中考化學實驗探究題的復習教學實踐

【摘要】本文以“探究物質的成分”復習課為例，論述在中考復習中落實實驗探究教學的途徑，認為教師可通過“學會做出合理猜想”“學會設計實驗并完成實驗”“學會科學反思與評價”三個活動引導學生厘清一般的實驗探究過程，最后通過讓學生自行消化知識、整合已學知識，幫助學生構建實驗探究的一般模式。

【關鍵詞】實驗探究 中考化學 復習 物質的成分

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）04A-0054-04

實驗探究題是中考化學必考的內容，是教學的重難點。大部分學生對實驗探究步驟的認識模糊不清，缺乏系統的實驗探究模式，抓不住實驗探究的重點。

《義務教育化學課程標準》（2011年版）將科學探究定義為學生積極主動地獲得化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動。而實驗探究是學生通過實驗獲得化學知識，提高分析能力和動手能力的有效活動，是科學探究的主要表現形式。實驗探究包括發現問題、提出問題、猜想與假設、設計并進行實驗、反思和評價、表達與交流等環節，層層深入，一環扣一環，符合結構主義認知理論的特點。

實驗探究題是中考必考題，主要考查學生分析問題、設計實驗、解決問題的能力，對學生綜合能力要求比較高，所以實驗探究題往往是考生獲得高分的關鍵，是中考復習中的重難點。進入復習階段的九年級學生，已經接觸過不少實驗探究題，也初步了解了實驗探究題的一般解題步驟，具備一定的分析問題和解決問題的能力。但是筆者在近幾年實驗探究題的復習教學中發現：此階段的大部分學生沒有系統的實驗探究模式;做出的猜想往往局限于記憶，題目換一種形式解答起來就困難重重;設計的實驗方案往往不夠完整，大部分只設計出實驗操作部分;在實驗的反思與評價方面停留于評價方案的正確與否，缺乏科學性。筆者在學生已初步了解實驗探究的基礎上，進行第一輪專題復習中實驗探究復習（第一課時）的教學實踐，旨在解決上述問題。

一、教學設計思路

實驗探究一般包括發現問題、提出問題、做出猜想、設計實驗并完成實驗、反思與評價等步驟，其中中考重點考查環節是做出猜想、設計實驗并完成實驗和反思與評價部分。本課以“探究物質的成分”為線索，利用提出問題、分析問題、解決問題和小結的方式，引導學生根據已有的化學知識做出合理的猜想;通過讓學生設計實驗方案，使其明確完整實驗方案的要點順序是取樣、操作、觀察現象、得出結論;通過提出問題和討論小結，使學生了解從哪些角度去評價實驗方案比較科學。本節課的教學流程如圖1所示。

二、教學目標

（一）知識與技能

1.能從化學的視角做出合理的猜想;

2.學會設計完整可行的實驗方案;

3.能對實驗方案或實驗過程進行科學的反思與評價。

（二）過程與方法

1.初步學會用分析、歸納的方法，對已學的知識進行總結;

2.通過復習實驗探究，初步構建實驗探究的一般模式。

（三）情感態度與價值觀

1.提高學生分析問題和解決問題的能力;

2.培養學生嚴謹求實的科學態度，增強團隊合作能力。

三、教學實錄

（一）復習導入，鞏固實驗探究步驟

師：實驗探究的一般步驟是什么？

生1：提出問題、猜想與假設、實驗驗證、解釋與結論。

生2：還有實驗設計和反思與評價。完整的實驗探究步驟應該是發現問題、提出問題、猜想與假設、設計并進行實驗、解釋與結論、反思與評價、表達與交流。

設計意圖：復習已有的知識，鞏固實驗探究步驟，為接下來的活動一鋪墊。

（二）活動一：學會做出合理猜想

師：中考實驗探究題經常從猜想與假設、實驗設計、反思與評價這幾個環節來考查大家，下面我們將其逐個擊破，通過探究物質的成分來找出解決這類題的一般方法。首先我們要學會做出合理的猜想，小組討論并完成下列4題。

[1.（2015德州改編）在濃硫酸的催化作用下，固體草酸（H2C2O4）受熱分解生成碳的氧化物和水，某化學課外興趣小組對生成物中碳的氧化物種類進行了如下實驗探究：

【提出問題】生成物中碳的氧化物組成成分是什么？

【做出猜想】猜想1：是CO 猜想2：是CO2 猜想3：

提出以上猜想的依據是什么？依據是

2.往某種鈉鹽中加入稀鹽酸，能夠產生無色無味的氣體，請你猜想該鈉鹽可能是什么物質？你猜想的依據是什么？

做出猜想：? ? 依據是

3.某化學興趣小組的同學在做氫氧化鈣溶液與鹽酸中和反應的實驗時，忘記滴加指示劑，因而無法判斷酸堿是否恰好完全反應，于是他們對反應后溶質成分進行了探究。

【提出問題】反應后溶液中的溶質含有哪些成分？

【做出猜想】猜想1：他們認為反應后溶液中溶質有CaCl2，你認為該溶液中的溶質還可能有什么？你猜想的依據是什么？

你的猜想和依據是：

4.某興趣小組在實驗室盛放堿的試劑柜中，發現一瓶盛有無色溶液的試劑瓶，其標簽破損，從殘余部分只能看出溶質質量分數為10%。小組成員對其做出如下猜想：

A.NaOH? B.KOH? C.純堿? D.Ca（OH）2

已知20℃時，三種物質的溶解度為：NaOH 53g、KOH 112g、Ca（OH）2 0.18g

上述猜想中，不合理的是：

師：哪位小組代表來說一說第1小題的猜想，并說明你的猜想依據。

生1：猜想3是CO和CO2的混合物。猜想依據是我們之前做過類似的猜想，猜想1是一種物質，猜想2是一種物質，猜想3就是前兩種猜想的混合物。

生2：我們小組也認為猜想3是CO和CO2的混合物，但我們認為猜想依據是化學反應前后元素種類不變。

師：根據已有經驗做出的猜想有時候不一定合理，從化學的視角去思考才能得出合理的猜想。第2題和第3題的猜想與依據分別是什么？

生3：第2題，我們猜測該鈉鹽是Na2CO3或NaHCO3，猜想依據是碳酸鹽的組成與性質。

生4：第3題，我們猜測該溶液中的溶質還可能有HCl或Ca（OH）2，猜想依據是有一種反應物過量。

師：為什么不能是HCl和Ca（OH）2都過量？

生4：因為二者不能共存。

師：對于這類在溶液中反應后溶質成分的猜想除了生成物是一定存在的，還要考慮反應物是否過量和共存問題。第4小題猜想不合理的是？

生5：純堿，因為純堿不是堿，它是鹽，與堿不是同類物質。

師：他從物質分類角度去分析得到了合理答案，還有其他同學要補充嗎？可以試著從定量角度去分析，題中已給了物質的溶解度。

生6：Ca（OH）2在20℃時溶解度只有0.18g，溶質質量分數大概只有0.18%，不符合題目中要求的10%。

師：良好的開端是成功的一半，做出合理準確的猜想，也就意味著實驗探究成功了一半。下面請大家小結，怎樣由題目所給的信息做出合理的猜想？

生7：結合題目所給信息，再依據元素守恒，物質的組成、性質，反應物過量、共存、分類、定量等化學知識才能做出合理的猜想。

設計意圖：培養學生在已學知識和經驗的基礎上做出合理的猜想，并歸納出合理猜想的方法。

（三）活動二：學會設計并完成實驗

師：做出了合理猜想，接下來就要設計實驗來驗證猜想了，請完成第5題，小組討論并回答問題。

[5.（2016新疆改編）實驗室有一瓶標簽受到腐蝕的無色溶液，如圖所示。這瓶無色溶液放在存放鹽溶液的柜子里。化學興趣小組開展探究：

【提出問題】這瓶無色溶液究竟是什么鹽的溶液？

【猜想與假設】該無色溶液可能是碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉中的某一種溶液。

【初步分析】（1）甲同學根據標簽上的組成元素認為一定不是______________溶液。

（2）乙同學提出，碳酸氫鈉、硝酸鈉的溶液也不可能，他的依據是______________。

【設計實驗】為了確定該溶液究竟是哪種鹽的溶液，他們設計了如下實驗。

【實驗結論】

（3）該瓶無色溶液的溶質是_______________（填化學式）。生成白色沉淀的化學反應方程式是______________。

【實驗反思】

（4）丙同學認為原設計的實驗還可簡化，同樣達到鑒別的目的。請你設計一個更為簡單的實驗方案來驗證上述結論。（小組討論，至少設計2種方案）

方案1：

方案2：

生1：第1小問，根據標簽上的元素組成我們小組認為該溶液不是NaCl溶液。第2小問乙同學的依據是Na的下面沒有數字2。

師：第2小問的依據怎樣表達會更嚴謹準確？哪位同學補充一下？

生2：依據應該是碳酸氫鈉和碳酸鈉的化學式鈉元素右下角無數字2。

師：在思考問題時，除了分析其結構特點，還要盡量從化學視角去解答問題，形成規范答題的良好習慣。

生3：第3小問無色溶質是Na2CO3，化學方程式請看投影。第4小問，取少量溶液于試管中，加入幾滴酚酞。（白板投影該生書寫的化學方程式，如圖2）

師：這位同學書寫的化學方程式存在哪些問題？他們小組設計的方案存在什么缺陷？

生4：他沒有注意元素符號的大小寫，氧元素寫成了小寫。還有右下角數字沒有寫成下標數字。方案設計上缺少現象和結論，應該補充若溶液變紅，則溶質是Na2CO3。

師：完整的實驗設計方案應該包括取樣、操作、現象和結論，還有哪些不同的實驗設計？

生5：取少量溶液于試管中，滴加稀鹽酸，若有氣泡產生，則溶質是碳酸鈉。

生6：取少量溶液于試管中，滴加氯化銅溶液，若產生藍色沉淀，則溶質是碳酸鈉。

師：在明確了實驗目的后，設計完整實驗方案的一般思路是什么？

生：取樣、操作、現象和結論。

設計意圖：學生能根據試題的要求，結合他們已有的化學知識和生活經驗，設計簡單的化學探究性實驗。通過設計實驗方案，明確實驗方案的要點順序——取樣、操作、現象、結論，確保實驗方案的完整性。

（四）活動三：學會科學反思與評價

1.真題訓練

師：同學們，你們剛才設計的實驗方案中，哪種方案最好？

生1：滴加酚酞的方案，操作簡單，現象最明顯。

師：學會評價方案的優劣，才能更好地把握實驗探究。請評價下列方案，簡要說明理由。

[6.（2005包頭）下列三種由銅制取硫酸銅溶液的方案，請選出既合理又合適的方案。

7.（2016呼和浩特節選）某同學將一定質量的NaHCO3和稀硫酸混合，反應完全后（假設反應產生的氣體全部逸出），對反應后溶液中溶質的成分進行如下探究：

【實驗用品】pH試紙、Zn片、CuO粉末、稀H2SO4、NaOH溶液、BaCl2溶液。

【假設猜想】猜想一：Na2SO4;猜想二：Na2SO4、NaHCO3;猜想三：Na2SO4、H2SO4。

【實驗探究】同學們取反應后的溶液用不同方案進行如下實驗，請根據現象或結論填空。

【得出結論】猜想三正確。

【評價反思】老師對同學們能用多種方案進行探究，并且得出正確的實驗結論給予了肯定，同時指出探究中存在兩處明顯錯誤。分別是：

①_________________________________;

②_________________________________。

生1：第6題最優的方案是方案一，操作簡單;方案二錯誤，銅不能與稀硫酸反應;方案三產生有毒氣體SO2，不夠安全環保。

師：這位同學從實驗操作是否簡單、原理是否可行、方案是否安全環保方面去評價，選出了具有科學性的方案。那同學們從什么角度去評價第7題的方案呢？

生2：方案B實驗操作不正確，錯在把pH試紙浸入溶液中，這樣會污染溶液。方案D實驗現象和結論不匹配，錯在Na2SO4與BaCl2反應也會產生白色沉淀，不能證明一定有硫酸存在。

師：對實驗探究進行科學反思與評價時，可以從哪些角度思考？

生2：可以從實驗操作是否簡單、是否正確，方案是否安全環保，原理是否可行，實驗現象和實驗結論是否匹配等角度思考。

生3：還可以考慮是否節約藥品和是否有實驗誤差思考。

設計意圖：結合中考真題對學生進行訓練，讓學生明確中考中實驗探究題考查實驗方案評價的形式，初步學會從原理是否正確、是否節約藥品、操作是否有誤、操作是否簡單、是否安全環保等角度去科學評價實驗探究方案。

2.總結反思

師：通過本節課的復習，談談你有什么收獲？

生1：我學會從化學角度做出合理猜想，例如元素守恒、物質的組成和性質等。

生2：我學會了設計實驗要有取樣、操作、現象、結論。

生3：我知道了評價實驗方案可以從可行性、安全性、操作、現象、結論等方面綜合分析，從而得出最優方案。

生4：我知道了實驗探究的一般步驟，也知道實驗探究的重要環節是做出猜想、設計實驗方案、評價實驗方案。

設計意圖：通過回顧，幫助學生梳理本課所學知識，進一步理解并體會教學重點，構建實驗探究一般模式。

四、教學反思

美國教育學家布魯納認為，所有學科性知識是有結構的。實驗探究也不例外，它包括了發現問題、提出問題、猜想與假設、設計并進行實驗、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等環節，引導學生厘清實驗探究知識結構，有助于學生掌握實驗探究的重點。本節復習課從復習實驗探究步驟導入，再通過“學會做出合理猜想”“學會設計實驗并完成實驗”“學會科學反思與評價”三個活動，一環扣一環地引導學生厘清探究結構，最后通過學生自行消化知識，整合已學知識，構建實驗探究的一般模式。課后有學生反饋，學習了實驗探究的方法，第一次覺得實驗探究題也不是那么難。由此可見，本課例對學生產生了積極有效的影響。

【參考文獻】

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[5]周愛平.基于化學史的科學探究教學實踐——以“空氣的成分”為例[J].桂林師范高等專科學校學報，2016（2）

注：本文系桂林市教育科學“十二五”規劃課題“基于科學探究的初中化學課堂教學案例研究”（項目編號：2015A-04）的研究成果。

作者簡介：周芳玉（1989— ），女，漢族，廣西賀州人，中小學一級教師，華東師范大學化學與分子學院化學系碩士研究生，研究方向：初中化學教學與研究。

（責編 劉小瑗）