例谈初中化学探究性实验方案的设计与评价

张清云

摘 要：初中化学实验探究类试题体现了素质教育的要求，它不仅能考查学生的基本实验技能，还能考查学生对科学探究方法和过程的理解程度。它有效地检测了学生的科学素养，突出了新课标、新教材的特点，代表了教材改革和中考改革的方向，在近几年中考中起到了一定的导向作用。

关键词：初中化学；探究性；实验方案；设计与评价

中图分类号：G633.8文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）12-035-1

一、实验方案的设计

实验方案的设计以选择题、填空题和实验探究题形式出现，要求根据实验目的，对实验过程中的用品、方法、步骤等进行方案的制定。

1.设计实验方案的原则。①科学：实验原理正确，实验流程合理；②简约：在实验设计时，实验材料容易获得，实验装置比较简单，实验操作过程比较简便，实验步骤比较少，实验时间比较短；③可行：符合一般实验条件，易达到目的要求，操作正确；④安全：如点燃可燃性气体前要先检验气体的纯度，以防发生爆炸；⑤经济：实验设备、实验原料、消耗的能源花费少；⑥环保：如进行有毒气体的性质实验时，应注意尾气的处理等。

2.实验步骤。根据实验目的、结合实验原理→确定实验装置和药品→制定实验操作步骤→进行实验→观察实验现象→得出结论。

【例1】 （2015年无锡中考）下列实验方案不合理的是（ ）

A.用观察颜色的方法鉴别磷矿粉和硝酸钾

B.用植物的花瓣制作指示剂，检验溶液的酸碱性

C.用水鉴别NH4NO3、NaOH、NaCl三种固体

D.用FeSO4溶液、Cu和Ag比较Fe、Cu和Ag的金属活动性

【考点】 化学实验方案设计与评价；金属活动性顺序及其应用；酸碱指示剂及其性质；化肥的简易鉴别；酸、碱、盐的鉴别。

【分析】 A.根据磷矿粉是灰白色的，硝酸钾是白色的晶体，进行分析判断。B.根据某些植物的花瓣中含有能够遇酸碱会变色的物质分析判断。C.根据三种物質与同种试剂反应产生的不同现象来鉴别它们，若两种物质与同种物质反应的现象相同，则无法鉴别它们。D.根据金属活动性顺序，验证金属的活动性顺序是否合理，可根据“反应则活泼，不反应则不活泼”进行分析判断，通过分析方案所能得到的结论，确定是否能得出Fe、Cu和Ag三种金属的活动性顺序。

【解析】 A.磷矿粉是灰白色的，硝酸钾是白色的晶体，用观察颜色的方法可以鉴别磷矿粉和硝酸钾，故选项实验方案合理。B.某些植物的花瓣中含有遇酸碱会变色的物质，可检验溶液的酸碱性，故选项实验方案合理。C.NH4NO3溶于水吸热，氢氧化钠溶于水放出大量的热，氯化钠溶于水温度几乎无变化，可以鉴别，故选项实验方案合理。D.Cu和Ag与FeSO4溶液均不反应，说明了活动性铁>铜，铁>银，但无法确定银和铜的活动性强弱，故选项实验方案不合理。

故选：D。

二、实验方案的评价

实验方案的评价一般以选择题、填空题和实验探究题形式出现，要求从某一角度或几个方面对实验方案进行评价，排除不合理的或不够优化的方案。

1.实验方案的评价是指用批判的思想对题中所设计的实验方案、实验步骤、实验装置、现象描述、结论分析等方面进行否定或指出不合理的地方，从而使实验得到优化。

2.原则：①化学反应原理是否正确。②实验操作方法是否可行。③是否经济合理。④推理过程是否严密。⑤对环境是否会产生危害等。

【例2】 （2014绍兴中考）实验小组的同学向盛有2mL稀硫酸的试管中加入2mL氢氧化钠溶液，未观察到明显现象。

【提出问题】 两者是否发生了化学反应？

【实验探究】 将盛有上述实验混合液的试管标为①，如图甲。

小华：测得实验所用稀硫酸pH<7，试管①中溶液pH>7，于是得出结论：。

小敏：取两支试管，编号为②和③，分别加入稀硫酸和试管①中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至过量，实验过程与现象如图乙，由此他得出了与小华一样的实验结论。

【反思评价】 小军认为小敏在实验设计中存在不够严密的地方，请帮他指出：。

【交流讨论】 试管③溶液中有哪些溶质？同学小孟分析了两位同学的实验过程，一致认为没有H2SO4，其理由是。在此基础上同学小孟提出两种推理：

推理1：含有Na2SO4、Na2CO3和NaOH；推理2：含有Na2SO4、Na2CO3。

【实验探究】 小华测得实验所用稀硫酸pH<7，试管①中溶液pH>7，酸碱度发生了较大的改变，说明稀硫酸与氢氧化钠发生了化学反应；

【反思评价】 小敏：取两支试管，编号为②和③，分别加入稀硫酸和试管①（显碱性）中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至过量，稀硫酸与碳酸钠溶液反应产生气泡，试管①（显碱性）与碳酸钠溶液反应无气泡产生，说明试管①中的全部溶液与2mL稀硫酸作对比实验，因此实验设计不严密，因为试管②和③需要保证里面的硫酸量是相同的（假设硫酸和氢氧化钠没发生反应），如果两者没有发生反应，试管①中的全部溶液才含有2mL硫酸，因此该实验应该用试管①中的全部溶液与2mL稀硫酸作对比实验。endprint