例談初中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

張清云

摘 要：初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究類試題體現(xiàn)了素質(zhì)教育的要求，它不僅能考查學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，還能考查學(xué)生對(duì)科學(xué)探究方法和過(guò)程的理解程度。它有效地檢測(cè)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，突出了新課標(biāo)、新教材的特點(diǎn)，代表了教材改革和中考改革的方向，在近幾年中考中起到了一定的導(dǎo)向作用。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；探究性；實(shí)驗(yàn)方案；設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2017）12-035-1

一、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)以選擇題、填空題和實(shí)驗(yàn)探究題形式出現(xiàn)，要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的用品、方法、步驟等進(jìn)行方案的制定。

1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的原則。①科學(xué)：實(shí)驗(yàn)原理正確，實(shí)驗(yàn)流程合理；②簡(jiǎn)約：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)驗(yàn)材料容易獲得，實(shí)驗(yàn)裝置比較簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程比較簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)步驟比較少，實(shí)驗(yàn)時(shí)間比較短；③可行：符合一般實(shí)驗(yàn)條件，易達(dá)到目的要求，操作正確；④安全：如點(diǎn)燃可燃性氣體前要先檢驗(yàn)氣體的純度，以防發(fā)生爆炸；⑤經(jīng)濟(jì)：實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)原料、消耗的能源花費(fèi)少；⑥環(huán)保：如進(jìn)行有毒氣體的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意尾氣的處理等。

2.實(shí)驗(yàn)步驟。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒔Y(jié)合實(shí)驗(yàn)原理→確定實(shí)驗(yàn)裝置和藥品→制定實(shí)驗(yàn)操作步驟→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)→觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象→得出結(jié)論。

【例1】 （2015年無(wú)錫中考）下列實(shí)驗(yàn)方案不合理的是（ ）

A.用觀察顏色的方法鑒別磷礦粉和硝酸鉀

B.用植物的花瓣制作指示劑，檢驗(yàn)溶液的酸堿性

C.用水鑒別NH4NO3、NaOH、NaCl三種固體

D.用FeSO4溶液、Cu和Ag比較Fe、Cu和Ag的金屬活動(dòng)性

【考點(diǎn)】 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)；金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用；酸堿指示劑及其性質(zhì)；化肥的簡(jiǎn)易鑒別；酸、堿、鹽的鑒別。

【分析】 A.根據(jù)磷礦粉是灰白色的，硝酸鉀是白色的晶體，進(jìn)行分析判斷。B.根據(jù)某些植物的花瓣中含有能夠遇酸堿會(huì)變色的物質(zhì)分析判斷。C.根據(jù)三種物質(zhì)與同種試劑反應(yīng)產(chǎn)生的不同現(xiàn)象來(lái)鑒別它們，若兩種物質(zhì)與同種物質(zhì)反應(yīng)的現(xiàn)象相同，則無(wú)法鑒別它們。D.根據(jù)金屬活動(dòng)性順序，驗(yàn)證金屬的活動(dòng)性順序是否合理，可根據(jù)“反應(yīng)則活潑，不反應(yīng)則不活潑”進(jìn)行分析判斷，通過(guò)分析方案所能得到的結(jié)論，確定是否能得出Fe、Cu和Ag三種金屬的活動(dòng)性順序。

【解析】 A.磷礦粉是灰白色的，硝酸鉀是白色的晶體，用觀察顏色的方法可以鑒別磷礦粉和硝酸鉀，故選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案合理。B.某些植物的花瓣中含有遇酸堿會(huì)變色的物質(zhì)，可檢驗(yàn)溶液的酸堿性，故選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案合理。C.NH4NO3溶于水吸熱，氫氧化鈉溶于水放出大量的熱，氯化鈉溶于水溫度幾乎無(wú)變化，可以鑒別，故選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案合理。D.Cu和Ag與FeSO4溶液均不反應(yīng)，說(shuō)明了活動(dòng)性鐵>銅，鐵>銀，但無(wú)法確定銀和銅的活動(dòng)性強(qiáng)弱，故選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案不合理。

故選：D。

二、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)一般以選擇題、填空題和實(shí)驗(yàn)探究題形式出現(xiàn)，要求從某一角度或幾個(gè)方面對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，排除不合理的或不夠優(yōu)化的方案。

1.實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)是指用批判的思想對(duì)題中所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)裝置、現(xiàn)象描述、結(jié)論分析等方面進(jìn)行否定或指出不合理的地方，從而使實(shí)驗(yàn)得到優(yōu)化。

2.原則：①化學(xué)反應(yīng)原理是否正確。②實(shí)驗(yàn)操作方法是否可行。③是否經(jīng)濟(jì)合理。④推理過(guò)程是否嚴(yán)密。⑤對(duì)環(huán)境是否會(huì)產(chǎn)生危害等。

【例2】 （2014紹興中考）實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)向盛有2mL稀硫酸的試管中加入2mL氫氧化鈉溶液，未觀察到明顯現(xiàn)象。

【提出問(wèn)題】 兩者是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？

【實(shí)驗(yàn)探究】 將盛有上述實(shí)驗(yàn)混合液的試管標(biāo)為①，如圖甲。

小華：測(cè)得實(shí)驗(yàn)所用稀硫酸pH<7，試管①中溶液pH>7，于是得出結(jié)論：。

小敏：取兩支試管，編號(hào)為②和③，分別加入稀硫酸和試管①中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至過(guò)量，實(shí)驗(yàn)過(guò)程與現(xiàn)象如圖乙，由此他得出了與小華一樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

【反思評(píng)價(jià)】 小軍認(rèn)為小敏在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在不夠嚴(yán)密的地方，請(qǐng)幫他指出：。

【交流討論】 試管③溶液中有哪些溶質(zhì)？同學(xué)小孟分析了兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，一致認(rèn)為沒(méi)有H2SO4，其理由是。在此基礎(chǔ)上同學(xué)小孟提出兩種推理：

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

【實(shí)驗(yàn)探究】 小華測(cè)得實(shí)驗(yàn)所用稀硫酸pH<7，試管①中溶液pH>7，酸堿度發(fā)生了較大的改變，說(shuō)明稀硫酸與氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)；

【反思評(píng)價(jià)】 小敏：取兩支試管，編號(hào)為②和③，分別加入稀硫酸和試管①（顯堿性）中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至過(guò)量，稀硫酸與碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，試管①（顯堿性）與碳酸鈉溶液反應(yīng)無(wú)氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明試管①中的全部溶液與2mL稀硫酸作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不嚴(yán)密，因?yàn)樵嚬堍诤廷坌枰ＷC里面的硫酸量是相同的（假設(shè)硫酸和氫氧化鈉沒(méi)發(fā)生反應(yīng)），如果兩者沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)，試管①中的全部溶液才含有2mL硫酸，因此該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該用試管①中的全部溶液與2mL稀硫酸作對(duì)比實(shí)驗(yàn)。endprint