化学实验探究题说题案例

洪兹田　陈女婷

1说题解读

说题包括教师说题、教师和学生互动说题和学生说题。教师说题是教师在命题基础上或针对试题，向同行、专家比较系统而概括地解说自己对题目的理解，即指出考核的意图、考点，解题的要领、方法、步骤；表述自己教学的设想、方法、策略以及命题（试题）的理论依据等，然后由同行进行评说的一种教研形式（若无特别说明，本文的说题特指教师说题）。

1.1说题的关键点

1.1.1说出题

重点阐述：①考什么内容（包括考查内容、课程标准、考试说明和三维目标）；②怎么考（包括命题立意和试题呈现方式）；③为什么这样考（包括认知水平和能力测试要求）。

1.1.2说解题

重点阐述：①怎么解题（即解题的思维过程：读题、审题、破题、解题、答题）；②为什么这样解题（包括试题的考查目的、要求和学生可能出现的问题及原因）。

1.1.3评题

重点评价：①试题的亮点、价值；②试题的不足；③试题暴露出的学生问题。

1.2说题的步骤

针对试卷中的一道题或一个知识点的相关题目，着重说清以下4点内容。

1.2.1考点分析及思想方法

包括试题情境、内容领域和测试目标（问题）、学生应答要求（基本知识和基本能力）。

1.2.2解题思路分析

包括解题思路和解题思维障碍分析。

1.2.3试题的拓展延伸及变式分析

要结合学情、考情预设，对试题进行拓展与变式分析，让学生举一反三，触类旁通。

1.2.4试题的价值、反思及感悟

包括试题的亮点、价值、不足和对试题暴露出的问题分析。

2说题案例

2.1试题

小翔同学用3%过氧化氢溶液清洗伤口时，不小心将过氧化氢溶液滴到红砖上，发现有大量气泡产生。小翔联想到自己曾经学过二氧化锰催化分解过氧化氢，他想：“红砖粉能否也作过氧化氢分解的催化剂呢？”于是他找建筑师傅要了一些红砖，并用蒸馏水浸泡、冲洗、干燥、研磨成粉后待用。请你与小翔一起探究，并回答相关问题。

2.1.1提出问题

（1）红砖粉能否做过氧化氢分解的催化剂？

（2）不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响是否相同？

2.1.2猜想与假设

（1）红砖粉能做过氧化氢分解的催化剂；

（2）不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响不同。

2.1.3实验探究

实验一：探究红砖粉能否做过氧化氢分解的催化剂。

实验方案见表1。

实验反思：

（1）“实验Ⅰ”和“实验Ⅱ”渗透了一种重要的实验设计理念：

。

（2）此实验方案还存在一些缺陷，仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，还需要增加一个探究实验来验证____。

实验二：探究不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响。

实验方案：

常温下，在2瓶体积相同、浓度相同的过氧化氢溶液中，分别加入质量相同的MnO₂粉末和红砖粉，测量生成1瓶（相同体积）O₂所需的时间。

实验结果见表2。

实验结论：

（3）该探究过程得出的结论是

实验反思：

（4）此实验中最适宜采用的收集气体方法

（5）若没有计时仪器，能否顺利完成此探究实验？如果可以实验又当作何改进？

（6）查阅资料表明“在使用质量相同的同一催化剂时，增大催化剂的比表面积（单位质量表面积）可提高化学反应速率”。请设计实验验证此结论。

要求：请参照实验二，设计实验方案和实验记录表格。

答案：（1）对比实验。（2）红砖粉在化学反应前后的化学性质是否改变。（3）在其他条件相同时，MnO₂比红砖粉催化过氧化氢分解产生氧气的反应速率快。（4）排水法。（5）常温下，在2瓶相同体积、相同浓度的过氧化氢溶液中，分别加入相同质量的MnO₂粉末和红砖粉，测量相同时间收集到气体的体积的多少（其他合理答案亦可）。（6）实验方案：常温下，在3瓶体积相同、浓度相同的过氧化氢溶液中，分别加入质量相同、比表面积不同的MnO₂，测量生成1瓶（相同体积）O₂所需的时间，實验记录表格见表3。

2.2考点分析及思想方法

2.2.1试题情景

此题取材于学生的日常生活实际，以9年级化学“过氧化氢催化分解产生氧气”的系列实验为试题情景，将化学基础知识、基本技能和科学素养的考查置于科学探究的问题情境之中，体现了化学问题来源于生活的要求，检测学生分析和解决简单化学问题的能力，用控制变量法进行对比实验的方法和化学实验探究的能力。其中题目素材和实验一的内容为旧题改造，实验二之后的内容为本人原创题目。第（1）（2）小题以“探究红砖粉能否做过氧化氢分解的催化剂”为实验目的，给出证明红砖粉是过氧化氢分解的催化剂的实验操作、实验现象或结果、实验结论，考查实验方案涉及的实验设计理念，并让学生围绕实验结论的获得过程指出该实验方案存在的缺陷。第（3）（4）（5）小题以“探究不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响”为实验目的，提供实验方案和实验结果，让学生归纳总结出实验结论，并对此实验中最适宜采用的收集气体的方法进行提问，同时引导学生针对没有计时仪器的问题对该实验方案进行改进。第（6）小题以证明“在使用等质量的催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率”为实验目的，让学生参照实验二，自主设计出实验方案和实验记录表格。

2.2.2内容领域和测试目标（问题）

本题考查的内容领域为化学实验与探究。测试目标（问题）如下：第（1）小题考查对比实验的思想；第（2）小题考查催化剂的定义和特点；第（3）小题考查控制变量法进行对比实验的方法；初步分析或处理实验数据，得出合理结论；第（4）小题考查两种气体收集方法（排水法和排空气法）的优缺点及选择，实验基本技能；第（5）小题考查控制变量法进行对比实验，实验评价和设计；第（6）小题考查控制变量法进行对比实验，实验设计。

2.2.3学生应答要求（基本知识和基本能力）

过氧化氢分解制取氧气的知识；催化剂的特点和催化作用；实验室制取气体的收集方法；控制变量法的基本思想的认识和理解，对比实验；从表格、资料等角度获取化学信息，解决化学问题的能力；分析和处理实验数据，得出合理结论的能力；设计、评价或改进简单的实验方案的能力；科学探究的基本环节等学科思想。

2.3解题思路分析

本题重点考查科学探究能力和控制变量进行对比实验的方法。其中第（1）（3）（5）（6）小题均有涉及控制变量进行对比实验的方法。对该思想方法的理解成为制约学生解题的关键，以下重点剖析控制变量进行对比实验的方法的解题关键和解题思维障碍。影响实验结果的条件往往有多种，为了研究某一实验条件对实验结果产生的影响，在进行设计实验时，须控制变量。选定的变量只能有1个；受控制的变量是除选定的变量之外余下的量均，称“固定量”。学生解决此类问题的思维障碍表现在：不清楚控制单一变量的选取原则是要除了一项外，其他各项均需相同。实验方案中选择的两组对比实验只有一项因素是相同的，而其他各项因素均不相同。

第（1）小题：“实验Ⅰ”和“实验Ⅱ”的区别在于是否添加二氧化锰，渗透了对比实验的设计理念。这一小题学生普遍回答得较好。

第（2）小题：根据催化剂的概念和特点：一变（反应速率）、二不变（质量和化学性质），此实验方案设计还需要探究“红砖粉在化学反应前后的化学性质是否改变”。解题思维障碍：对催化剂特点的理解过于片面，往往容易忽略质量和化学性质不变这两个要素。

第（3）小题：分析表格数据发现，本实验的固定量为催化剂的质量，过氧化氢溶液的浓度、体积；变量为催化剂的种类（一个为MnO₂粉末，一个为红砖粉）。实验结果为生成相同体积的O₂所需的时间（或反应速率）。由此可得出结论：在其他条件相同时，MnO₂比红砖粉催化过氧化氢分解产生氧气的反应速率快。解题思维障碍：没有读懂表格中“相同体积”的含义，未能找到不同催化剂对反应速率的影响，普遍错误是简单的描述不同催化剂对反应时间的影响，而忽略了“相同体积”这个条件存在的意义，因此没能进一步上升到对反应速率的影响。

第（4）小题：收集氧气若用排水法能控制刚好收集一瓶氧气，收集的氧气也较为纯净，用向上排空气法收集氧气不好控制，同时也不如排水法收集的氧气纯净，故最适宜采用排水法收集氧气。解题思维障碍：对排水法和排空气法这两种收集方法的优缺点和具体操作没有做到“知其然，知其所以然”，仅仅停留在死记硬背，不求甚解的水平，导致较多学生填“向上排空气法”。

第（5）小题：测定反应产生氧气的速率可采取两种方法。方法一：测定产生相同氧气所需的时间；方法二：测定相同时间内产生相同氧气的体积。若没有计时仪器，可按照方法二的思路（让反应同时开始）设计实验方案。常温下，在2瓶体积相同、浓度相同的过氧化氢溶液中，分别加入质量相同的MnO₂粉末和红砖粉，测量相同时间内收集到的气体的体积。解题思维障碍：学生知识迁移能力较弱，未能将物理学中速率比较的方法（相同时间比路程，相同路程比时间）进行有效迁移。也有学生在描述实验改进方案时，未能对变量进行严格控制。

第（6）小题：根据控制变量法的基本思想，该实验设计选定的变量只能是催化剂的比表面积（颗粒大小），除催化剂的比表面积（颗粒大小）之外的其他量，如反应温度、双氧水的浓度和体积、催化剂的种类和质量等都应该相同。设计实验方案和实验记录表格，可参照实验二的实验方案和实验记录表格。解题思维障碍：不清楚控制变量的选取原则是要除了一项外，其他各项均需相同，有些错误的实验方案中选择的两组对比实验只有一项因素是相同的，而其他各项因素均不相同。多数学生对设计实验方案和实验记录表格产生畏惧心理，一些学生甚至直接放弃此题。

2.4试题的拓展延伸及变式分析

在点燃蜡烛时，小红发现有1根烛芯沾有食盐的蜡烛比普通蜡烛燃烧的时间长一些。请你与小红一起探究，并回答相关问题。

2.4.1提出问题

盐是否能延长蜡烛的燃烧时间？

2.4.2猜想

（1）一定量的食盐可延长蜡烛的燃烧时间。

（2）其他盐也可延长蜡烛的燃烧时间。

2.4.3实验探究

实验一：探究不同质量的食盐对蜡烛燃烧时间的影响。

实验方案：取6支相同的蜡烛，在其中5支的烛芯周围分别放入不同质量的食盐，另1支作对照实验，分别测定它们的燃烧时间。

实验结果：见表4。

实验结论：从所得实验结果可初步分析出两点结论：①____；②____。

实验反思：①此实验方案还存在一些问题值得进一步研究，如（至少写出一点）：____。

②你认为此实验结果有什么实际应用价值？

实验二：探究不同种类的盐对蜡烛燃烧时间的影响。

要求：请参照实验一，设计实验方案和实验记录表格。

答案：实验一结论：①食盐可以延长蜡烛燃烧时间；②所加食盐并非越多越好，从此次实验来看，加入0.7g食盐时效果最好（其它合理答案亦可）。实验反思：①必须进行3次实验，取其平均值；还要观察或測定加入食盐后对烛光亮度的影响（其他合理答案亦可）；②建议蜡烛制造工厂在烛芯周围加入少量的盐，以延长蜡烛的燃烧时间，节约资源。实验二方案：取6支相同的蜡烛，在其中的5支的烛芯周围分别撒0.7g的各种盐，剩余的1支加入0.7g食盐作对照实验，分别测出它们的燃烧时间。实验记录表格见表5。

2.5试题的价值、反思及感悟

2.5.1试题的价值

本题形式上以表格出现；内容上紧扣科学探究的基本要素，涉及物质的性质、概念原理、气体的制取与收集方法、控制变量进行对比实验的思想和方法等；能力上注重学生自学、阅读、理解、分析、归纳等能力的考查。另外，本试题的情景取材于学生的生活实际，将化学基础知识、基本技能和科学素养的考查置于科学探究的问题情境之中，重视化学知识与人文内涵的结合，较好地体现了命题原则中的“科学性、导向性、基础性、应用性”。试题起点高、落点和难度适中。

2.5.2试题的反思和感悟

本题信息量中等，对学生的学习品质、思维品质、认知水平及能力要求较高，学习水平中下的学生对题目存在不易接受、吸收、整合，难理解、易混乱的现象。教学中，要注重学生所学知识的意义建构和化学思维方法的形成性训练，做足做齐实验，把实验作为提升教学质量的切入点，重视实验及实验教学的研究，充分挖掘实验教学的功能。课堂教学中，要调动学生积极参与，留给学生充足的时间动手、观察、思考、分析、反馈，提高学生解决问题、表达问题的能力。习题讲评要认真挖掘、品评、赏析试题蕴含的功能，加强解题的策略和方法的引导、点拨，将影响学生解题的模糊认识清晰化。