凸顯學科特點 發(fā)揮導(dǎo)向功能

李俊紅

摘要：從基本實驗技能、學科思想方法與創(chuàng)新意識和探究能力三個方面，對2018年福建省中考化學實驗試題進行了分析，在此基礎(chǔ)上提出教學參考。

關(guān)鍵詞：2018年中考;福建省卷;化學實驗;試題特點;教學啟示

文章編號：1008-0546（2019）01-0069-04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.01.021

義務(wù)教育階段的化學課程以提高學生的科學素養(yǎng)為主旨，科學探究對發(fā)展學生的科學素養(yǎng)具有不可替代的作用，化學實驗是進行科學探究的重要方式? [1]。可見，化學實驗對于全面發(fā)展學生科學素養(yǎng)的重要作用，化學實驗試題承載著評價學生科學素養(yǎng)發(fā)展水平的功能。2018年福建省中考化學全卷16小題，滿分75分，其中涉及實驗的有7小題，合計35分，實驗試題權(quán)重大、分值比例高，充分體現(xiàn)了“正確發(fā)揮考試對教學的導(dǎo)向作用，凸顯學科特點，加強實驗教學，引導(dǎo)教師改進課堂教學，以學生為本，讓學生學會學習、學會生活，提升科學素養(yǎng) [2]”的命題原則。本文擬從基本實驗技能、學科思想方法、創(chuàng)新意識和探究能力三個方面分析2018年福建省中考化學試卷中實驗試題的考查特點，旨在對一線教師改進實驗教學提供教學參考。

一、實驗試題特點

1.體現(xiàn)課標要求，注重基本實驗技能考查

2018年福建省中考化學試題，有關(guān)實驗技能考查的試題共5小題合計18分，充分體現(xiàn)了課標和福建省初中學科教學與考試（化學）指導(dǎo)意見（下簡稱“指導(dǎo)意見”）對化學實驗基本技能的要求，具體考查內(nèi)容及依據(jù)如表1所示。

由上表分析可知，試題考查幾乎涵蓋了課標中對基本實驗技能的所有要求，分值占全卷總分的24%，而2017年版高中化學課標，在必修課程主題1“化學科學與實驗探究”中要求：學生初步學會物質(zhì)檢驗、分離、提純和溶液配制等化學基礎(chǔ)知識和基本技能。2018年福建省中考兩考合一，既體現(xiàn)義務(wù)教育課標要求，注重考查基本實驗技能，考試內(nèi)容注意基礎(chǔ)性，同時注意選擇對學生后續(xù)學習有用的知識。從考查形式上看，主要是通過單項選擇題（4、6、9）和實驗探究題（15）實現(xiàn)對學生基本實驗技能的考查;從實驗素材上看，試題情境多為教材中出現(xiàn)的實驗或課后習題，并適度創(chuàng)新，如第4小題的素材來自于課本凈化水的實驗，第6小題的素材來自課本實驗“一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的氯化鈉溶液的配制”，第9小題CO2-3 的檢驗、氧氣的驗滿、二氧化碳的檢驗和用酸堿指示劑檢驗溶液的酸堿性，均來自課后習題或習題改造，13小題的（2）（3），以古代化學工藝“敞鍋熬鹽”的步驟為背景，試題情境新穎，考查了學生在陌生情境中運用基本實驗技能——蒸發(fā)和溶解，對物質(zhì)進行分離和提純的方法遷移;從試題信息呈現(xiàn)的方式看，試題信息以文字、圖表等形式簡潔呈現(xiàn)，充分考慮到考試時長，體現(xiàn)對考生的人文關(guān)懷。

2.凸顯學科思維，注重學科思想方法考查

化學學科思想方法是人們用化學視角觀察認識物質(zhì)世界的固有觀念和方式，包括元素觀、微粒觀等學科核心觀念，也包括結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、分類與比較、定性與定量結(jié)合等具體的學科思想 [3]。2018年福建省中考化學實驗試題，以真實問題情境為測試載體，以實際問題為測試任務(wù)，以初中化學核心知識為解決問題的工具，考查學生運用具有學科特質(zhì)的思維方式認識世界的視角和分析解決問題的思路，注重對“宏觀-微觀-符號”、“控制變量，對比設(shè)計”和定性與定量結(jié)合等學科思想方法的考查，注重對元素觀、變化觀、實證觀等化學核心觀念的考查。如，第9小題選項D“將內(nèi)壁蘸有澄清石灰水的燒杯罩在蠟燭火焰上方，證明蠟燭中含有碳元素”，要求考生能用變化觀、元素觀對結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系進行推理和判斷;第14小題（圖1）工業(yè)流程圖中，對步驟①生成Fe（OH）3的基本反應(yīng)類型和步驟③鋅泥成分的判斷，都滲透著對變化觀、元素觀的考查;第10小題“自制氧燭，為確定每100g氯酸鈉需要添加金屬粉末的質(zhì)量[m（金屬）]，……”，考查了定性和定量相結(jié)合的學科思想。第15題（圖2）的以下四空是對“控制變量，對比設(shè)計”學科思想的考查;13小題（1）“黃鹵所含雜質(zhì)BaCl2和黑鹵所含雜質(zhì)MgSO4反應(yīng)生成白色沉淀，該反應(yīng)的化學方程式為____。”和14小題（1）“Ca（OH）2中和廢水中的硫酸，該反應(yīng)的化學方程式為____。”這兩小題是對“宏觀-微觀-符號”三重表征思想和變化觀的考查，后者還蘊含著對考生“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”的化學核心觀念滲透。

3.把握試題開放度，注重創(chuàng)新意識和探究能力考查

2018年福建省中考化學實驗試題遵循“適當增加開放性試題，做到試題形式、思維過程、答案標準多樣化，注重考查學生的創(chuàng)新意識和探究能力，尊重和促進學生的個性化發(fā)展? [4]”的命題原則，著重考查了設(shè)計、評價實驗方案、評價實驗結(jié)果以及分析圖表、數(shù)據(jù)等信息得出結(jié)論的證據(jù)推理能力，如第10小題以選項的形式呈現(xiàn)實驗方案和實驗結(jié)果，考查學生依據(jù)探究目的評價實驗方案、分析處理圖表信息評價實驗結(jié)果的能力;第14小題（3）試題信息以工業(yè)流程圖（圖1）的形式呈現(xiàn)，考查學生設(shè)計實驗方案的能力，具體用到的元素化合物知識是：運用金屬活動性順序選用試劑和硫酸銅反應(yīng)得到銅;15（3）①②③考查學生分析圖表、數(shù)據(jù)獲取信息、加工處理信息與已有知識整合，分析推理得出結(jié)論，圖表信息以表格、數(shù)字化實驗裝置圖和圖像（圖2）等多樣化形式呈現(xiàn)。同時14（3）、15（2）試題答案有一定的開放性，尤其是15（2）②答案的開放性，考查了學生的創(chuàng)新意識，發(fā)展了學生的思維空間。

二、實驗教學啟示

1.改變機械實驗現(xiàn)狀，強調(diào)思維過程參與

學生具備基本的化學實驗技能是學習化學和進行探究活動的基礎(chǔ)和保證? [5]。2017年版高中化學課標要求：認識化學實驗是研究和學習物質(zhì)及其變化的基本方法，是科學探究的一種重要途徑。可見，化學實驗的重要性初高中一脈相承，學生具備基本實驗知識和技能是課標的要求，也是學生后續(xù)學習的需要。課標中規(guī)定的8個學生實驗 [6]，承載著落實學生基本實驗技能的學習目標。當前的教學困惑是：學生實驗完成率高，學生參加考試，實驗題的答題呈現(xiàn)難以體現(xiàn)做過實驗的優(yōu)勢，老師們認為實驗教學的“投入”和“產(chǎn)出”不呈正相關(guān)性，如，學生做過“實驗室用高錳酸鉀制氧氣”的實驗，考試時多數(shù)學生有以下答題呈現(xiàn)：檢查裝置（圖3）氣密性，導(dǎo)管一端放水里，松開握試管的手，學生答：觀察到有氣泡產(chǎn)生說明氣密性好;檢查裝置（圖4）氣密性，學生遷移使用手捂錐形瓶產(chǎn)生氣泡的方法;連接儀器組裝裝置（圖3），學生先固定試管（試管口朝上），后放酒精燈;當用鐵夾固定試管（圖3），若使試管口略低于試管底部，學生答：應(yīng)調(diào)節(jié)螺旋A或C（填“A”、“B”或“C”）;用排水法收集氧氣，加熱前，學生直接把導(dǎo)管口伸入未裝滿水有氣泡的集氣瓶，當分析用排水法收集氧氣不純的原因，學生無法將其與操作不當之間實現(xiàn)關(guān)聯(lián);實驗結(jié)束，學生先停止加熱，再把導(dǎo)管移出水槽，等等。可見，學生做實驗僅僅停留在淺表機械的操作和完成實驗的結(jié)果上，由于每一步操作的思維過程缺失，學生并未真正掌握正確的基本操作技能。

鑒于此，針對“用高錳酸鉀制取氧氣”的實驗，必須讓學生明確每一步驟所需的實驗基本技能（圖5），教師可以根據(jù)示范的每一步驟，設(shè)計以下問題串組織學生小組討論：連接儀器：連接儀器時什么樣的不當操作，試管容易破裂？為什么？檢查氣密性：是先裝高錳酸鉀還是先檢查氣密性？檢查氣密性的原理是什么？操作有先后順序嗎？反之可能會有什么后果？松開手，會有什么現(xiàn)象？什么現(xiàn)象就能說明氣密性好？裝藥品：裝藥品怎樣保證不滴灑？為什么藥品盡量在試管底部好？裝多少？為什么管口要塞棉花？不塞棉花，可能會產(chǎn)生什么后果？固定儀器：固定試管的高度，如何保證酒精燈外焰加熱？先放酒精燈還是先固定試管？鐵夾為什么要夾在試管的中上部？怎樣操作能使管口略向下傾斜？管口為什么要略向下傾斜？如果向上傾斜，可能會出現(xiàn)什么不良后果？加熱：為什么要用酒精燈外焰加熱？試管炸裂和試管本身、酒精燈火焰、加熱操作之間有什么關(guān)系？排水法收集：導(dǎo)管口冒氣泡，為什么不能立即收集？如果立即收集可能會產(chǎn)生什么后果？除此之外，還有什么原因有可能使收集的氧氣不純？怎樣判斷氣體收集滿了？氣體收集滿后，怎么操作，才能把裝滿氧氣的集氣瓶從水里拿出來？拿出來后集氣瓶怎么放置？檢驗：怎樣檢驗收集到的氣體就是氧氣？為什么要用這個方法檢驗？還有沒有其他方法？通過每一步驟的問題討論，學生真正弄清操作背后的原理支撐，加深了學生對基本實驗技能的理解，積極的思維過程參與，避免了盲目實驗的弊端。

2.抓住課本實驗原型，重視學科思想方法培養(yǎng)

課標一級主題“科學探究”的二級主題“發(fā)展科學探究能力”八大要素中“制訂計劃”要求：根據(jù)所要探究的具體問題設(shè)計簡單的化學實驗方案，具有控制實驗條件的意識。“控制變量，對比設(shè)計”是化學重要的學科思想方法，2018年福建省中考化學第15小題有4空（圖2）涉及到對此方法的考查。因此，教學中要充分利用好教材中“控制變量，對比設(shè)計”學科思想的實驗原型，根據(jù)學生的認知規(guī)律，逐步發(fā)展學生的認識層級。如人教版（2012）九年級化學（上）涉及“控制變量，對比設(shè)計”學科思想的課本實驗編排，從第一單元的“人體吸入的空氣與呼出氣體有什么不同”到第四單元的“用肥皂水區(qū)分軟水和硬水”，從第六單元的“證明二氧化碳和水反應(yīng)”到第七單元的“燃燒條件探究”，逐步實現(xiàn)了從單一變量到多種變量，從分析變量、控制變量對實驗結(jié)果的影響到課本實驗設(shè)計的復(fù)述再現(xiàn)，從課本已有的實驗設(shè)計到學生自主設(shè)計實驗的遷移，學生對“控制變量，對比設(shè)計”學科思想方法的認識和應(yīng)用水平呈螺旋式上升，最終形成運用“控制變量，對比設(shè)計”思想設(shè)計實驗方案的一般思路 [7]（如圖6）。

再比如，元素觀的建立也是一個逐步遞進、層級發(fā)展的過程，人教版（2012）九年級化學（上）第一單元“對蠟燭及其燃燒的探究”中，用干燥燒杯和用澄清石灰水潤濕內(nèi)壁的燒杯，先后罩在火焰上方，旨在培養(yǎng)學生觀察現(xiàn)象，得出蠟燭燃燒產(chǎn)物是水和二氧化碳的結(jié)論;第三單元學習“分子可以分成原子”時，得出反應(yīng)前后原子種類不變，而后學習“元素”，從反應(yīng)前后原子種類不變，得出反應(yīng)前后元素的種類不變;第四單元學習“水的組成”，根據(jù)水的“合”和“分”推出水的組成元素;第五單元學習“質(zhì)量守恒定律”，元素觀的建立從定性走向定量，根據(jù)具體的化學反應(yīng)，不僅可以根據(jù)已知物質(zhì)的元素組成，推斷未知物質(zhì)的元素組成，還可以根據(jù)已知物質(zhì)組成元素的質(zhì)量，推算未知物質(zhì)組成元素的質(zhì)量，進而確定未知物質(zhì)的微觀構(gòu)成。教學中要抓住課本實驗原型，培養(yǎng)學生的學科思想方法，逐步發(fā)展學生的認識層級。

3.設(shè)計重點探究環(huán)節(jié)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和探究能力

化學是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的一門基礎(chǔ)自然科學，其特征是研究物質(zhì)和創(chuàng)造物質(zhì) [8]。以實驗為基礎(chǔ)是化學學科的重要特征之一，讓學生有更多的機會主動地體驗科學探究的過程，在知識的形成、相互聯(lián)系和應(yīng)用過程中養(yǎng)成科學的態(tài)度，學習科學方法，在“做科學”的探究實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力 [9]。

初中化學課本中不同類型實驗的呈現(xiàn)，因內(nèi)容和學習順序不同，有不同的探究目標定位，承載著不同探究能力的發(fā)展功能，所以選擇設(shè)計的重點探究環(huán)節(jié)也不同。舉例說明如表2所示。

教學中應(yīng)根據(jù)不同類型的實驗內(nèi)容，承載不同探究能力發(fā)展功能，選定重點環(huán)節(jié)精心進行教學活動設(shè)計，如“驗證鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)”的實驗，重點不在課本實驗的驗證上，而在實驗方案的設(shè)計上，學生設(shè)計實驗方案的方向可歸納為：反應(yīng)物減少或消失的驗證;生成物產(chǎn)生的驗證;反應(yīng)熱效應(yīng)的驗證;反應(yīng)過程中溶液pH變化的檢測等，多種方案評價、優(yōu)化和篩選的過程，尊重了學生的個性發(fā)展，發(fā)展了學生的思維空間，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。

總之，2018年福建省中考化學實驗試題凸顯學科特點，突出學科思想方法的考查，為今后改進實驗教學提供了很好的導(dǎo)向作用。

參考文獻

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[7] 劉四方.基于學科思想方法的命題與教學反思[J].化學教育，2018，39（5）：8