中考化学实验探究题的复习教学实践

【摘要】本文以“探究物质的成分”复习课为例，论述在中考复习中落实实验探究教学的途径，认为教师可通过“学会做出合理猜想”“學会设计实验并完成实验”“学会科学反思与评价”三个活动引导学生厘清一般的实验探究过程，最后通过让学生自行消化知识、整合已学知识，帮助学生构建实验探究的一般模式。

【关键词】实验探究 中考化学 复习 物质的成分

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）04A-0054-04

实验探究题是中考化学必考的内容，是教学的重难点。大部分学生对实验探究步骤的认识模糊不清，缺乏系统的实验探究模式，抓不住实验探究的重点。

《义务教育化学课程标准》（2011年版）将科学探究定义为学生积极主动地获得化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。而实验探究是学生通过实验获得化学知识，提高分析能力和动手能力的有效活动，是科学探究的主要表现形式。实验探究包括发现问题、提出问题、猜想与假设、设计并进行实验、反思和评价、表达与交流等环节，层层深入，一环扣一环，符合结构主义认知理论的特点。

实验探究题是中考必考题，主要考查学生分析问题、设计实验、解决问题的能力，对学生综合能力要求比较高，所以实验探究题往往是考生获得高分的关键，是中考复习中的重难点。进入复习阶段的九年级学生，已经接触过不少实验探究题，也初步了解了实验探究题的一般解题步骤，具备一定的分析问题和解决问题的能力。但是笔者在近几年实验探究题的复习教学中发现：此阶段的大部分学生没有系统的实验探究模式;做出的猜想往往局限于记忆，题目换一种形式解答起来就困难重重;设计的实验方案往往不够完整，大部分只设计出实验操作部分;在实验的反思与评价方面停留于评价方案的正确与否，缺乏科学性。笔者在学生已初步了解实验探究的基础上，进行第一轮专题复习中实验探究复习（第一课时）的教学实践，旨在解决上述问题。

一、教学设计思路

实验探究一般包括发现问题、提出问题、做出猜想、设计实验并完成实验、反思与评价等步骤，其中中考重点考查环节是做出猜想、设计实验并完成实验和反思与评价部分。本课以“探究物质的成分”为线索，利用提出问题、分析问题、解决问题和小结的方式，引导学生根据已有的化学知识做出合理的猜想;通过让学生设计实验方案，使其明确完整实验方案的要点顺序是取样、操作、观察现象、得出结论;通过提出问题和讨论小结，使学生了解从哪些角度去评价实验方案比较科学。本节课的教学流程如图1所示。

二、教学目标

（一）知识与技能

1.能从化学的视角做出合理的猜想;

2.学会设计完整可行的实验方案;

3.能对实验方案或实验过程进行科学的反思与评价。

（二）过程与方法

1.初步学会用分析、归纳的方法，对已学的知识进行总结;

2.通过复习实验探究，初步构建实验探究的一般模式。

（三）情感态度与价值观

1.提高学生分析问题和解决问题的能力;

2.培养学生严谨求实的科学态度，增强团队合作能力。

三、教学实录

（一）复习导入，巩固实验探究步骤

师：实验探究的一般步骤是什么？

生1：提出问题、猜想与假设、实验验证、解释与结论。

生2：还有实验设计和反思与评价。完整的实验探究步骤应该是发现问题、提出问题、猜想与假设、设计并进行实验、解释与结论、反思与评价、表达与交流。

设计意图：复习已有的知识，巩固实验探究步骤，为接下来的活动一铺垫。

（二）活动一：学会做出合理猜想

师：中考实验探究题经常从猜想与假设、实验设计、反思与评价这几个环节来考查大家，下面我们将其逐个击破，通过探究物质的成分来找出解决这类题的一般方法。首先我们要学会做出合理的猜想，小组讨论并完成下列4题。

[1.（2015德州改编）在浓硫酸的催化作用下，固体草酸（H2C2O4）受热分解生成碳的氧化物和水，某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物种类进行了如下实验探究：

【提出问题】生成物中碳的氧化物组成成分是什么？

【做出猜想】猜想1：是CO 猜想2：是CO2 猜想3：

提出以上猜想的依据是什么？依据是

2.往某种钠盐中加入稀盐酸，能够产生无色无味的气体，请你猜想该钠盐可能是什么物质？你猜想的依据是什么？

做出猜想：    依据是

3.某化学兴趣小组的同学在做氢氧化钙溶液与盐酸中和反应的实验时，忘记滴加指示剂，因而无法判断酸碱是否恰好完全反应，于是他们对反应后溶质成分进行了探究。

【提出问题】反应后溶液中的溶质含有哪些成分？

【做出猜想】猜想1：他们认为反应后溶液中溶质有CaCl2，你认为该溶液中的溶质还可能有什么？你猜想的依据是什么？

你的猜想和依据是：

4.某兴趣小组在实验室盛放碱的试剂柜中，发现一瓶盛有无色溶液的试剂瓶，其标签破损，从残余部分只能看出溶质质量分数为10%。小组成员对其做出如下猜想：

A.NaOH  B.KOH  C.纯碱  D.Ca（OH）2

已知20℃时，三种物质的溶解度为：NaOH 53g、KOH 112g、Ca（OH）2 0.18g

上述猜想中，不合理的是：

师：哪位小组代表来说一说第1小题的猜想，并说明你的猜想依据。

生1：猜想3是CO和CO2的混合物。猜想依据是我们之前做过类似的猜想，猜想1是一种物质，猜想2是一种物质，猜想3就是前两种猜想的混合物。

生2：我们小组也认为猜想3是CO和CO2的混合物，但我们认为猜想依据是化学反应前后元素种类不变。

師：根据已有经验做出的猜想有时候不一定合理，从化学的视角去思考才能得出合理的猜想。第2题和第3题的猜想与依据分别是什么？

生3：第2题，我们猜测该钠盐是Na2CO3或NaHCO3，猜想依据是碳酸盐的组成与性质。

生4：第3题，我们猜测该溶液中的溶质还可能有HCl或Ca（OH）2，猜想依据是有一种反应物过量。

师：为什么不能是HCl和Ca（OH）2都过量？

生4：因为二者不能共存。

师：对于这类在溶液中反应后溶质成分的猜想除了生成物是一定存在的，还要考虑反应物是否过量和共存问题。第4小题猜想不合理的是？

生5：纯碱，因为纯碱不是碱，它是盐，与碱不是同类物质。

师：他从物质分类角度去分析得到了合理答案，还有其他同学要补充吗？可以试着从定量角度去分析，题中已给了物质的溶解度。

生6：Ca（OH）2在20℃时溶解度只有0.18g，溶质质量分数大概只有0.18%，不符合题目中要求的10%。

师：良好的开端是成功的一半，做出合理准确的猜想，也就意味着实验探究成功了一半。下面请大家小结，怎样由题目所给的信息做出合理的猜想？

生7：结合题目所给信息，再依据元素守恒，物质的组成、性质，反应物过量、共存、分类、定量等化学知识才能做出合理的猜想。

设计意图：培养学生在已学知识和经验的基础上做出合理的猜想，并归纳出合理猜想的方法。

（三）活动二：学会设计并完成实验

师：做出了合理猜想，接下来就要设计实验来验证猜想了，请完成第5题，小组讨论并回答问题。

[5.（2016新疆改编）实验室有一瓶标签受到腐蚀的无色溶液，如图所示。这瓶无色溶液放在存放盐溶液的柜子里。化学兴趣小组开展探究：

【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么盐的溶液？

【猜想与假设】该无色溶液可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的某一种溶液。

【初步分析】（1）甲同学根据标签上的组成元素认为一定不是______________溶液。

（2）乙同学提出，碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能，他的依据是______________。

【设计实验】为了确定该溶液究竟是哪种盐的溶液，他们设计了如下实验。

【实验结论】

（3）该瓶无色溶液的溶质是_______________（填化学式）。生成白色沉淀的化学反应方程式是______________。

【实验反思】

（4）丙同学认为原设计的实验还可简化，同样达到鉴别的目的。请你设计一个更为简单的实验方案来验证上述结论。（小组讨论，至少设计2种方案）

方案1：

方案2：

生1：第1小问，根据标签上的元素组成我们小组认为该溶液不是NaCl溶液。第2小问乙同学的依据是Na的下面没有数字2。

师：第2小问的依据怎样表达会更严谨准确？哪位同学补充一下？

生2：依据应该是碳酸氢钠和碳酸钠的化学式钠元素右下角无数字2。

师：在思考问题时，除了分析其结构特点，还要尽量从化学视角去解答问题，形成规范答题的良好习惯。

生3：第3小问无色溶质是Na2CO3，化学方程式请看投影。第4小问，取少量溶液于试管中，加入几滴酚酞。（白板投影该生书写的化学方程式，如图2）

师：这位同学书写的化学方程式存在哪些问题？他们小组设计的方案存在什么缺陷？

生4：他没有注意元素符号的大小写，氧元素写成了小写。还有右下角数字没有写成下标数字。方案设计上缺少现象和结论，应该补充若溶液变红，则溶质是Na2CO3。

师：完整的实验设计方案应该包括取样、操作、现象和结论，还有哪些不同的实验设计？

生5：取少量溶液于试管中，滴加稀盐酸，若有气泡产生，则溶质是碳酸钠。

生6：取少量溶液于试管中，滴加氯化铜溶液，若产生蓝色沉淀，则溶质是碳酸钠。

师：在明确了实验目的后，设计完整实验方案的一般思路是什么？

生：取样、操作、现象和结论。

设计意图：学生能根据试题的要求，结合他们已有的化学知识和生活经验，设计简单的化学探究性实验。通过设计实验方案，明确实验方案的要点顺序——取样、操作、现象、结论，确保实验方案的完整性。

（四）活动三：学会科学反思与评价

1.真题训练

师：同学们，你们刚才设计的实验方案中，哪种方案最好？

生1：滴加酚酞的方案，操作简单，现象最明显。

师：学会评价方案的优劣，才能更好地把握实验探究。请评价下列方案，简要说明理由。

[6.（2005包头）下列三种由铜制取硫酸铜溶液的方案，请选出既合理又合适的方案。

7.（2016呼和浩特节选）某同学将一定质量的NaHCO3和稀硫酸混合，反应完全后（假设反应产生的气体全部逸出），对反应后溶液中溶质的成分进行如下探究：

【实验用品】pH试纸、Zn片、CuO粉末、稀H2SO4、NaOH溶液、BaCl2溶液。

【假设猜想】猜想一：Na2SO4;猜想二：Na2SO4、NaHCO3;猜想三：Na2SO4、H2SO4。

【实验探究】同学们取反应后的溶液用不同方案进行如下实验，请根据现象或结论填空。

【得出结论】猜想三正确。

【评价反思】老师对同学们能用多种方案进行探究，并且得出正确的实验结论给予了肯定，同时指出探究中存在两处明显错误。分别是：

①_________________________________;

②_________________________________。

生1：第6题最优的方案是方案一，操作简单;方案二错误，铜不能与稀硫酸反应;方案三产生有毒气体SO2，不够安全环保。

师：这位同学从实验操作是否简单、原理是否可行、方案是否安全环保方面去评价，选出了具有科学性的方案。那同学们从什么角度去评价第7题的方案呢？

生2：方案B实验操作不正确，错在把pH试纸浸入溶液中，这样会污染溶液。方案D实验现象和结论不匹配，错在Na2SO4与BaCl2反应也会产生白色沉淀，不能证明一定有硫酸存在。

师：对实验探究进行科学反思与评价时，可以从哪些角度思考？

生2：可以从实验操作是否简单、是否正确，方案是否安全环保，原理是否可行，实验现象和实验结论是否匹配等角度思考。

生3：还可以考虑是否节约药品和是否有实验误差思考。

设计意图：结合中考真题对学生进行训练，让学生明确中考中实验探究题考查实验方案评价的形式，初步学会从原理是否正确、是否节约药品、操作是否有误、操作是否简单、是否安全环保等角度去科学评价实验探究方案。

2.总结反思

师：通过本节课的复习，谈谈你有什么收获？

生1：我学会从化学角度做出合理猜想，例如元素守恒、物质的组成和性质等。

生2：我学会了设计实验要有取样、操作、现象、结论。

生3：我知道了评价实验方案可以从可行性、安全性、操作、现象、结论等方面综合分析，从而得出最优方案。

生4：我知道了实验探究的一般步骤，也知道实验探究的重要环节是做出猜想、设计实验方案、评价实验方案。

设计意图：通过回顾，帮助学生梳理本课所学知识，进一步理解并体会教学重点，构建实验探究一般模式。

四、教学反思

美国教育学家布鲁纳认为，所有学科性知识是有结构的。实验探究也不例外，它包括了发现问题、提出问题、猜想与假设、设计并进行实验、解释与结论、反思与评价、表达与交流等环节，引导学生厘清实验探究知识结构，有助于学生掌握实验探究的重点。本节复习课从复习实验探究步骤导入，再通过“学会做出合理猜想”“学会设计实验并完成实验”“学会科学反思与评价”三个活动，一环扣一环地引导学生厘清探究结构，最后通过学生自行消化知识，整合已学知识，构建实验探究的一般模式。课后有学生反饋，学习了实验探究的方法，第一次觉得实验探究题也不是那么难。由此可见，本课例对学生产生了积极有效的影响。

【参考文献】

[1]石剑.基于观念建构实施探究教学——以空气的成分教学为例[J].中学化学教学参考，2014（11）

[2]吴兰.化学实验教学中的课例研究——以新制氯水成分的探究为例[J].化学教学，2012（11）

[3]杨宝权，沈甸.基于科学探究的初中化学复习课教学实践与思考——以《胃药中的化学》一课为例[J].教育研究与评论（中学教育教学），2018（2）

[4]李德前.初中化学实验探究题的命制[J].化学教育（中英文），2014（13）

[5]周爱平.基于化学史的科学探究教学实践——以“空气的成分”为例[J].桂林师范高等专科学校学报，2016（2）

注：本文系桂林市教育科学“十二五”规划课题“基于科学探究的初中化学课堂教学案例研究”（项目编号：2015A-04）的研究成果。

作者简介：周芳玉（1989— ），女，汉族，广西贺州人，中小学一级教师，华东师范大学化学与分子学院化学系硕士研究生，研究方向：初中化学教学与研究。

（责编 刘小瑗）