凸顯學科能力 蘊含學科思想

李焱　薛濱

摘要：2015年河北中考理綜第35題是一道綜合性化學科學探究試題，試題的命題背景源于教材，問題的落腳點高于教材，且在問題的設置中突出了對學生邏輯思維和概括總結等化學學科能力的考查，同時還融入了分類和守恒等化學學科的思想方法，對今后的初中化學教學具有很好的導向作用。建議在初中化學復習課教學中，一是對教材上的基礎知識進行深度拓展研究，二是提高實驗教學的常態化，三是提升學生的化學學科能力和學科思想方法。

關鍵詞：中考化學；命題視角；學科能力；學科思想；實驗常態化

文章編號：1008-0546（2016）05-0073-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.05.029

一、試題及答案

1.題目

同學們用高錳酸鉀制氧氣，制取結束清洗儀器，發現加熱高錳酸鉀的試管內壁有用水洗刷不掉的黑色固體。

問題一：黑色固體是什么？

【交流討論】 同學們結合實驗現象和對高錳酸鉀及其分解產物的了解，進行分析判斷。

【實驗驗證】向未洗凈的試管中加入某種液體，產生能使帶火星木條復燃的氣體，證明上述判斷正確。加入的液體是 。

問題二：用什么洗掉MnO2？

【交流討論】MnO2 與BaCO3、Mg（OH）2、Fe2O3、P2O5、Cu中的某一種物質組成最相近，理由是 。這種物質能與稀鹽酸反應，化學方程式為 ，由此推理MnO2也能與稀鹽酸反應。

【實驗驗證】向未洗凈的試管中加入稀鹽酸，黑色固體沒有變化。

【交流討論】實驗說明同一類物質的化學性質不一定相同。MnO2有什么化學性質，選用什么試劑清洗呢？同學們請教老師后決定用草酸（H2C2O4）溶液試一試。

【實驗驗證】向未洗凈的試管中加入草酸溶液，黑色固體果然被除去，同時發現產生許多氣泡。

問題三：生成了什么氣體？

【交流討論】化學變化過程中元素不變，因為

，所以產生的氣體可能為CO2、CO、H2、O2等。

【實驗驗證】經檢驗，產生的氣體是CO2。檢驗氣體的操作和現象是： 。

【反思提高】以上探究活動中，清除試管內壁附著的難溶物的思路是：先 ，再了解其化學性質，然后選擇合適試劑進行清洗。

2. 答案

問題一：K2MnO4 過氧化氫（H2O2）溶液（或雙氧水）

問題二：它們都是金屬氧化物（或它們都是由金屬元素和氧元素組成的

Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O

問題三：反應物中含有C、H、O元素

將產生氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁

[或將燃著的木條伸入試管中（或放在試管口），木條熄滅]

【反思提高】確定物質的組成（成分）

二、試題評析

1. 試題素材源于教材，問題落點高于教材

本題以2011版課標要求的8個必做實驗中的制取氧氣（包括“加熱高錳酸鉀制取氧氣”和“過氧化氫分解制取氧氣”兩種制取方法）為命題背景，但不是局限于考查氣體制取中基本的原理、裝置的選擇、操作過程、氣體的收集與檢驗等基礎知識，而是基于對反應原理的分析，考查實驗結束后儀器內壁殘留物的清洗問題，并且在解決這一問題的過程中綜合考查了“金屬氧化物與酸反應方程式的書寫”和“二氧化碳氣體的檢驗方法”等初中化學的基礎知識，而且還考查了物質分類、質量守恒等學科思想方法的運用。

2. 凸顯對學生學科能力的考查

凸顯能力是近年來河北省中考理科綜合化學命題一直堅持的命題原則之一。本題是一道綜合性較強的科學探究試題，其基本思路是基于初中化學基礎知識考查學生運用知識解決實際問題的能力，充分體現了河北省“凸顯能力”的命題原則。

（1）對邏輯思維能力的考查

本題中問題一是探究“黑色固體是什么”，圖1所示是解決這一問題的思維過程的示意圖，由此可以充分體現出本題對學生邏輯思維能力的考查。

（2）對概括總結能力的考查

題中【反思提高】是對本題探究過程的一個升華。試題通過這個問題，引導學生回顧整個探究活動，概括總結清除試管內壁附著的難溶物的思路是：第一是確定物質的組成；第二是根據組成分析其化學性質；第三是選擇合適試劑進行清洗。這一方面考查了學生概括總結的能力，另一方面也幫助學生認識清洗儀器內壁附著的難溶物的一般方法。

3. 融入了對學科思想的考查

（1）對分類思想的運用

“問題二：用什么洗掉MnO2”的探究過程中，題目首先通過“MnO2與BaCO3、Mg（OH）2、、P2O5、Cu中的某一種物質組成最相近，理由是 。”的設問，讓學生辨析MnO2所屬的物質類別。然后又通過“這種物質（即Fe2O3）能與稀鹽酸反應，由此推理MnO2也能與稀鹽酸反應。”引導學生認識化學上不是為了考試才對物質進行分類的，對物質分類的目的是為了進一步研究物質的結構和性質。

但是，此題中又通過“【實驗驗證】向未洗凈的試管中加入稀鹽酸，黑色固體沒有變化”，得出了“實驗說明同一類物質的化學性質不一定相同”的結論。這一方面使得學生對邏輯推理的認識得以提升，思維的嚴密性得到提高；另一方面也幫助學生認識同一類物質的性質具有相似性，但是同類物質中的某些物質也可以具有特殊性。

從初高中銜接的角度來看，這樣的命題思路為學生在高中階段學習元素化合物知識時，從三個視角認識物質的性質（即從物質分類的角度認識物質的通性，從化合價的角度認識物質的氧化還原性，除此之外某些物質還具有特殊的性質）奠定了很好的基礎。

（2）對守恒思想的理解

“問題三：生成了什么氣體”的探究過程中，需要推測產生的氣體可能是什么。以往的教學中，教師經常告訴學生應對考試的技巧是只需回答“根據質量守恒定律（或根據元素守恒）”即可。可是，本題采用“化學變化過程中元素不變，因為 ，所以產生的氣體可能為CO2、CO、H2、O2等。”的設問方法，迫使學生要進一步思考在某一個反應中是如何具體的根據“元素守恒”思想來解決問題的。從而使學生對守恒思想從宏觀視角（或者說籠統的視角）的認識，深入到具體反應的認識，只有在任何一個具體反應中都能夠靈活地運用守恒思想來解決問題，才說明學生真正理解了守恒思想的真諦。

三、教學啟示

1. 在復習課教學中，引導學生對教材上的基礎知識進行深度拓展研究

復習課教學的核心目的不只是為了知識的再現，更是為了在原有知識的基礎上提高學生運用知識解決實際問題的能力。在復習課教學中，有些教師通過講解（或導學案）幫助學生對知識進行機械的簡單回顧，然后再通過大量習題進行強化訓練。可是，回顧河北省近幾年中考理科綜合試題中，考查學生科學探究能力的那道綜合性探究試題基本上都是一道新情景試題，其中2010年的試題情景是“用鐵絲、銅絲、銀絲、稀硫酸和硫酸銅溶液驗證金屬活動性后廢液的成分”。2011年的試題情景是“在一次實驗課上，各小組同學用在不同地點找來的小石塊和稀鹽酸反應制取二氧化碳。小明發現，相鄰小組氣體產生的速率比自己小組的快。影響二氧化碳氣體產生速率的因素是什么？”。2014年的試題情景是“蠟燭燃燒產物的再探究”。這幾道試題都是教材知識的深度探究，只擁有一些機械的知識結論不能很好地解決這些實際問題，它需要學生的邏輯思維和知識遷移等多方面的學科能力才能準確解決問題。由此可見，“知識再現+習題訓練”的復習課教學方式不能使學生解決問題的能力在原有基礎上得到有效提升，這種教學方式可以說是一種低效（甚至是無效）的復習方式。建議教師在復習課教學中，要創設真實的問題情景，引導學生運用所學知識解決實際問題，在解決問題的過程中不斷在落實常規的基礎上揭示深層次的問題，延伸出新的知識生長點，從而不斷引發學生產生認知沖突和深層次思考，幫助學生對知識的理解進一步深化。比如，二氧化碳的實驗室制法，在新授課中主要讓學生認識實驗室制取二氧化碳的反應原理、發生和收集裝置、實驗步驟、收集方法、檢驗（或驗滿）等內容，在復習課教學中則可以通過反應原理為情境，讓學生探究實驗后廢液的成分，從而使學生對原有知識進行深度探究，應用所學知識解決實際問題，同時還能幫助學生構建二氧化碳制取與酸堿鹽知識間的關系。

2. 提高實驗教學的常態化，給學生提供科學探究的機會

本題探究的“清洗加熱高錳酸鉀后內壁附著的用水洗刷不掉的黑色固體”，就是源于教材而又高于教材的一個實際問題。對于題中的這個問題，如果教師沒有給學生提供過“加熱高錳酸鉀制取氧氣”的動手實驗的機會，甚至連教師的演示實驗都沒有做過（采用播放實驗錄像的方法，或看圖讀實驗的方法），學生就從來沒有遇到過這樣實驗事件，當然也就不會發現題中設置的問題，自然也就沒有解決問題的基本思路和方法。

在2011-2014年筆者教育碩士論文研究的過程中，對目前我市課堂實驗（包括教師演示實驗和學生動手的探究實驗）教學常態化的現狀通過問卷調查和課堂觀察的方法進行了深入研究，發現目前初中化學課堂實驗教學中存在較為嚴重的問題，教師的演示實驗多數學校教師能夠保障，而少數學校教師不能保障，學生動手實驗的機會可以用“少之又少”來形容，取而代之的是錄像實驗（甚至是看圖讀實驗）。雖然造成這一現狀的因素很多，但這一現狀確實對學生學習化學的興趣，及對化學知識的理解都產生了不可忽視的影響。因而，特別希望這一問題能引起廣大初中化學一線教師的重視，并且能夠積極尋求解決的辦法，促進初中化學課堂實驗教學的常態化。

3. 以知識為載體，提升學生解決問題的能力和化學學科思想方法

在我國大力提倡減輕義務教育階段學生課業負擔和提高學生綜合素質的大背景下，中考試題降低難度，提高對學生科學素養和學科思想方法的考查也自然就是大勢所趨了。本題中考查的分類和守恒兩種學科思想方法，既是初中化學的核心知識，也是促進對學生學科素養的促進。比如，進入高中之后，學生會在質量守恒（從宏觀層面的元素種類和質量守恒，從微觀層面的原子種類和數目守恒）的基礎上，繼續學習電荷守恒和電子守恒的學科思想方法，而三大守恒思想在許多化學問題（如電解質溶液中離子濃度的大小問題）的解決中起著重要作用。因此，在教學和復習中，以相應的知識為載體，深入挖掘知識背后的學科思想方法，關注學生學科思想方法的形成過程，這樣才能真正做到新課程所提倡的三維目標的有效融合，達到培養人才的最終目標。

參考文獻

[1] 周業虹.創新命題思路 打破定式思維[J].中學化學教學參考，2010，（7）：48-49

[2] 張益勝.2010年安徽省中考試題評析[J].化學教學，2010，（12）：55-57

[3] 龍威.江西省2010年中考試題的分析與啟示[J].化學教學，2011，（3）：47-48