中考实验探究题的功能与价值探讨

黄敬芬

中考实验探究题是集事实性知识、概念性知识、方法性知识（实验或计算）、观念性知识于一体的综合性试题，考查学生是否知道通过实验、观察、查阅资料等多种手段获取事实和证据；是否认识到科学探究既需要观察和实验又需要进行推理和判断；是否能用化学用语和化学专有名词表述探究过程和结果；是否意识到定量研究对于化学科学发展的重大作用。中考实验探究题作为中考压轴题，它给我们的教学带来怎样的导向呢？

一、用化学观念解决化学问题成为必需

化学观念指的是从化学视角解决问题的思路、方法、观点。中考是一种教学评价活动，同样需要考虑如何促进学生化学观念的建构。而从化学的视角解析中考实验探究题有事半功倍的成效。

1.从物质的组成视角解析中考实验探究题

初中化学的第一道门槛就是混合物和纯净物的概念建立。学生通过要领的建立知道物质不是简单的物体，混合物中含有不同的组分，这些物质仍然保持各自的化学性质；纯净物是由元素组成，由相同的微粒（原子或分子或离子）构成，纯净物的性质取决于构成它的微粒。物质的组成是解析试题的核心视角。

【回答问题】

（1）往废液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀的化学方程式为 （写一个即可）。

（2）操作a的名称为 。该操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 等。玻璃棒在此操作中的主要作用是 。

（3）溶液1所含溶质有 （至少写两种）；溶液3所含溶质的主要成分为 。

（4）该实验取废液100g，最终得到产品四氧化三铁质量为3.48g，则原废液中硫酸亚铁溶质的质量分数不低于 （精确到0.01%）。

解析：本题围绕“用某工厂废液制备四氧化三铁”展开探究。从定性和定量角度分析流程图中各步骤加入物质后发生的变化，并要求用化学用语表示固体和溶液组分及其发生的变化。该题考查了学生读取和应用信息的能力、推理能力，题目源于教材（物质分离），但高于教材（方法的迁移）。学生若能基于物质的组成视角审视该题，对比、分析、利用目标物四氧化三铁与原料废液的组分、性质差异，就能很快理清实验原理、步骤与工业流程的关系。首先从题干信息可知废液的组成是FeSO4和少量ZnSO4、MgSO4，实验产品四氧化三铁由铁元素和氧元素组成，显然要排除锌元素、镁元素、硫酸根离子的干扰。流程中第一步加入氢氧化钠至pH=9.6，目的是将镁离子分离出体系；第二步加过量氢氧化钠至pH>10.5，目的是将固体1中的锌元素分离出固体体系。对分离方法的理解要结合题中提供的25℃时氢氧化物沉淀的溶液pH范围表，可以说是现学现卖，对中等学生有一定的难度，需要学生有较高的获取信息、应用信息的能力。但是若能基于产品的组成从流程的右边往左边推，问题就变得简单，更易于学生理解实验各步的目的、原理。

理清了实验操作流程的设计意图，就解决了问题（1）往废液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀的化学方程式和问题（3）溶液1和溶液3所含溶质。基于物质的组成成分和元素的“旅行”分析，产品四氧化三铁中的铁元素来源的唯一途径是100g废液，推出3.48g四氧化三铁中铁元素的质量就是100g废液中硫酸亚铁中铁元素的质量。问题“原废液中硫酸亚铁溶质的质量分数不低于多少”就迎刃而解了。

【点评】

本题展示了“有用的化学”，体现生产生活素材与学科知识的关系，加强了新课程体系以学科主干知识为载体对学生自学能力（接收、分析、应用信息）、迁移应用元素守恒观的能力的考查；促进学生高级思维和创新能力的发展；体现了命题者对学生三维目标达成情况综合考查的良苦用心。

2.从物质的变化视角解析中考实验探究题

化学变化是化学研究的重要内容，它对认识和确定物质的组成、结构等有着极其重要的作用。近几年中考实验探究题经常以测陌生物质的组成或含量为主线展开探究。

【例2】 为探究气体X的组成，某兴趣小组进行图2所示实验（固定装置未画出）。

【资料在线】

（1）加热条件下，气体X能与氧化铜反应生成铜、水和氮气。

（2）碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，不与气体X反应。

（3）本实验条件下，氮气密度为1.15g·L-1，装置内空气中的水与二氧化碳对相关数据测定的影响忽略不计。

【实验步骤】（略）

【实验装置】

【相关数据】（略）

【回答问题】

（1）B装置中氧化钙吸收水的原理为 （用化学方程式表示）。

（2）实验过程中，当观察到 ，说明氧化铜已完全反应，停止加热，继续通入气体X至玻璃管冷却的目的是 。

（3）分析实验测量的数据，生成水的质量为 g，氧化铜中氧元素质量为 g。

（4）通过计算推导气体X的化学式。

解析：该题以测气体X的组成展开探究，从定性角度考查氧化钙吸水原理和气体X的性质，从定量角度考查有关化学式的计算，巩固质量守恒定律，落实元素守恒观的应用。基于题中所给有关气体X变化信息（1），推知测定气体X的组成的实验原理是X+CuO△Cu+H2O+N2，根据化学变化前后元素种类不变即可推出气体X一定含有氮元素和氢元素；若能知道生成物和氧化铜中各元素的质量就可推得组成气体X中各元素原子个数比，从而得知气体X的化学式；从气体X变化信息（2）气体X不与碱石灰反应，无水氯化钙可吸收气体X可知用碱石灰吸收生成的水，用无水氯化钙除去多余的气体X。根据装置图信息可知用量气管量取生成氮气的体积。基于气体X的变化就能准确理解装置图中各装置的作用以及为什么先吸收生成的水再除去多余的气体X，最后测氮气体积。这样便能从整体上准确把握实验目的、方法原理、操作步骤、测量数据。

【点评】本题避免将科学探究分解为生搬硬套的知识和按部就班的程序，有一定的思维容量，考查了学生思维的有序性、科学性、严密性，既考查了学生获取及应用知识和方法的能力，也考查了学生化学方程式的书写、实验现象的预测、数据处理以及定量计算元素含量和气体X化学式的推导的能力。endprint

二、定量实验教学的育人价值得以落实

近年来，中考实验探究题多是从定性到定量的探究。定量问题教学穿插在初中化学粤教版教材的不同章节，是一种螺旋上升、逐步发展的过程。如关于“氧气的量”的问题先是测定空气中氧气体积分数的观察活动，感悟混合物中各成分含量的不同。例如，木炭在空气和氧气中燃烧现象不同的实验，让学生体验化学变化现象与量的关系；制取并测定产生氧气的体积，为后续定量探究实验埋下伏笔；物质爆炸极限的介绍，让学生知道通过控制物质的量的比例可以避害趋利，体现化学改善人类生活的功能；木炭燃烧生成二氧化碳或一氧化碳的事实，说明量的比例不同不仅反应现象不同，反应结果也可能不同。定量实验教学是中学化学教学的重要任务之一，“量”的观点的建立有利于形成完整的化学知识体系，完善科学的研究物质的方法体系。中考实验探究题以“解决一个科学问题”为载体，以“实验数据”为背景，考查学生获取有效数据，正确使用数据进行物质含量的计算能力。培养学生从定量角度去认识物质的组成。认识并能准确表达实验中定量测定的方法，感受定量测定中“实验准确性”的重要性和实验误差分析的必要性，形成定量测定的准确性意识，养成实事求是、严肃认真的科学态度，提高学生学习兴趣。如例2中药品的足量和量气管中水面上附有油层，装有足量碱石灰和足量无水氯化钙的两个U形管和量气管的先后排列顺序，都蕴含着对实验准确性的要求。定量问题的研究丰富了学生对物质转化的认识和理解，培养了学生“以量定质”的学习思维。

三、探究活动的思维发展功能得以实现

在科学问题的探究过程中，学生亲身感受“对比”“评价”“优化”的方法，经历了对问题进行拆解、形成预测与假设、设计实验方案、改进实验方案，经历分析、论证、推论并形成结论，概括、整合化学知识，反思实验探究的思路、方法和策略等过程。感悟解决问题时要抓住主要矛盾的重要性即对题眼的把握，发展学生的创造性思维，使学生学会全方位思考问题，遇难题时，不拘泥于一种解题模式，能灵活变换某种因素，从新角度去思考，调整思路，巧妙地转变思维方向，随机应变，想出适合的办法，既能发散思维又能集中思维。

以上两道中考实验探究题虽是纸面探究，但学生解题的过程就是头脑风暴的过程，题中设置的问题能引导学生多角度思考问题、多途径解决问题。教师应结合教材内容多角度、多方位开发这些素材，引导学生循序探究，让学生感受到化学不仅是一门有趣的学科还是一门有用的学科，进而培养学生运用科学知识和科学思维方法对科学问题进行讨论、判断和决策的能力，从学习事实性知识上升到方法观念知识，并且能用化学观念解决问题，促进学生高级思维的发展。

参考文献

[1]李可锋，王雪艳.立足定量实验设计挖掘化学育人价值[J].中学化学教学参考，2014（6）：25.

[2]秦林，王磊，孔德靖.促进学生高级思维发展的“物质分离”主题探究教学模型及实施策略研究[J].化学教育，2014（3）：11-15.

[3]沈文顺，成桂荣.基于初中化学教材的“量问题”初探[J].中学化学教学参考，2014（3）：37.

（责任编辑 罗 艳）endprint

二、定量实验教学的育人价值得以落实

近年来，中考实验探究题多是从定性到定量的探究。定量问题教学穿插在初中化学粤教版教材的不同章节，是一种螺旋上升、逐步发展的过程。如关于“氧气的量”的问题先是测定空气中氧气体积分数的观察活动，感悟混合物中各成分含量的不同。例如，木炭在空气和氧气中燃烧现象不同的实验，让学生体验化学变化现象与量的关系；制取并测定产生氧气的体积，为后续定量探究实验埋下伏笔；物质爆炸极限的介绍，让学生知道通过控制物质的量的比例可以避害趋利，体现化学改善人类生活的功能；木炭燃烧生成二氧化碳或一氧化碳的事实，说明量的比例不同不仅反应现象不同，反应结果也可能不同。定量实验教学是中学化学教学的重要任务之一，“量”的观点的建立有利于形成完整的化学知识体系，完善科学的研究物质的方法体系。中考实验探究题以“解决一个科学问题”为载体，以“实验数据”为背景，考查学生获取有效数据，正确使用数据进行物质含量的计算能力。培养学生从定量角度去认识物质的组成。认识并能准确表达实验中定量测定的方法，感受定量测定中“实验准确性”的重要性和实验误差分析的必要性，形成定量测定的准确性意识，养成实事求是、严肃认真的科学态度，提高学生学习兴趣。如例2中药品的足量和量气管中水面上附有油层，装有足量碱石灰和足量无水氯化钙的两个U形管和量气管的先后排列顺序，都蕴含着对实验准确性的要求。定量问题的研究丰富了学生对物质转化的认识和理解，培养了学生“以量定质”的学习思维。

三、探究活动的思维发展功能得以实现

在科学问题的探究过程中，学生亲身感受“对比”“评价”“优化”的方法，经历了对问题进行拆解、形成预测与假设、设计实验方案、改进实验方案，经历分析、论证、推论并形成结论，概括、整合化学知识，反思实验探究的思路、方法和策略等过程。感悟解决问题时要抓住主要矛盾的重要性即对题眼的把握，发展学生的创造性思维，使学生学会全方位思考问题，遇难题时，不拘泥于一种解题模式，能灵活变换某种因素，从新角度去思考，调整思路，巧妙地转变思维方向，随机应变，想出适合的办法，既能发散思维又能集中思维。

以上两道中考实验探究题虽是纸面探究，但学生解题的过程就是头脑风暴的过程，题中设置的问题能引导学生多角度思考问题、多途径解决问题。教师应结合教材内容多角度、多方位开发这些素材，引导学生循序探究，让学生感受到化学不仅是一门有趣的学科还是一门有用的学科，进而培养学生运用科学知识和科学思维方法对科学问题进行讨论、判断和决策的能力，从学习事实性知识上升到方法观念知识，并且能用化学观念解决问题，促进学生高级思维的发展。

参考文献

[1]李可锋，王雪艳.立足定量实验设计挖掘化学育人价值[J].中学化学教学参考，2014（6）：25.

[2]秦林，王磊，孔德靖.促进学生高级思维发展的“物质分离”主题探究教学模型及实施策略研究[J].化学教育，2014（3）：11-15.

[3]沈文顺，成桂荣.基于初中化学教材的“量问题”初探[J].中学化学教学参考，2014（3）：37.

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二、定量实验教学的育人价值得以落实

近年来，中考实验探究题多是从定性到定量的探究。定量问题教学穿插在初中化学粤教版教材的不同章节，是一种螺旋上升、逐步发展的过程。如关于“氧气的量”的问题先是测定空气中氧气体积分数的观察活动，感悟混合物中各成分含量的不同。例如，木炭在空气和氧气中燃烧现象不同的实验，让学生体验化学变化现象与量的关系；制取并测定产生氧气的体积，为后续定量探究实验埋下伏笔；物质爆炸极限的介绍，让学生知道通过控制物质的量的比例可以避害趋利，体现化学改善人类生活的功能；木炭燃烧生成二氧化碳或一氧化碳的事实，说明量的比例不同不仅反应现象不同，反应结果也可能不同。定量实验教学是中学化学教学的重要任务之一，“量”的观点的建立有利于形成完整的化学知识体系，完善科学的研究物质的方法体系。中考实验探究题以“解决一个科学问题”为载体，以“实验数据”为背景，考查学生获取有效数据，正确使用数据进行物质含量的计算能力。培养学生从定量角度去认识物质的组成。认识并能准确表达实验中定量测定的方法，感受定量测定中“实验准确性”的重要性和实验误差分析的必要性，形成定量测定的准确性意识，养成实事求是、严肃认真的科学态度，提高学生学习兴趣。如例2中药品的足量和量气管中水面上附有油层，装有足量碱石灰和足量无水氯化钙的两个U形管和量气管的先后排列顺序，都蕴含着对实验准确性的要求。定量问题的研究丰富了学生对物质转化的认识和理解，培养了学生“以量定质”的学习思维。

三、探究活动的思维发展功能得以实现

在科学问题的探究过程中，学生亲身感受“对比”“评价”“优化”的方法，经历了对问题进行拆解、形成预测与假设、设计实验方案、改进实验方案，经历分析、论证、推论并形成结论，概括、整合化学知识，反思实验探究的思路、方法和策略等过程。感悟解决问题时要抓住主要矛盾的重要性即对题眼的把握，发展学生的创造性思维，使学生学会全方位思考问题，遇难题时，不拘泥于一种解题模式，能灵活变换某种因素，从新角度去思考，调整思路，巧妙地转变思维方向，随机应变，想出适合的办法，既能发散思维又能集中思维。

以上两道中考实验探究题虽是纸面探究，但学生解题的过程就是头脑风暴的过程，题中设置的问题能引导学生多角度思考问题、多途径解决问题。教师应结合教材内容多角度、多方位开发这些素材，引导学生循序探究，让学生感受到化学不仅是一门有趣的学科还是一门有用的学科，进而培养学生运用科学知识和科学思维方法对科学问题进行讨论、判断和决策的能力，从学习事实性知识上升到方法观念知识，并且能用化学观念解决问题，促进学生高级思维的发展。

参考文献

[1]李可锋，王雪艳.立足定量实验设计挖掘化学育人价值[J].中学化学教学参考，2014（6）：25.

[2]秦林，王磊，孔德靖.促进学生高级思维发展的“物质分离”主题探究教学模型及实施策略研究[J].化学教育，2014（3）：11-15.

[3]沈文顺，成桂荣.基于初中化学教材的“量问题”初探[J].中学化学教学参考，2014（3）：37.

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