凸顯學(xué)科能力 蘊(yùn)含學(xué)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(xué)科學(xué)探究試題，試題的命題背景源于教材，問題的落腳點(diǎn)高于教材，且在問題的設(shè)置中突出了對(duì)學(xué)生邏輯思維和概括總結(jié)等化學(xué)學(xué)科能力的考查，同時(shí)還融入了分類和守恒等化學(xué)學(xué)科的思想方法，對(duì)今后的初中化學(xué)教學(xué)具有很好的導(dǎo)向作用。建議在初中化學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)中，一是對(duì)教材上的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行深度拓展研究，二是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的常態(tài)化，三是提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科能力和學(xué)科思想方法。

關(guān)鍵詞：中考化學(xué)；命題視角；學(xué)科能力；學(xué)科思想；實(shí)驗(yàn)常態(tài)化

文章編號(hào)：1008-0546（2016）05-0073-03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.05.029

一、試題及答案

1.題目

同學(xué)們用高錳酸鉀制氧氣，制取結(jié)束清洗儀器，發(fā)現(xiàn)加熱高錳酸鉀的試管內(nèi)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(xué)們結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和對(duì)高錳酸鉀及其分解產(chǎn)物的了解，進(jìn)行分析判斷。

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】向未洗凈的試管中加入某種液體，產(chǎn)生能使帶火星木條復(fù)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(zhì)組成最相近，理由是 。這種物質(zhì)能與稀鹽酸反應(yīng)，化學(xué)方程式為 ，由此推理MnO2也能與稀鹽酸反應(yīng)。

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)說明同一類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不一定相同。MnO2有什么化學(xué)性質(zhì)，選用什么試劑清洗呢？同學(xué)們請(qǐng)教老師后決定用草酸（H2C2O4）溶液試一試。

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生許多氣泡。

問題三：生成了什么氣體？

【交流討論】化學(xué)變化過程中元素不變，因?yàn)?/p>

，所以產(chǎn)生的氣體可能為CO2、CO、H2、O2等。

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】經(jīng)檢驗(yàn)，產(chǎn)生的氣體是CO2。檢驗(yàn)氣體的操作和現(xiàn)象是： 。

【反思提高】以上探究活動(dòng)中，清除試管內(nèi)壁附著的難溶物的思路是：先 ，再了解其化學(xué)性質(zhì)，然后選擇合適試劑進(jìn)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(yīng)物中含有C、H、O元素

將產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁

[或?qū)⑷贾哪緱l伸入試管中（或放在試管口），木條熄滅]

【反思提高】確定物質(zhì)的組成（成分）

二、試題評(píng)析

1. 試題素材源于教材，問題落點(diǎn)高于教材

本題以2011版課標(biāo)要求的8個(gè)必做實(shí)驗(yàn)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(yàn)等基礎(chǔ)知識(shí)，而是基于對(duì)反應(yīng)原理的分析，考查實(shí)驗(yàn)結(jié)束后儀器內(nèi)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(yīng)方程式的書寫”和“二氧化碳?xì)怏w的檢驗(yàn)方法”等初中化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，而且還考查了物質(zhì)分類、質(zhì)量守恒等學(xué)科思想方法的運(yùn)用。

2. 凸顯對(duì)學(xué)生學(xué)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(xué)命題一直堅(jiān)持的命題原則之一。本題是一道綜合性較強(qiáng)的科學(xué)探究試題，其基本思路是基于初中化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)考查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，充分體現(xiàn)了河北省“凸顯能力”的命題原則。

（1）對(duì)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(xiàn)出本題對(duì)學(xué)生邏輯思維能力的考查。

（2）對(duì)概括總結(jié)能力的考查

題中【反思提高】是對(duì)本題探究過程的一個(gè)升華。試題通過這個(gè)問題，引導(dǎo)學(xué)生回顧整個(gè)探究活動(dòng)，概括總結(jié)清除試管內(nèi)壁附著的難溶物的思路是：第一是確定物質(zhì)的組成；第二是根據(jù)組成分析其化學(xué)性質(zhì)；第三是選擇合適試劑進(jìn)行清洗。這一方面考查了學(xué)生概括總結(jié)的能力，另一方面也幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)清洗儀器內(nèi)壁附著的難溶物的一般方法。

3. 融入了對(duì)學(xué)科思想的考查

（1）對(duì)分類思想的運(yùn)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(zhì)組成最相近，理由是 ?！钡脑O(shè)問，讓學(xué)生辨析MnO2所屬的物質(zhì)類別。然后又通過“這種物質(zhì)（即Fe2O3）能與稀鹽酸反應(yīng)，由此推理MnO2也能與稀鹽酸反應(yīng)?！币龑?dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)上不是為了考試才對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類的，對(duì)物質(zhì)分類的目的是為了進(jìn)一步研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

但是，此題中又通過“【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)說明同一類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不一定相同”的結(jié)論。這一方面使得學(xué)生對(duì)邏輯推理的認(rèn)識(shí)得以提升，思維的嚴(yán)密性得到提高；另一方面也幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)同一類物質(zhì)的性質(zhì)具有相似性，但是同類物質(zhì)中的某些物質(zhì)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(xué)生在高中階段學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)時(shí)，從三個(gè)視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)（即從物質(zhì)分類的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的通性，從化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的氧化還原性，除此之外某些物質(zhì)還具有特殊的性質(zhì)）奠定了很好的基礎(chǔ)。

（2）對(duì)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(chǎn)生的氣體可能是什么。以往的教學(xué)中，教師經(jīng)常告訴學(xué)生應(yīng)對(duì)考試的技巧是只需回答“根據(jù)質(zhì)量守恒定律（或根據(jù)元素守恒）”即可?？墒?，本題采用“化學(xué)變化過程中元素不變，因?yàn)?，所以產(chǎn)生的氣體可能為CO2、CO、H2、O2等?！钡脑O(shè)問方法，迫使學(xué)生要進(jìn)一步思考在某一個(gè)反應(yīng)中是如何具體的根據(jù)“元素守恒”思想來解決問題的。從而使學(xué)生對(duì)守恒思想從宏觀視角（或者說籠統(tǒng)的視角）的認(rèn)識(shí)，深入到具體反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，只有在任何一個(gè)具體反應(yīng)中都能夠靈活地運(yùn)用守恒思想來解決問題，才說明學(xué)生真正理解了守恒思想的真諦。

三、教學(xué)啟示

1. 在復(fù)習(xí)課教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)教材上的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行深度拓展研究

復(fù)習(xí)課教學(xué)的核心目的不只是為了知識(shí)的再現(xiàn)，更是為了在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。在復(fù)習(xí)課教學(xué)中，有些教師通過講解（或?qū)W(xué)案）幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械的簡單回顧，然后再通過大量習(xí)題進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練?？墒牵仡櫤颖笔〗鼛啄曛锌祭砜凭C合試題中，考查學(xué)生科學(xué)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(yàn)證金屬活動(dòng)性后廢液的成分”。2011年的試題情景是“在一次實(shí)驗(yàn)課上，各小組同學(xué)用在不同地點(diǎn)找來的小石塊和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳。小明發(fā)現(xiàn)，相鄰小組氣體產(chǎn)生的速率比自己小組的快。影響二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生速率的因素是什么？”。2014年的試題情景是“蠟燭燃燒產(chǎn)物的再探究”。這幾道試題都是教材知識(shí)的深度探究，只擁有一些機(jī)械的知識(shí)結(jié)論不能很好地解決這些實(shí)際問題，它需要學(xué)生的邏輯思維和知識(shí)遷移等多方面的學(xué)科能力才能準(zhǔn)確解決問題。由此可見，“知識(shí)再現(xiàn)+習(xí)題訓(xùn)練”的復(fù)習(xí)課教學(xué)方式不能使學(xué)生解決問題的能力在原有基礎(chǔ)上得到有效提升，這種教學(xué)方式可以說是一種低效（甚至是無效）的復(fù)習(xí)方式。建議教師在復(fù)習(xí)課教學(xué)中，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情景，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，在解決問題的過程中不斷在落實(shí)常規(guī)的基礎(chǔ)上揭示深層次的問題，延伸出新的知識(shí)生長點(diǎn)，從而不斷引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突和深層次思考，幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解進(jìn)一步深化。比如，二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法，在新授課中主要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理、發(fā)生和收集裝置、實(shí)驗(yàn)步驟、收集方法、檢驗(yàn)（或驗(yàn)滿）等內(nèi)容，在復(fù)習(xí)課教學(xué)中則可以通過反應(yīng)原理為情境，讓學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)后廢液的成分，從而使學(xué)生對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行深度探究，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，同時(shí)還能幫助學(xué)生構(gòu)建二氧化碳制取與酸堿鹽知識(shí)間的關(guān)系。

2. 提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的常態(tài)化，給學(xué)生提供科學(xué)探究的機(jī)會(huì)

本題探究的“清洗加熱高錳酸鉀后內(nèi)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(gè)實(shí)際問題。對(duì)于題中的這個(gè)問題，如果教師沒有給學(xué)生提供過“加熱高錳酸鉀制取氧氣”的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，甚至連教師的演示實(shí)驗(yàn)都沒有做過（采用播放實(shí)驗(yàn)錄像的方法，或看圖讀實(shí)驗(yàn)的方法），學(xué)生就從來沒有遇到過這樣實(shí)驗(yàn)事件，當(dāng)然也就不會(huì)發(fā)現(xiàn)題中設(shè)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(duì)目前我市課堂實(shí)驗(yàn)（包括教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生動(dòng)手的探究實(shí)驗(yàn)）教學(xué)常態(tài)化的現(xiàn)狀通過問卷調(diào)查和課堂觀察的方法進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)目前初中化學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在較為嚴(yán)重的問題，教師的演示實(shí)驗(yàn)多數(shù)學(xué)校教師能夠保障，而少數(shù)學(xué)校教師不能保障，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)可以用“少之又少”來形容，取而代之的是錄像實(shí)驗(yàn)（甚至是看圖讀實(shí)驗(yàn)）。雖然造成這一現(xiàn)狀的因素很多，但這一現(xiàn)狀確實(shí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，及對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解都產(chǎn)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(xué)一線教師的重視，并且能夠積極尋求解決的辦法，促進(jìn)初中化學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的常態(tài)化。

3. 以知識(shí)為載體，提升學(xué)生解決問題的能力和化學(xué)學(xué)科思想方法

在我國大力提倡減輕義務(wù)教育階段學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)和提高學(xué)生綜合素質(zhì)的大背景下，中考試題降低難度，提高對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和學(xué)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(xué)科思想方法，既是初中化學(xué)的核心知識(shí)，也是促進(jìn)對(duì)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的促進(jìn)。比如，進(jìn)入高中之后，學(xué)生會(huì)在質(zhì)量守恒（從宏觀層面的元素種類和質(zhì)量守恒，從微觀層面的原子種類和數(shù)目守恒）的基礎(chǔ)上，繼續(xù)學(xué)習(xí)電荷守恒和電子守恒的學(xué)科思想方法，而三大守恒思想在許多化學(xué)問題（如電解質(zhì)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(xué)和復(fù)習(xí)中，以相應(yīng)的知識(shí)為載體，深入挖掘知識(shí)背后的學(xué)科思想方法，關(guān)注學(xué)生學(xué)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(biāo)的有效融合，達(dá)到培養(yǎng)人才的最終目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 周業(yè)虹.創(chuàng)新命題思路 打破定式思維[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2010，（7）：48-49

[2] 張益勝.2010年安徽省中考試題評(píng)析[J].化學(xué)教學(xué)，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(xué)教學(xué)，2011，（3）：47-48