中考化學(xué)探究題的分析和教學(xué)反思

鄭秀明

福建省泉州市城東中學(xué)(362000)

中考探究題是命題者的壓軸戲，也是教師在教學(xué)中需要突破的難點，更是學(xué)生失分較多、最能體現(xiàn)學(xué)生綜合能力和學(xué)科素養(yǎng)的題目。從學(xué)生的答題情況看，存在有效信息不會提取、知識的遷移能力弱、分析問題的能力差、語言表達(dá)不規(guī)范等問題。筆者以2017年福建省中考化學(xué)探究題為例，分析試題的命題特點、剖析解題思路、構(gòu)建解題思維模型，提出應(yīng)對策略。

1 問題的呈現(xiàn)和命題的依據(jù)

(2017年福建省中考試題)碘化鉀(KI)是白色固體，保存不當(dāng)會被氧化為單質(zhì)碘(I2)而泛黃變質(zhì)。化學(xué)小組查得以下資料。

Ⅰ．對于碘化鉀變質(zhì)的原理，有兩種不同的反應(yīng)。

甲：4KI+O2+2CO2= 2K2CO3+2I2

乙：4KI+O2+2H2O=4KOH+2I2

Ⅱ．KOH與NaOH的化學(xué)性質(zhì)相似。

為探究碘化鉀變質(zhì)的原理，開展以下實驗。

[實驗1]

取適量碘化鉀固體暴露于空氣中一段時間，觀察到固體泛黃。往泛黃的固體中加入足量稀硫酸，產(chǎn)生無色無味的氣體，通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁。

(1)石灰水變渾濁的原因是________(用化學(xué)方程式表示)。

(2)化學(xué)小組認(rèn)為：據(jù)此現(xiàn)象，還不能得出“甲反應(yīng)是造成碘化鉀變質(zhì)的原因”的結(jié)論。推斷理由是 。

[實驗2]

(3)按圖1(a)所示裝置進(jìn)行實驗，數(shù)日后，觀察到碘化鉀固體無泛黃現(xiàn)象。據(jù)此現(xiàn)象，可得出的結(jié)論是____________。

[實驗3]

按圖1(b)所示裝置進(jìn)行實驗，數(shù)日后，觀察到碘化鉀同樣無泛黃現(xiàn)象。

查閱文獻(xiàn)獲知，常溫下某些氣體和固體反應(yīng)須在潮濕環(huán)境中進(jìn)行。化學(xué)小組據(jù)此改進(jìn)實驗，很快觀察到固體泛黃的現(xiàn)象。

(4)簡述化學(xué)小組改進(jìn)實驗的具體措施：________________________

。

(5)根據(jù)上述實驗，化學(xué)小組得出結(jié)論：碘化鉀固體泛黃變質(zhì)是碘化鉀與________共同作用的結(jié)果。

圖1 實驗裝置

此題通過設(shè)置問題，將學(xué)科思想融入立意之中，考查學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，充分體現(xiàn)了“德育為先，能力為重，以生為本”的育人理念。

2 試題的特點

2.1 從命題的立意分析

(1)從知識立意的角度看，該題主要考查酸堿鹽的相關(guān)知識、實驗條件的控制、實驗方案的設(shè)計、化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)語言的表述等。這些知識從《初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的教學(xué)要求來看，屬于學(xué)生認(rèn)知目標(biāo)中的B層次，即要求學(xué)生達(dá)到認(rèn)識、了解、看懂、識別、能表示、懂得的級別。

(2)從能力立意的角度分析，該題著重考查學(xué)生在陌生情境下如何通過對簡單的化學(xué)事實的觀察，對信息的獲取和加工處理能力，運用比較、分析、推理、歸納、概括等方法，有效整合已有知識解決問題的能力。

(3)從素養(yǎng)立意的角度分析，題材源于生活實際和科研實驗。通過化學(xué)理論知識運用解決實際問題來考查學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

2.2 從試題的內(nèi)容結(jié)構(gòu)分析

它是以碘化鉀保存不當(dāng)被氧化而變質(zhì)為背景，提供可能發(fā)生的反應(yīng)原理，提示氫氧化鉀和氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)相似，對變質(zhì)的條件，變質(zhì)的產(chǎn)物進(jìn)行探究。有原因的分析、有化學(xué)方程式的書寫、有結(jié)論的推斷、有實驗方案的設(shè)計、有控制變量法的運用、有分析變質(zhì)的條件，試題內(nèi)容豐富，考查角度多樣化，是一道典型的探究題。

2.3 從題源的背景分析

它主要來源于教材中鐵生銹的條件和氫氧化鈉在空氣中是否變質(zhì)的相關(guān)內(nèi)容。源于課本卻又高于課本，對教材的內(nèi)容進(jìn)行整合、延伸、拓展、改造，使試題背景顯得既熟悉又陌生，考查學(xué)生對知識的遷移能力。

3 解題思路和應(yīng)對策略

3.1 解題思路

3.1.1 要明確實驗?zāi)康?/p>

只有在了解探究目的的情況下，才能更清楚下一步的探究過程要做什么、怎么做。該題的實驗?zāi)康氖翘骄康饣涀冑|(zhì)原理的合理性：是氧氣和二氧化碳參與反應(yīng)變質(zhì)、還是氧氣和水參與反應(yīng)變質(zhì)，或者三者都參與了。這在教師指導(dǎo)學(xué)生解題時常常被忽略，對學(xué)生的思維、分析、推理都不利。

3.1.2 提取有效信息

有效信息是指與本題解題有關(guān)的信息，如上述探究題中的有效信息共有5處：①碘化鉀暴露在空氣中變黃，說明空氣中的某些成分參與了反應(yīng)；②碘化鉀變質(zhì)原理提示，說明下面的解題要根據(jù)此原理進(jìn)行分析判斷；③KOH與NaOH的化學(xué)性質(zhì)相似，說明解題時要用到氫氧化鈉的性質(zhì)，而且要把氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)遷移到氫氧化鉀上；④往泛黃的固體中加入足量稀硫酸，產(chǎn)生無色無味的氣體，通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁，說明泛黃固體是碳酸鹽，產(chǎn)生的氣體是二氧化碳；⑤查閱文獻(xiàn)獲知，常溫下某些氣體和固體反應(yīng)須在潮濕環(huán)境中進(jìn)行，化學(xué)小組據(jù)此改進(jìn)實驗，很快觀察到固體泛黃的現(xiàn)象，說明碘化鉀在空氣中變質(zhì)要有水蒸氣參與。

3.1.3 聯(lián)系已學(xué)知識，分析問題背后的原理

第2個問題可根據(jù)以上分析，推斷出生成物是碳酸鉀，甲可成立。但根據(jù)題目提示“據(jù)此現(xiàn)象還不能得出甲反應(yīng)是正確的”與學(xué)生的分析在心理上產(chǎn)生沖突，大多數(shù)學(xué)生的思維停留在甲為什么不對的層面上，與所學(xué)的知識有矛盾感到不理解，不知如何答題。這是學(xué)生在分析問題時出現(xiàn)的錯誤，所以得分率非常低。然而根據(jù)題意，并沒有說甲是錯的，而是說據(jù)此現(xiàn)象還不能得出甲反應(yīng)是正確，這就說明乙也可能是正確的。那乙為什么可能也會是正確的呢？這時就必須關(guān)注乙的反應(yīng)原理和反應(yīng)生成物，分析氫氧化鉀是否在空氣中可與某些物質(zhì)反應(yīng)生成碳酸鉀。然后結(jié)合題目信息，聯(lián)想到氫氧化鈉在空氣中易變質(zhì)，與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉。那么氫氧化鉀一樣也可以生成碳酸鉀，因而乙也可能成立，這就是知識的遷移和運用。

第3個問題根據(jù)實驗進(jìn)一步探究，碘化鉀只在有氧氣和水的環(huán)境中觀察的現(xiàn)象沒有泛黃，說明沒有碳酸鉀生成，推理出乙是不成立的。

第4個問題根據(jù)實驗3的實驗操作，甲也不成立，讓學(xué)生產(chǎn)生了懷疑，到底哪里出了問題？但根據(jù)題目信息就能很快作出解答，只需往瓶中再加入少量水就可以了。

第5個問題根據(jù)題目信息，說明氧氣一定參與了反應(yīng)。而根據(jù)固體泛黃現(xiàn)象推出有碳酸鹽存在，根據(jù)質(zhì)量守恒定律說明一定有二氧化碳參與反應(yīng)。有些氣體和固體須在潮濕的環(huán)境中才能反應(yīng)，很容易得出反應(yīng)必須有水參加。所以，碘化鉀泛黃需要氧氣、水和二氧化碳共同參與才是合理的。

通過以上的分析，可以把有關(guān)實驗探究題的解題思維方法歸納為“一看二提三析四聯(lián)五答”。“一看”，是指先通讀試題的內(nèi)容，初步了解探究的目的，知道有關(guān)反應(yīng)的原理和信息提示；“二提”，是指能從試題中識別有效信息、提取有效信息；“三析”，是指根據(jù)試題中的題意要求，分析原因；“四聯(lián)”，是指在分析推理的過程中應(yīng)聯(lián)系已學(xué)過的知識，才能做出合理性的判斷；“五答”，是指在作出科學(xué)判斷的基礎(chǔ)上根據(jù)題目的要求規(guī)范答題。

3.2 應(yīng)對策略

為了讓學(xué)生對探究題的解題思維形成穩(wěn)定的認(rèn)識，必須構(gòu)建解題思維模型以應(yīng)對?；瘜W(xué)模型是多樣化的，不同的試題類型有不同的解題思維模型。上述試題是物質(zhì)變質(zhì)類的實驗探究，思維過程模型結(jié)構(gòu)圖可歸納為圖2。

圖2 思維過程模型結(jié)構(gòu)圖

模型與建模是科學(xué)發(fā)展的重要元素，也是科學(xué)學(xué)習(xí)中不可或缺的認(rèn)知與能力。中學(xué)生的“模型認(rèn)知”能力是指運用模型描述化學(xué)研究對象、解釋化學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律、預(yù)測可能的結(jié)果，并能夠建構(gòu)模型展示自己對化學(xué)事實的理解和解釋能力。因此,在解決性質(zhì)實驗的探究題中要樹立“證據(jù)意識”和“模型意識”，居于證據(jù)進(jìn)行分析推理，能解釋證據(jù)和結(jié)論之間的關(guān)系，能建立現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系，推測可能的結(jié)果。教師在復(fù)習(xí)過程中要學(xué)會解題思維模型的構(gòu)建，幫助學(xué)生分析特點、理清思路、化解難題，克服探究題的心里陰影，并針對不同類型的探究題型建立不同的解題 思維模型。通過不斷的訓(xùn)練，提高學(xué)生的模型認(rèn)知能力和知識遷移能力，能夠運用所學(xué)知識解決生活中的實際問題。

4 教學(xué)反思

根據(jù)上述分析和答題中學(xué)生存在的問題，筆者認(rèn)為教師在解決探究題、培養(yǎng)學(xué)生能力過程中應(yīng)該做好以下幾點。

(1)思想上應(yīng)重視《初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》和《實踐學(xué)科教學(xué)與考試指導(dǎo)意見》。教師只有在重視的情況下，才會深入研究。平時教學(xué)時注意化學(xué)思想的滲透，考試復(fù)習(xí)時能結(jié)合中考試題，深度解讀命題者的命題依據(jù)和意圖，讓學(xué)生對探究題引起足夠的重視，并指明以能力立意的探究題是今后的考試方向。

(2)觀念上應(yīng)回歸課本，夯實基礎(chǔ)，養(yǎng)成“重視教材”的好習(xí)慣。因為知識是能力的前提和基礎(chǔ)，學(xué)生只有熟練掌握基礎(chǔ)知識，才能具備解決問題的能力。很多教師在復(fù)習(xí)中以考試和練習(xí)的講評代替核心主干知識的復(fù)習(xí)，以偏概全，使學(xué)生的基礎(chǔ)知識掌握得不扎實，對化學(xué)知識缺乏本質(zhì)的理解和聯(lián)系，對現(xiàn)象的解釋既不能用微觀探析，也不能熟練準(zhǔn)確的運用化學(xué)符號來表征。因而，在第一輪復(fù)習(xí)中要重視基礎(chǔ)知識的梳理和知識網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，既要夯實基礎(chǔ)，又要培養(yǎng)學(xué)科基本觀念，促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展和提高。教材中設(shè)計的各個欄目，如“觀察與思考”“活動與探究”“聯(lián)想與啟示”“拓展視野”等,要讓學(xué)生引起重視并認(rèn)真研究，這些內(nèi)容往往是探究題命制的生長點。

(3)方法上應(yīng)進(jìn)行解題思路的分析和指導(dǎo)，幫助學(xué)生建立解題思維模型。方法指導(dǎo)是解決探究題的關(guān)鍵。教師在指導(dǎo)學(xué)生解題時，應(yīng)做到事先了解學(xué)生解題時的思維，分析學(xué)生思維與命題者思維之間的差距，通過分析把答題者的思維逐漸引向命題者的思維。而多數(shù)教師在復(fù)習(xí)講評試題時往往就題論題，沒有從根本上去分析題目的特點，用何種思維模式去解決應(yīng)對，導(dǎo)致學(xué)生在陌生情境下的探究題面前無所適從。針對這樣的情況，教師應(yīng)站在學(xué)生的角度，幫助學(xué)生建立解題思維模型，有效的破解學(xué)生面臨的困境，以不變應(yīng)萬變，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，促進(jìn)其核心素養(yǎng)的形成。

(4)方式上應(yīng)做到精講精練、講練結(jié)合。實驗探究題的形式多樣，有定性的也有定量的、有對物質(zhì)組成的探究也有對物質(zhì)性質(zhì)的探究、有對反應(yīng)現(xiàn)象的探究也有對反應(yīng)條件的探究等。根據(jù)不同的類型，除了構(gòu)建不同的解題思維模型去解決外，還應(yīng)精選適當(dāng)?shù)念}目進(jìn)行訓(xùn)練，做到例題用模型去構(gòu)建，習(xí)題用模型解決和驗證。使學(xué)生能熟練地掌握模型，提高他們的思維能力和解題能力，并最終能夠自己建模解決實際問題。

(5)心理上應(yīng)加強(qiáng)疏導(dǎo)，給予鼓勵，增強(qiáng)信心。探究題一般情境新、信息量大、知識面廣、綜合性強(qiáng)、難度大、考點多樣。很多學(xué)生不知從哪里入手，學(xué)過的知識不知該如何運用，基礎(chǔ)較差的學(xué)生往往存在著恐懼心理，甚至放棄思考解答。因此，教師在復(fù)習(xí)指導(dǎo)時應(yīng)由淺入深，循循善誘，讓學(xué)生在解題時逐漸有獲得感和成功感，克服心理障礙，增強(qiáng)信心。