談初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題解題能力的提高策略

周玉婷

(江蘇省連云港市灌云高級(jí)中學(xué)城西分校 222200)

1 初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的基本特征

實(shí)驗(yàn)探究題是初中化學(xué)教學(xué)中一類非常常見的題型，主要具有如下幾個(gè)方面的特征：一是貼近生活，化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題同社會(huì)大眾日常生活聯(lián)系比較緊密，不僅涉及到實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容，也涵蓋了日常社會(huì)熱點(diǎn)事件和熱點(diǎn)話題等多方面的內(nèi)容.二是綜合性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)探究題本身不僅考察學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，同樣對(duì)他們思辨、推理、探究及歸納等方面能力進(jìn)行了考查，只有學(xué)生化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)掌握牢固，并且具有靈變思維，才能夠在求解該類題型中做到游刃有余.三是題型靈活，實(shí)驗(yàn)探究題不僅僅涉及到改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法或者探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果方面的內(nèi)容，還常常以填空題、判斷題等多樣化題型的方式呈現(xiàn)出來(lái)，這需要學(xué)生系統(tǒng)化遷移自己所學(xué)化學(xué)方程式及實(shí)驗(yàn)原理等方面的知識(shí)，借此來(lái)鍛煉學(xué)生的解題能力.

2 初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題解題能力提升策略

2.1 指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真審題，挖掘題干隱藏信息

在指導(dǎo)學(xué)生求解實(shí)驗(yàn)探究題時(shí)，為了有效助力他們自身解題能力發(fā)展，首先需要做的是要認(rèn)真審題，通過(guò)認(rèn)真審題來(lái)挖掘出實(shí)驗(yàn)探究題中關(guān)鍵的解題條件，尤其是要培養(yǎng)學(xué)生審題中對(duì)關(guān)鍵詞句的敏銳感，讓他們可以快速確定探究題考查的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，并找尋解決問(wèn)題的突破口，為后續(xù)問(wèn)題的解決做好準(zhǔn)備.在這個(gè)審題的過(guò)程中，要注意切實(shí)使學(xué)生明確審題并非是無(wú)意義的讀題，而是帶著思維去思考問(wèn)題，期間不僅要對(duì)題目所要表達(dá)的核心思想與意思進(jìn)行準(zhǔn)確把握，還要使他們明確其中解題的隱含信息.在這個(gè)過(guò)程中可以指導(dǎo)初中生在審題過(guò)程中靈活地應(yīng)用畫筆對(duì)題目當(dāng)中的關(guān)鍵字詞與數(shù)據(jù)等進(jìn)行有效地勾畫及標(biāo)注，夯實(shí)他們解題能力發(fā)展的想象與思維基礎(chǔ).

例1如圖1所示，某一名學(xué)生借助紅磷開展了實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，整個(gè)化學(xué)探究活動(dòng)中學(xué)生觀察到進(jìn)入集氣瓶之內(nèi)水的體積不足1/5，試分析這種結(jié)果出現(xiàn)的原因，試給出自己的一個(gè)解釋或看法.

圖1

解析針對(duì)本道化學(xué)探究題目的求解，要指導(dǎo)初中生對(duì)問(wèn)題的題干信息進(jìn)行認(rèn)真閱讀，并在指導(dǎo)過(guò)程中使他們可以靈活地利用標(biāo)記法或者其他標(biāo)識(shí)法來(lái)將解題中的關(guān)鍵詞句或其他解題關(guān)鍵信息進(jìn)行勾勒及標(biāo)注.在這種指導(dǎo)方式下，可以使初中生在讀題過(guò)程中相應(yīng)地標(biāo)注出“紅磷”、“不足”、“進(jìn)入”以及“1/5”等關(guān)鍵詞句及核心解題信息等，這樣學(xué)生就可以綜合這些相關(guān)的解題信息來(lái)展開系統(tǒng)化思考和聯(lián)想，并在這個(gè)過(guò)程中意識(shí)到該部分化學(xué)問(wèn)題求解需要同空氣中氧氣所占比例方面知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)系，最終可以從這一解題突破口出發(fā)來(lái)幫助學(xué)生快速解答整個(gè)化學(xué)問(wèn)題.

通過(guò)對(duì)題干信息進(jìn)行認(rèn)真分析，可知氧氣與磷在點(diǎn)燃狀態(tài)下會(huì)相應(yīng)地生成P2O5，這時(shí)候會(huì)相應(yīng)地對(duì)集氣瓶中的氧氣成分進(jìn)行消耗，結(jié)合相應(yīng)的反應(yīng)即可確定為什么最終進(jìn)入到瓶中水的體積不足1/5.這一問(wèn)題具體的誘因主要表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：一是集氣瓶中紅磷含量比較少，無(wú)法對(duì)氧氣瓶?jī)?nèi)全部的氧氣進(jìn)行徹底消耗；二是該名學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中沒有等到其中集氣瓶徹底冷卻到室溫條件下就立刻將止水夾打開了，這也可能會(huì)造成進(jìn)入集氣瓶中的水量不足集氣瓶體積的1/5.

例2現(xiàn)在某所學(xué)校的一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組正在進(jìn)行探討“金屬與鹽酸鹽酸反應(yīng)劇烈情況的影響因素”這一課題，想要搞清楚其中核心影響因素.通過(guò)進(jìn)行認(rèn)真分析，可知其中的影響因素主要包括如下兩種：一是金屬性質(zhì)；二是鹽酸濃度.針對(duì)這兩種影響因素，需要進(jìn)行分別開展如下實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行探究(實(shí)驗(yàn)中所用金屬都要經(jīng)過(guò)砂紙進(jìn)行打磨，保證不存在銹蝕或者附著有其他雜質(zhì)).

為了驗(yàn)證猜想一，這個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在2支試管中分別加了同質(zhì)量的鋅片和鐵片，之后再向其中滴加同質(zhì)量同濃度的稀鹽酸.這時(shí)候觀察2支試管的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)放入鋅片的試管快速形成了眾多氣泡，而放入鐵片的試管則僅僅出現(xiàn)了比較少的氣泡，這時(shí)候發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式是____.通過(guò)觀察相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，可以判定Zn和Fe的金屬活性大小關(guān)系是____.如此一來(lái)，經(jīng)過(guò)這一實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)開展，可以發(fā)現(xiàn)金屬與鹽酸二者之間的化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈程度和金屬性質(zhì)有聯(lián)系，并且反應(yīng)劇烈程度和金屬活性之間的關(guān)系是____.

解析本道化學(xué)實(shí)驗(yàn)題涉及到大量的題干信息和條件，必須要指導(dǎo)學(xué)生捕捉有關(guān)問(wèn)題求解的信息，并認(rèn)真挖掘其中關(guān)鍵的解題詞句信息.針對(duì)鐵片、鋅片二者同稀鹽酸之間反應(yīng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以使學(xué)生聯(lián)系自身以往所學(xué)化學(xué)知識(shí)來(lái)快速寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式.然后可以帶領(lǐng)全體學(xué)生一同對(duì)金屬活性強(qiáng)弱進(jìn)行探究，這樣可以使他們快速通過(guò)分析來(lái)明確鐵片和鋅片中哪一種和鹽酸反應(yīng)可以生成更多數(shù)量的氣泡，具體就是活性越強(qiáng)產(chǎn)生的氣泡越多，以此就可以確定出二者活性是Zn>Fe.通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生在審題過(guò)程中抓住其中的關(guān)鍵詞句，可以幫助他們排除自己解題中的各種干擾信息，簡(jiǎn)化了整個(gè)問(wèn)題求解過(guò)程.

2.2 聯(lián)系物質(zhì)性質(zhì)，探尋解題的突破口

在指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真審題的基礎(chǔ)上，由于化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)會(huì)對(duì)它們參與化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象產(chǎn)生極大影響，所以可以指導(dǎo)初中生在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的過(guò)程中對(duì)其中各種化學(xué)物質(zhì)本身的性質(zhì)進(jìn)行認(rèn)真分析，并在此基礎(chǔ)上給予科學(xué)推理和論證分析，保證可以借此來(lái)對(duì)問(wèn)題的求解突破口進(jìn)行探尋，幫助學(xué)生快速求解問(wèn)題.

例3在醫(yī)藥衛(wèi)生、印染與紡織等眾多領(lǐng)域中都有過(guò)碳酸鈉的應(yīng)用，某一化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?duì)過(guò)碳酸鈉樣品純度進(jìn)行測(cè)定.

實(shí)驗(yàn)原理：

4NaCl+4CO2↑+O2↑+2H2O

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：如圖2所示.

圖2

討論與交流：小東認(rèn)為對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物當(dāng)中所生成的氧氣體積進(jìn)行測(cè)定即可確定所測(cè)定樣品本身的純度.

(1)實(shí)驗(yàn)儀器②的作用是什么？

(2)實(shí)驗(yàn)儀器③的作用是什么？

(3)在足量濃鹽酸中加入4g樣品，收集到大約0.25 L的氧氣(密度是1.28 g/L)，試求加入樣品的純度大約是多少？

解析本道實(shí)驗(yàn)探究題主要是圍繞氫氧化鈉、二氧化碳和鹽酸的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行的，通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生對(duì)題干信息進(jìn)行認(rèn)真閱讀，可以使他們分析出濃鹽酸和過(guò)碳酸鈉二者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物成分.其中儀器②中氫氧化鈉會(huì)吸收化學(xué)反應(yīng)所生成的CO2和HCl氣體.而使澄清石灰水變渾濁則是檢測(cè)化學(xué)反應(yīng)中生成CO2氣體的一個(gè)有效方式，如果NaOH溶液本身沒有徹底吸收CO2氣體，那么就會(huì)使澄清石灰水相應(yīng)地變得渾濁.

針對(duì)問(wèn)題(3)而言，需要指導(dǎo)初中生結(jié)合質(zhì)量、體積和密度的關(guān)系來(lái)對(duì)氧氣質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，之后可以進(jìn)一步計(jì)算消耗過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量進(jìn)而求出樣品的純度.基于這種抓住化學(xué)性質(zhì)的分析方式，可以進(jìn)一步幫助學(xué)生快速找到化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的解題突破口，并且可以對(duì)最終樣品量進(jìn)行確定，即確定最終的計(jì)算結(jié)果是2.44 g.

2.3 傳授解題技巧，強(qiáng)化學(xué)生解題訓(xùn)練

由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題本身的類型比較多，不同類型實(shí)驗(yàn)探究題求解起來(lái)所涉及到的解題方法與技術(shù)等也各不相同，所以為了更好地發(fā)展學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題解題能力，可以結(jié)合一些具體的例題來(lái)指導(dǎo)他們開展針對(duì)性訓(xùn)練，尤其是可以結(jié)合創(chuàng)新類、假設(shè)類、提出問(wèn)題類等不同類型的實(shí)驗(yàn)探究題來(lái)針對(duì)性提升他們的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題求解能力.與此同時(shí)，還可以將整體法、守恒法等一些常用解題技巧或經(jīng)驗(yàn)等傳授給學(xué)生，保證不斷提升他們的實(shí)驗(yàn)探究題求解能力，如石蕊變色的原因、有毒氣體的處理或者試紙變色同pH之間的聯(lián)系等等，這些看似無(wú)關(guān)緊要的知識(shí)卻常常是簡(jiǎn)化某些化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的關(guān)鍵信息，所以要注意結(jié)合具體探究題目來(lái)強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)及訓(xùn)練.

例4用化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器制取氧氣的時(shí)候，制取實(shí)驗(yàn)完畢后對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行清洗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)加熱后試管的內(nèi)壁上邊附著有洗不掉的黑色固體，試對(duì)其成分進(jìn)行確定.

解析該類化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題屬于提出問(wèn)題類的一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)題，需要指導(dǎo)初中生親自結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)了解其分解物，之后再進(jìn)行判斷.通過(guò)分析，學(xué)生可以確定黑色固體不是高錳酸鉀，而在對(duì)試管進(jìn)行沖洗時(shí)學(xué)生沒有發(fā)現(xiàn)溶液變成深綠色，所以可以初步判定相應(yīng)的附著黑色固體是二氧化錳.而在對(duì)該猜想進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，可以向附著有黑色固體的試管之中加入過(guò)氧化氫溶液，若發(fā)現(xiàn)試管中生成的氣體可以使帶火星的小木條出現(xiàn)復(fù)燃變化，即可以借助這種化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)確定上述的猜測(cè)或假設(shè)是正確的.

總之，實(shí)驗(yàn)探究題本身具有貼近生活、綜合性強(qiáng)和題型靈活幾個(gè)基本特征，實(shí)際的求解中對(duì)初中生解題能力及思維能力等具有較高要求.在化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題求解過(guò)程中，可以從指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真審題，挖掘題干隱藏信息出發(fā)，讓他們善于聯(lián)系物質(zhì)性質(zhì)來(lái)探尋解題的突破口，同時(shí)還要注意有計(jì)劃地傳授給他們一些該類化學(xué)題的解題技巧，最后配合反復(fù)的解題訓(xùn)練實(shí)踐活動(dòng)開展，保證可以最大程度提高初中生求解化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的能力.