：“通過實驗或推理，都能排除第一組同學提出的猜想②，從而確立猜想①是合理的”，請你敘述其推理過程________

（3）第二組同學向不同深淺的綠色溶液中加入一種試劑，觀察實驗現象后得出結論，使③④兩種猜想都得以驗證。請你參與到實驗操作過程中并完成下表：

［交流后得出結論］

（4）當反應后溶液呈無色，溶質為______或當反應后溶液呈淺綠色，溶質為______和______時，能最大程度地回收金屬銀。通過探究，同學們認為：“使用過量的鋅，過濾后得無色溶液”是方便、快捷并確保最大程度地回收金屬銀的一種方法。經過觀察和思考，同學們還得出了 Zn先和廢水中______反應，再和______反應的結論。

［探究后反思］（5）老師評價：這種方法雖然方便、快捷，但也有不足，請你指出它的不足______。

［答案］（1）Zn(NO3)2， Zn(NO3)2和AgNO3

（2）若猜想②成立，說明Fe(NO3)2 已與Zn反應生成Fe，而 Fe會與過濾前溶液中的AgNO3反應，因此Zn先與Fe(NO3)2反應不可能，從而排除猜想②。

(3)

（4）Zn(NO3)2，Zn(NO3)2 Fe(NO3)2， AgNO3，

Fe(NO3)2

（5）浪費一些鋅和稀硫酸，最好能對亞鐵鹽和鋅鹽進行回收利用，又能減少污染。（或其他合理答案）

例2．（07年連云港市中考模擬題）某班一學習小組以“關于市場上幾種補鈣保健產品的調查研究”為課題進行了探究學習活動。請你一起參與其活動，完成下列探究過程。

［活動目的］

（1）了解鈣元素與人體健康的關系。

（2）了解鈣產品的含鈣量、價格，并檢驗是否合格。

（3） 培養獲取信息、處理信息、分析問題、解決問題、合作探究能力。

［調查收集資料］

（1）通過市場調查，常見的四種鈣產品的有關信息如下：

（2）通過查閱三九健康網、《現代醫學周刊》、《市場報》等收集到如下信息：

生長期青少年每天鈣攝入量應為1300mg，而實際上目前我國中學生平均每日鈣攝入量為518mg，

營養學會公布的居民每日鈣攝入量為800mg。

［研究結論］

（1）鈣保健產品中的鈣元素以____形式存在。

A．單質 B.化合物

（2）人體中的鈣元素主要存在于________中。

（3）根據上述調查信息分析，青少年每日鈣需要量大，而實際攝入量不足，應注意_______。

［交流與討論］

（1）由上表分析比較，四種鈣產品中，當含有相同質量的鈣元素時，_____價格相對最便宜。

A．鈣爾奇-D B.凱思立-D

C.樂力鈣 D.枸櫞酸鈣

（2）在交流過程中，小芳同學提出一個觀點，補鈣還可以食補，既經濟又實惠。下列做法可以補鈣的是_____。

A.在食物中添加生石灰B.食用一些蝦皮

C.喝排骨湯 D.做饅頭時放純堿

（3）小明認為食用凱思立-D等的碳酸鈣進入胃內會發生化學反應，其化學反應方程式是_____。

［質疑與再探究］

由鈣爾奇-D說明書知，每片鈣爾奇-D中含碳酸鈣1.5g，又知鈣爾奇-D不含有其他碳酸鹽，經研細后可與稀硫酸完全反應。在討論中，小強同學提出: 現在市場上有些不法分子會以假亂真，購買的鈣爾奇-D不知是否合格， 想通過實驗定量分析。于是他設計了如下方案進行實驗:取5片鈣爾奇-D研細，放入錐形瓶(見下圖)，加入足量的鹽酸充分反應，氣體最后通入氫氧化鈉溶液(假設氣體全部被氫氧化鈉吸收，忽略系統內空氣中CO2的影響)， 兩次稱量盛氫氧化鈉溶液的洗氣瓶，便可計算出樣品是否合格。

試回答下列問題：

(1)小強用 B中NaHCO3飽和溶液除去CO2中混有的少量HCl氣體， B中的NaHCO3溶液能否換成石灰水？___________（填“能”或“不能”），其理由是_______。C中濃H2SO4的作用是_______，E中堿石灰的作用是_____________________。

(2)小明認為:小強的設計不能達到檢驗樣品是否合格的目的，應該加以改進，并得到了小組其他同學的贊同，你認為小明發現的問題是_______，改進的方法是_____________________。

(3)用改進后的裝置和藥品進行實驗，稱量盛氫氧化鈉溶液的洗氣瓶質量增加了3.3g。試通過計算說明小強選用的鈣爾奇-D是否為合格產品。

［答案］

［研究結論］ （1）B，（2） 骨骼和牙齒 ，（3）補鈣等。

［交流與討論］（1）A ，（2）BC，（3）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

［質疑與再探究］（1）不能，因為石灰水會吸收二氧化碳，干燥CO2氣體，防止空氣中的二氧化碳進入D干擾實驗結果

（2）NaHCO3飽和溶液吸收HCl時，能反應產生CO2，導致盛NaOH溶液的洗氣瓶增重超過樣品產生CO2的質量，無法計算樣品是否合格。

將鹽酸換成稀硫酸 ，將NaHCO3飽和溶液的洗氣瓶去掉。（或其他合理答案）

（3）3.3g CO2～7.5gCaCO3～3gCa～5×600mgCa為合格產品。

2 命題思考

2.1試題素材 要重視真實性

《全日制義務教育化學課程標準（實驗稿）》（以下簡稱《標準》）指出：“注意從學生已有的經驗出發，讓他們在熟悉的生活情景中感受化學的重要性，了解化學與日常生活的密切關系，逐步學會分析和解決與化學有關的一些簡單的實際問題。”上述題1是基于在綜合實踐活動中學生對某化工廠化驗室排出的廢水感興趣而產生對廢水進行探究的愿望和行動，題2是基于目前市場上補鈣保健品的種類繁多，我們該如何鑒定其真偽，及進行質量分析等問題展開的課題研究，這兩題的試題素材都是取自學生身邊的事物和學生熟悉的社會實踐活動。重要的是，在命題時，要追求探究情境的真實性，如：試題中各個環節的設計，特別是題1中由于加入試劑量不同，有些同學得到無色溶液乙，有些同學得到深淺不同的淺綠色溶液乙等，都是力求真實再現探究情境。在這些實實在在的探究場景中，引導學生利用學到的知識解決社會、生活方面的一些簡單的實際問題，有利于挖掘學生潛在的動機資源和養成學以致用的良好習慣，并促進學生科學素養的形成。這相對于解決那些人為編造的、虛擬的化學問題來說，更能體現化學學習的價值，符合《標準》中使學生“感受并贊賞化學對改善個人生活和促進社會發展的積極作用，關注與化學有關的社會問題，初步形成主動參與社會決策的意識”的要求，對新課程中情感、態度與價值觀目標進行有效的落實。

2.2 探究設計 要具有新穎性

根據新課程的選擇性，不是所有學生都經歷過某個作為素材的實踐活動，如按活動原生態呈現的

話，公平性、新穎性將面臨挑戰，新穎本身就體現公平。因此，編擬題目時，必須對素材進行合理的取舍、精心的加工、科學的設計，并與新課程的教學內容緊密結合，使之具有新穎性。縱觀廢水處理回收銀這類試題，大多是直接加過量的鐵而不用銅，因為過量的鐵可用酸很方便地除去。如果還維持這種套路的話，很難出新，而且試題也不容易涵蓋多種探究要素。基于這種考慮，編擬題1時就想到了鋅，廢水中金屬離子只是Ag+太顯單薄，若加進Cu2+不好分離出銀，若搭上Fe2+，加鋅不如直接加鐵簡潔合理。那么怎樣使加鋅也顯得合理而必要呢？命題者站在小組自主學習的立場，身臨其境地思考學生會想些什么問題，想得到什么收獲。于是就設計成實驗必須達到兩個目的，即不光要回收銀，而且要探究鋅與誰先反應，此題這樣設計還得到一個意外的收獲就是金屬的用量是由學生探究出來的，而不是直接告訴學生。這種深度的創新，令人耳目一新。題2中定量分析購買的鈣爾奇-D是否合格的實驗中，將碳酸氫鈉與鹽酸反應這個新增的知識點巧妙地結合進去，以此引導教師、學生對新教材中新增知識點的重視。此題的設置，還培養了學生關心環境、關愛健康的情感，體現了試題內容的與時俱進。

2.3 探究過程 要追求互動性

探究學習的落腳點是學生。基于建構主義的實驗探究，十分注重通過學生自主參與探究活動來達到促進學生科學素養全面發展的目的，倡導學生在活動中合作，在合作中交流，在探究中反思。所以，在實驗探究中不僅要關注學生探究的結果，更需強調學生在探究過程中的經歷和體驗，使他們從中感受到探究的樂趣。 題1、題2都是通過小組合作學習的形式展開的，筆者在編擬題1時，讓小組成員同時進行多個實驗，經過充分地討論、分析、交流，確立下一步實驗方案，再綜合不同的實驗結果得出結論，最后引導學生進行反思，這對于以親歷和體驗為主的稚嫩的學生探究活動顯得很有必要。題2在調查、收集資料、交流與討論、質疑與再探究等環節中都充分發揮學生的主體作用，并且還穿插學生的評價和實驗改進。這樣將平時探究活動中的生生互動、師生互動延續到考場上，也使過程與方法目標的有效落實。

2.4 問題設置要體現層次性

實驗探究中會產生各種各樣的問題，探究過程的深入往往都是圍繞著問題展開的。一組恰如其分的問題，能夠激發學生的探究愿望，產生積極的問題解決心向。題1、題2的編擬過程中，根據學生的認知結構和實驗目標設置了許多由易到難、層層遞進、有探究價值的問題，力求在問題意識的驅動下，讓學生自主、積極地投身其中，通過調查、收集資料、實驗、分析、思考、評價、交流等環節，體驗知識的獲得過程，得出結論，解決問題，實現自身主動建構與發展，對學生發現問題，分析問題、解決問題的能力進行了有效的培養。

2.5 呈現方式 要力求開放性

開放性試題可以給學生提供一個更大的考慮問題的空間。這類試題有利于學生多角度、多側面、多層次地思考問題，能增強學生思維的變通性。題1中多個實驗、不同用量的試劑得到不同的探究結果，題2中上網、市場調查等本身就是開放式的探究過程。而題1的（3）中用實驗來驗證猜想③④，可以用含Cl-的溶液作試劑，也可以用Cu作試劑，（5）中的反思可以從節能的方面去考慮，也可以從減排的方面去思考，這些則是體現了結果開放。

總之，在確保科學性的基礎上，真實的試題素材、新穎的探究內容、合作互動的探究過程、層層遞進的問題設置、開放性的試題設計等都是新課程形勢下實驗探究試題編擬的要素，融入這些要素的試題，對于發展學生的科學探究能力、促進學生科學素養的提高是大有裨益的。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部. 全日制義務教育化學課程標準（實驗稿）[S].北京師范大學出版社.2001.

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