强化探究 突出能力 彰显思想

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  摘要:针对2011—2015年河北省中考化学实验试题进行研究,分析实验试题的分布与特点,阐释此研究对于初中化学实验教学和中考复习的启示。
  关键词:化学实验;化学实验试题;实验教学;中考复习
  中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2016)09-0063-04
  化学是一门以实验为基础的学科,化学实验对于化学课程目标的全面落实具有重要的作用。化学实验既是化学学习的主要内容和目标,也是一种化学学习的重要方式,还是培养学生科学素养的有效手段。实验试题作为中考化学的必考题型,其内容涵盖了初中化学主干知识、基本实验技能和化学思想方法。笔者以《河北省2015年初中毕业生升学文化课考试说明.理科综合(化学)》为依据,结合对2011-2015年河北省初中毕业生升学考试(以下简称河北省中考)化学实验试题的研究,分析了化学实验试题在河北省中考理科综合试卷中的分布和特点,阐明其对初中化学实验教学和中考复习的启示。
  一、实验试题分布及分值
  河北省中考理科综合试卷化学部分(含综合)试题的题型包括选择题、填空及简答题、实验探究题和计算应用题四类,满分60分。实验试题在试卷前三类题型中均有分布。2011~2015年化学实验试题的分值比例在30%至35%之间。近五年河北省中考化学实验试题题型分布及分值见表1。
  依据《河北省2015年初中毕业生升学文化课考试说明·理科综合(化学)》,将2011~2015年中考化学实验试题按照考试内容进行归类整理,其内容分布及分值见表2和表3。可以看出,考题涉及科学探究全部二级主题中考试内容与要求,对化学实验各知识点的考查较为全面。实验试题的命制体现了新课程理念,突显了学科的特色,突出了实验能力,彰显了化学思想。
  (注A层次:属于了解和经历水平;B层次:属于理解、模仿、反应水平;C层次:属于应用、独立操作、领悟水平。下同;学习基本实验技能与完成基础学生实验考试内容与分值为避免重复统计,笔者将学习基本实验技能作了删减)
  二、实验试题特点
  (一)加强基本实验技能的考查,重视实验习惯的养成
  初中化学学习应体现基础陸,要提供给学生未来发展所需要的最基础的化学知识和技能。学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证。所以,学生学习和掌握一定的化学实验基本技能对于化学学习尤为重要,必然是历年中考化学实验试题考查的重点之一。这类试题一般分布在选择题、填空简答题。大多源于教材,立足基础,一题多点。侧重考查仪器的使用、基本操作、用简单装置和方法制取气体、物质鉴别、提纯和转化等初中基本实验内容以及良好的实验习惯养成。
  (二)注重综合应用能力的考查,促进思维品质的形成
  河北省中考30题为综合实验题。有效整合8个必做基础实验中的几个实验和书中演示实验。在考查实验技能的同时,也注重考查学生在新的问题情景中灵活运用所学化学原理和方法解决实际问题的能力,突出对学生思维全面性、缜密性、深刻性等思维品质的考查。体现了“试题来源于教材又高于教材”的命题理念,体现了新课标的要求。
  例1.(2014.河北)根据图1所示的实验回答问题:
  (1)甲是蒸发溶液的实验,仪器。的名称是 ,用玻璃棒不断搅拌的目的是______。
  (2)乙是探究燃烧条件的实验。打开分液漏斗的活塞前,白磷不燃烧,而打开后,白磷燃烧。比较打开活塞前后的现象,证明白磷燃烧需要____。烧杯中水的作用是______。
  (3)丙是一組对比实验,实验目的是__________。
  试题分析:本题甲、乙涉及到8个必做基础实验中的3个,乙将初中化学教材中氧气的实验室制取性质和燃烧条件进行有效整合,丙来源于教材中物质溶解性的演示实验。本题对学生基本实验技能、实验方法应用能力、语言表达能力及科学思维品质等进行全面考查。(2)小题的最后一问设置的目的是考查学生思维的严密性和全面性,学生因漏答一条作用而容易失分。
  参考答案:(1)铁架台;防止局部温度过高,造成液滴飞溅;(2)氧气;隔绝空(氧)气、使白磷的温度达到着火点;(3)比较同种溶质在不同溶剂中的溶解性(或比较氯化钠在水和汽油中的溶解性)。
  河北省中考2013年30题是粗盐(含有难溶性杂质)提纯实验和配制50g 5%的氯化钠溶液有效整合,涉及仪器使用、操作分析、实验顺序、现象观察、误差分析等。2015年30题是酸、碱的化学性质、氧气的实验室制取与性质和二氧化碳的实验室制取与性质3个基础实验的组合。涉及实验现象分析与结论得出、实验操作细节与实验成败、错误操作导致实验后果等。
  这类题构思巧妙又不脱离教材,综合考查学生应用学过的基础知识和基本技能分析问题和解决问题的能力以及科学思维能力,对今后实验教学和中考复习具有良好的导向作用。
  (三)强化科学探究能力的考查,彰显化学思想方法
  河北省中考化学35题是实验探究题,是中考化学的热点题型,也是考查学生能力区分度较大的试题之一。从表3可以看出,近五年实验探究题均考查到发展科学探究能力九个方面,命题更基于真实的实验过程,将科学探究8个要素或几个要素融入其中,依据科学探究的步骤和解决问题的一系列思维活动,使学生体验科学探究的一般过程、学会科学研究的方法和感悟化学思想,逐步形成科学探究能力。
  实验探究题一般分为以下几种题型:①反应条件、影响因素的探究。如2011年河北省中考35题(以下省去河北省中考35题),影响二氧化碳气体产生速率的因素的探究);②物质组成成分探究。如2012年“燃纸成铁”成分的探究,2014年“蜡烛燃烧的产物”的探究);③物质性质探究。如2013年碳化钙与水反应生成白色固体的探究,2015年加热高锰酸钾的试管内壁有用水洗刷不掉的黑色固体的探究);④反应原理(规律)探究。如2009年金属的活动性的探究。   例2.(2012.河北)小红为大家做了一个“燃纸成铁”的趣味实验。将一张滤纸(组成元素为C,H.O)用FeCl3浓溶液润湿,在酒精灯上烘干后点燃,滤纸变黑、红热,最终生成黑褐色物质。小红告诉大家:黑褐色物质中含有铁单质。
  [提出问题]黑褐色物质中真的含有铁单质吗?
  [探究过程](1)小红先从反应物分析,因为所以反应后可能生成铁单质。
  (2)为获得实验证据,小红做了实验1
  实验1:将黑褐色物质放人稀盐酸中,发现有连续微小气泡产生。若黑褐色物质中含有铁单质,则反应的化学方程式为______。
  (3)小明提出疑问:由反应物的组成分析,能与稀盐酸反应产生气泡的物质不一定是铁单质,还可能是____________。
  小红通过查阅资料得知,在高温条件下不可能生成此类物质。
  (4)小明仍有疑问:实验1中产生的气泡也可能是滤纸碳化后吸附的空气。为此,小红又做了实验1的对比实验: .
  观察到有微小气泡产生但很快停止,证明实验1中的连续气泡确实是由铁单质与稀盐酸反应产生的。
  (5)为进一步证明黑褐色物质中有铁单质,小红又做了实验2,
  实验2:将黑褐色物质放调研______溶液中,观察到_____。
  [得出结论]通过以上探究,证明黑褐色物质中确实含有铁单质。
  [拓展探究]请再用一种方法证明黑褐色物质中含有铁单质:____。
  试题分析:本题以趣味实验“燃纸成铁”为情景,以探究“生成黑褐色物质中真的含有铁单质吗?”为主线,层层设疑,环环相扣,贯穿始终。不仅考查了初中化学核心内容如金属的物理性质、化学性质、常见酸的化学性质、碳酸盐的化学性质等。而且考查了分析、比较、推理、判断的思维能力和方法,还考查了对比实验、控制变量的科学方法和守恒思想。通过试题解答过程,认识到科学探究既需要通过实验、观察等多种手段获取事实和证据,又需要对事实和结果进行分析、推理和判断,体验到科学探究是人们获取科学知识、认识客观世界的重要途径。
  参考答案:[探究过程](1)反应物中含有铁元素;(2)Fe 2HCl—FeCl2 H2↑;(3)碳酸亚铁或者碳酸铁;(4)将黑褐色物质放人蒸馏水中;(5)硫酸铜;有红色固体产生;
  [拓展探究]用磁铁来吸引该黑褐色固体,若磁铁上有残留的粉末,则说明该粉末中含有铁单质。
  这类题篇幅较长、阅读量较大,考察知识点多,涉及知识面广,试题中各环节设计力求真实再现探究情境,根据学生认知结构和探究目标设置由易到难、层层质疑、有探究价值的问题。需要迁移多个单元知识,灵活应用知识迁移能力、综合应用能力和实验探究能力以及化学思想方法,才能解决问题。亲历问题解决过程,有利于激发学生探究欲望,有利于引导学生解决一些简单实际问题,促进科学素养的形成。
  三、启示
  (一)落實课标要求,发挥导向功能
  实验既是学生需要学习的核心知识,也是学生学习化学知识的一种很重要的手段。2011版义务教育化学新课标,更加强调了对实验的要求,明确了初中学生化学实验技能应达到的7项要求,规定了学生必做的8个基础实验。8个基础学生实验是培养学生化学基本实验技能和发展学生科学探究能力的基础,也是中考的重点考点之一,因此,教师在教学中要积极创造条件让学生亲自动手完成8个基础实验,在亲历实验过程中,发现问题、解决问题。并弄清每一个实验的目的、操作步骤及操作要点,学习基本的化学实验技能和基本实验方法,培养科学态度,逐步落实教学目标,充分发挥实验教学的导向功能和价值功能。
  (二)加强实验探究,培养探究能力
  实验探究是科学探究的重要途径。教师鼓励学生立足教材,放眼课外发现问题,提出问题,并帮助学生提炼有价值的探究问题,以小组合作的方式,按照“猜想与假设,设计实验方案、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流”等一系列的科学探究流程完成探究,不仅体会了实验探究的过程,而且学会了实验探究的基本方法,逐步增强观察能力、实验操作能力、搜集和处理信息能力、综合应用能力等,逐步养成敢于质疑、勇于创新的科学精神,逐步提高科学探究能力。
  (三)灵活设置专题,提高复习实效
  中考化学复习枯燥无味、效率不高的现象还较为普遍,复习时将已学过知识简单重复、选择习题陈旧繁多是主要原因。而专题复习善于用联系的观点看待不同单元知识,采用不同方法如图表法、比较法、纵横法等对知识点加以分析、比较、概括、提炼,由点连线,编织知识网。再将各知识网按着内在联系从纵向或横向链接起来,将知识融会贯通,构建出系统化、条理化的知识体系。这样,既便于巩固和掌握知识,又使学生理解并掌握解决某一类问题的思路和方法,应用起来就能得心应手。所以,专题复习是提高中考化学复习实效的一种有效方式。
  实验复习专题可以从不同的角度来设计。大专题可以从化学实验在化学学科中的核心功能来设计,如物质的制备、物质的性质、物质的检验与鉴别、物质的分离与提纯等专题复习;还可从实验试题的类型来设计,如针对中考化学第30题和第35题而设计的“综合实验题”和“实验探究题”专题复习等。通过复习使学生掌握解题的思路和方法并能够迁移应用。
  小专题从实验试题的类型中某类试题来设计,例如实验探究题中反应条件、影响因素的探究题型,又可分为燃烧条件的探究、铁生锈条件的探究、影响化学反应速率条件的探究、影响物质的溶解速率条件的探究等。还可以就实验中涉及的某一类问题设计小专题。例如教材中许多化学实验都运用了实验探究方法,如测量空气里氧气含量实验、对人体吸入的空气与呼出的气体的探究、二氧化碳与水的反应实验、燃烧条件的探究等,可针对化学实验中运用的实验探究方法进行专题复习,先将这些化学实验进行分析、归类,提炼出实验探究常用的方法。如测量空气里氧气含量实验,氧气体积看不见、也不易测量,可以把他转换成可见、易测量的水的体积进行观察,这利用的就是转换法。影响实验的因素只有单一因素时,可设计只有单一因素的对比实验,通过去伪存真,排除干扰,找出其中真正的影响因素,利用的是对比法。当影响因素有多种时,要探究其中的一种影响因素,就要用到控制变量法。恰当准确运用这些实验探究方法是实验探究成功的关键,也是中考正确解答这类题的关键。所以,不仅要让学生知道具体化学实验运用那种探究方法,而且还要使学生理解探究方法设计原理,更要学会应用探究方法设计实验方案,分析和解决实际问题。这样学生在解答侧重考察探究方法的综合实验题时才会胸有成竹、灵活自如。
  通过对近五年河北省中考化学实验试题的研究与分析,不仅能够使教师了解试卷中化学实验试题的结构与分布,把握实验试题命制特点与趋势、素材选取与立意,而且对于优化中学化学实验教学,提高实验教学和中考复习的实效陸具有积极的促进作用。
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