凸显学科能力 蕴含学科思想

李焱　薛滨

摘要：2015年河北中考理综第35题是一道综合性化学科学探究试题，试题的命题背景源于教材，问题的落脚点高于教材，且在问题的设置中突出了对学生逻辑思维和概括总结等化学学科能力的考查，同时还融入了分类和守恒等化学学科的思想方法，对今后的初中化学教学具有很好的导向作用。建议在初中化学复习课教学中，一是对教材上的基础知识进行深度拓展研究，二是提高实验教学的常态化，三是提升学生的化学学科能力和学科思想方法。

关键词：中考化学；命题视角；学科能力；学科思想；实验常态化

文章编号：1008-0546（2016）05-0073-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.05.029

一、试题及答案

1.题目

同学们用高锰酸钾制氧气，制取结束清洗仪器，发现加热高锰酸钾的试管内壁有用水洗刷不掉的黑色固体。

问题一：黑色固体是什么？

【交流讨论】 同学们结合实验现象和对高锰酸钾及其分解产物的了解，进行分析判断。

【实验验证】向未洗净的试管中加入某种液体，产生能使带火星木条复燃的气体，证明上述判断正确。加入的液体是 。

问题二：用什么洗掉MnO2？

【交流讨论】MnO2 与BaCO3、Mg（OH）2、Fe2O3、P2O5、Cu中的某一种物质组成最相近，理由是 。这种物质能与稀盐酸反应，化学方程式为 ，由此推理MnO2也能与稀盐酸反应。

【实验验证】向未洗净的试管中加入稀盐酸，黑色固体没有变化。

【交流讨论】实验说明同一类物质的化学性质不一定相同。MnO2有什么化学性质，选用什么试剂清洗呢？同学们请教老师后决定用草酸（H2C2O4）溶液试一试。

【实验验证】向未洗净的试管中加入草酸溶液，黑色固体果然被除去，同时发现产生许多气泡。

问题三：生成了什么气体？

【交流讨论】化学变化过程中元素不变，因为

，所以产生的气体可能为CO2、CO、H2、O2等。

【实验验证】经检验，产生的气体是CO2。检验气体的操作和现象是： 。

【反思提高】以上探究活动中，清除试管内壁附着的难溶物的思路是：先 ，再了解其化学性质，然后选择合适试剂进行清洗。

2. 答案

问题一：K2MnO4 过氧化氢（H2O2）溶液（或双氧水）

问题二：它们都是金属氧化物（或它们都是由金属元素和氧元素组成的

Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O

问题三：反应物中含有C、H、O元素

将产生气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊

[或将燃着的木条伸入试管中（或放在试管口），木条熄灭]

【反思提高】确定物质的组成（成分）

二、试题评析

1. 试题素材源于教材，问题落点高于教材

本题以2011版课标要求的8个必做实验中的制取氧气（包括“加热高锰酸钾制取氧气”和“过氧化氢分解制取氧气”两种制取方法）为命题背景，但不是局限于考查气体制取中基本的原理、装置的选择、操作过程、气体的收集与检验等基础知识，而是基于对反应原理的分析，考查实验结束后仪器内壁残留物的清洗问题，并且在解决这一问题的过程中综合考查了“金属氧化物与酸反应方程式的书写”和“二氧化碳气体的检验方法”等初中化学的基础知识，而且还考查了物质分类、质量守恒等学科思想方法的运用。

2. 凸显对学生学科能力的考查

凸显能力是近年来河北省中考理科综合化学命题一直坚持的命题原则之一。本题是一道综合性较强的科学探究试题，其基本思路是基于初中化学基础知识考查学生运用知识解决实际问题的能力，充分体现了河北省“凸显能力”的命题原则。

（1）对逻辑思维能力的考查

本题中问题一是探究“黑色固体是什么”，图1所示是解决这一问题的思维过程的示意图，由此可以充分体现出本题对学生逻辑思维能力的考查。

（2）对概括总结能力的考查

题中【反思提高】是对本题探究过程的一个升华。试题通过这个问题，引导学生回顾整个探究活动，概括总结清除试管内壁附着的难溶物的思路是：第一是确定物质的组成；第二是根据组成分析其化学性质；第三是选择合适试剂进行清洗。这一方面考查了学生概括总结的能力，另一方面也帮助学生认识清洗仪器内壁附着的难溶物的一般方法。

3. 融入了对学科思想的考查

（1）对分类思想的运用

“问题二：用什么洗掉MnO2”的探究过程中，题目首先通过“MnO2与BaCO3、Mg（OH）2、、P2O5、Cu中的某一种物质组成最相近，理由是 。”的设问，让学生辨析MnO2所属的物质类别。然后又通过“这种物质（即Fe2O3）能与稀盐酸反应，由此推理MnO2也能与稀盐酸反应。”引导学生认识化学上不是为了考试才对物质进行分类的，对物质分类的目的是为了进一步研究物质的结构和性质。

但是，此题中又通过“【实验验证】向未洗净的试管中加入稀盐酸，黑色固体没有变化”，得出了“实验说明同一类物质的化学性质不一定相同”的结论。这一方面使得学生对逻辑推理的认识得以提升，思维的严密性得到提高；另一方面也帮助学生认识同一类物质的性质具有相似性，但是同类物质中的某些物质也可以具有特殊性。

从初高中衔接的角度来看，这样的命题思路为学生在高中阶段学习元素化合物知识时，从三个视角认识物质的性质（即从物质分类的角度认识物质的通性，从化合价的角度认识物质的氧化还原性，除此之外某些物质还具有特殊的性质）奠定了很好的基础。

（2）对守恒思想的理解

“问题三：生成了什么气体”的探究过程中，需要推测产生的气体可能是什么。以往的教学中，教师经常告诉学生应对考试的技巧是只需回答“根据质量守恒定律（或根据元素守恒）”即可。可是，本题采用“化学变化过程中元素不变，因为 ，所以产生的气体可能为CO2、CO、H2、O2等。”的设问方法，迫使学生要进一步思考在某一个反应中是如何具体的根据“元素守恒”思想来解决问题的。从而使学生对守恒思想从宏观视角（或者说笼统的视角）的认识，深入到具体反应的认识，只有在任何一个具体反应中都能够灵活地运用守恒思想来解决问题，才说明学生真正理解了守恒思想的真谛。

三、教学启示

1. 在复习课教学中，引导学生对教材上的基础知识进行深度拓展研究

复习课教学的核心目的不只是为了知识的再现，更是为了在原有知识的基础上提高学生运用知识解决实际问题的能力。在复习课教学中，有些教师通过讲解（或导学案）帮助学生对知识进行机械的简单回顾，然后再通过大量习题进行强化训练。可是，回顾河北省近几年中考理科综合试题中，考查学生科学探究能力的那道综合性探究试题基本上都是一道新情景试题，其中2010年的试题情景是“用铁丝、铜丝、银丝、稀硫酸和硫酸铜溶液验证金属活动性后废液的成分”。2011年的试题情景是“在一次实验课上，各小组同学用在不同地点找来的小石块和稀盐酸反应制取二氧化碳。小明发现，相邻小组气体产生的速率比自己小组的快。影响二氧化碳气体产生速率的因素是什么？”。2014年的试题情景是“蜡烛燃烧产物的再探究”。这几道试题都是教材知识的深度探究，只拥有一些机械的知识结论不能很好地解决这些实际问题，它需要学生的逻辑思维和知识迁移等多方面的学科能力才能准确解决问题。由此可见，“知识再现+习题训练”的复习课教学方式不能使学生解决问题的能力在原有基础上得到有效提升，这种教学方式可以说是一种低效（甚至是无效）的复习方式。建议教师在复习课教学中，要创设真实的问题情景，引导学生运用所学知识解决实际问题，在解决问题的过程中不断在落实常规的基础上揭示深层次的问题，延伸出新的知识生长点，从而不断引发学生产生认知冲突和深层次思考，帮助学生对知识的理解进一步深化。比如，二氧化碳的实验室制法，在新授课中主要让学生认识实验室制取二氧化碳的反应原理、发生和收集装置、实验步骤、收集方法、检验（或验满）等内容，在复习课教学中则可以通过反应原理为情境，让学生探究实验后废液的成分，从而使学生对原有知识进行深度探究，应用所学知识解决实际问题，同时还能帮助学生构建二氧化碳制取与酸碱盐知识间的关系。

2. 提高实验教学的常态化，给学生提供科学探究的机会

本题探究的“清洗加热高锰酸钾后内壁附着的用水洗刷不掉的黑色固体”，就是源于教材而又高于教材的一个实际问题。对于题中的这个问题，如果教师没有给学生提供过“加热高锰酸钾制取氧气”的动手实验的机会，甚至连教师的演示实验都没有做过（采用播放实验录像的方法，或看图读实验的方法），学生就从来没有遇到过这样实验事件，当然也就不会发现题中设置的问题，自然也就没有解决问题的基本思路和方法。

在2011-2014年笔者教育硕士论文研究的过程中，对目前我市课堂实验（包括教师演示实验和学生动手的探究实验）教学常态化的现状通过问卷调查和课堂观察的方法进行了深入研究，发现目前初中化学课堂实验教学中存在较为严重的问题，教师的演示实验多数学校教师能够保障，而少数学校教师不能保障，学生动手实验的机会可以用“少之又少”来形容，取而代之的是录像实验（甚至是看图读实验）。虽然造成这一现状的因素很多，但这一现状确实对学生学习化学的兴趣，及对化学知识的理解都产生了不可忽视的影响。因而，特别希望这一问题能引起广大初中化学一线教师的重视，并且能够积极寻求解决的办法，促进初中化学课堂实验教学的常态化。

3. 以知识为载体，提升学生解决问题的能力和化学学科思想方法

在我国大力提倡减轻义务教育阶段学生课业负担和提高学生综合素质的大背景下，中考试题降低难度，提高对学生科学素养和学科思想方法的考查也自然就是大势所趋了。本题中考查的分类和守恒两种学科思想方法，既是初中化学的核心知识，也是促进对学生学科素养的促进。比如，进入高中之后，学生会在质量守恒（从宏观层面的元素种类和质量守恒，从微观层面的原子种类和数目守恒）的基础上，继续学习电荷守恒和电子守恒的学科思想方法，而三大守恒思想在许多化学问题（如电解质溶液中离子浓度的大小问题）的解决中起着重要作用。因此，在教学和复习中，以相应的知识为载体，深入挖掘知识背后的学科思想方法，关注学生学科思想方法的形成过程，这样才能真正做到新课程所提倡的三维目标的有效融合，达到培养人才的最终目标。

参考文献

[1] 周业虹.创新命题思路 打破定式思维[J].中学化学教学参考，2010，（7）：48-49

[2] 张益胜.2010年安徽省中考试题评析[J].化学教学，2010，（12）：55-57

[3] 龙威.江西省2010年中考试题的分析与启示[J].化学教学，2011，（3）：47-48