凸显学科特点 发挥导向功能

李俊红

摘要：从基本实验技能、学科思想方法与创新意识和探究能力三个方面，对2018年福建省中考化学实验试题进行了分析，在此基础上提出教学参考。

关键词：2018年中考;福建省卷;化学实验;试题特点;教学启示

文章编号：1008-0546（2019）01-0069-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.01.021

义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨，科学探究对发展学生的科学素养具有不可替代的作用，化学实验是进行科学探究的重要方式  [1]。可见，化学实验对于全面发展学生科学素养的重要作用，化學实验试题承载着评价学生科学素养发展水平的功能。2018年福建省中考化学全卷16小题，满分75分，其中涉及实验的有7小题，合计35分，实验试题权重大、分值比例高，充分体现了“正确发挥考试对教学的导向作用，凸显学科特点，加强实验教学，引导教师改进课堂教学，以学生为本，让学生学会学习、学会生活，提升科学素养 [2]”的命题原则。本文拟从基本实验技能、学科思想方法、创新意识和探究能力三个方面分析2018年福建省中考化学试卷中实验试题的考查特点，旨在对一线教师改进实验教学提供教学参考。

一、实验试题特点

1.体现课标要求，注重基本实验技能考查

2018年福建省中考化学试题，有关实验技能考查的试题共5小题合计18分，充分体现了课标和福建省初中学科教学与考试（化学）指导意见（下简称“指导意见”）对化学实验基本技能的要求，具体考查内容及依据如表1所示。

由上表分析可知，试题考查几乎涵盖了课标中对基本实验技能的所有要求，分值占全卷总分的24%，而2017年版高中化学课标，在必修课程主题1“化学科学与实验探究”中要求：学生初步学会物质检验、分离、提纯和溶液配制等化学基础知识和基本技能。2018年福建省中考两考合一，既体现义务教育课标要求，注重考查基本实验技能，考试内容注意基础性，同时注意选择对学生后续学习有用的知识。从考查形式上看，主要是通过单项选择题（4、6、9）和实验探究题（15）实现对学生基本实验技能的考查;从实验素材上看，试题情境多为教材中出现的实验或课后习题，并适度创新，如第4小题的素材来自于课本净化水的实验，第6小题的素材来自课本实验“一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制”，第9小题CO2-3 的检验、氧气的验满、二氧化碳的检验和用酸碱指示剂检验溶液的酸碱性，均来自课后习题或习题改造，13小题的（2）（3），以古代化学工艺“敞锅熬盐”的步骤为背景，试题情境新颖，考查了学生在陌生情境中运用基本实验技能——蒸发和溶解，对物质进行分离和提纯的方法迁移;从试题信息呈现的方式看，试题信息以文字、图表等形式简洁呈现，充分考虑到考试时长，体现对考生的人文关怀。

2.凸显学科思维，注重学科思想方法考查

化学学科思想方法是人们用化学视角观察认识物质世界的固有观念和方式，包括元素观、微粒观等学科核心观念，也包括结构决定性质、分类与比较、定性与定量结合等具体的学科思想 [3]。2018年福建省中考化学实验试题，以真实问题情境为测试载体，以实际问题为测试任务，以初中化学核心知识为解决问题的工具，考查学生运用具有学科特质的思维方式认识世界的视角和分析解决问题的思路，注重对“宏观-微观-符号”、“控制变量，对比设计”和定性与定量结合等学科思想方法的考查，注重对元素观、变化观、实证观等化学核心观念的考查。如，第9小题选项D“将内壁蘸有澄清石灰水的烧杯罩在蜡烛火焰上方，证明蜡烛中含有碳元素”，要求考生能用变化观、元素观对结论和证据之间的逻辑关系进行推理和判断;第14小题（图1）工业流程图中，对步骤①生成Fe（OH）3的基本反应类型和步骤③锌泥成分的判断，都渗透着对变化观、元素观的考查;第10小题“自制氧烛，为确定每100g氯酸钠需要添加金属粉末的质量[m（金属）]，……”，考查了定性和定量相结合的学科思想。第15题（图2）的以下四空是对“控制变量，对比设计”学科思想的考查;13小题（1）“黄卤所含杂质BaCl2和黑卤所含杂质MgSO4反应生成白色沉淀，该反应的化学方程式为____。”和14小题（1）“Ca（OH）2中和废水中的硫酸，该反应的化学方程式为____。”这两小题是对“宏观-微观-符号”三重表征思想和变化观的考查，后者还蕴含着对考生“结构决定性质，性质决定应用”的化学核心观念渗透。

3.把握试题开放度，注重创新意识和探究能力考查

2018年福建省中考化学实验试题遵循“适当增加开放性试题，做到试题形式、思维过程、答案标准多样化，注重考查学生的创新意识和探究能力，尊重和促进学生的个性化发展  [4]”的命题原则，着重考查了设计、评价实验方案、评价实验结果以及分析图表、数据等信息得出结论的证据推理能力，如第10小题以选项的形式呈现实验方案和实验结果，考查学生依据探究目的评价实验方案、分析处理图表信息评价实验结果的能力;第14小题（3）试题信息以工业流程图（图1）的形式呈现，考查学生设计实验方案的能力，具体用到的元素化合物知识是：运用金属活动性顺序选用试剂和硫酸铜反应得到铜;15（3）①②③考查学生分析图表、数据获取信息、加工处理信息与已有知识整合，分析推理得出结论，图表信息以表格、数字化实验装置图和图像（图2）等多样化形式呈现。同时14（3）、15（2）试题答案有一定的开放性，尤其是15（2）②答案的开放性，考查了学生的创新意识，发展了学生的思维空间。

二、实验教学启示

1.改变机械实验现状，强调思维过程参与

学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证  [5]。2017年版高中化学课标要求：认识化学实验是研究和学习物质及其变化的基本方法，是科学探究的一种重要途径。可见，化学实验的重要性初高中一脉相承，学生具备基本实验知识和技能是课标的要求，也是学生后续学习的需要。课标中规定的8个学生实验 [6]，承载着落实学生基本实验技能的学习目标。当前的教学困惑是：学生实验完成率高，学生参加考试，实验题的答题呈现难以体现做过实验的优势，老师们认为实验教学的“投入”和“产出”不呈正相关性，如，学生做过“实验室用高锰酸钾制氧气”的实验，考试时多数学生有以下答题呈现：检查装置（图3）气密性，导管一端放水里，松开握试管的手，学生答：观察到有气泡产生说明气密性好;检查装置（图4）气密性，学生迁移使用手捂锥形瓶产生气泡的方法;连接仪器组装装置（图3），学生先固定试管（试管口朝上），后放酒精灯;当用铁夹固定试管（图3），若使试管口略低于试管底部，学生答：应调节螺旋A或C（填“A”、“B”或“C”）;用排水法收集氧气，加热前，学生直接把导管口伸入未装满水有气泡的集气瓶，当分析用排水法收集氧气不纯的原因，学生无法将其与操作不当之间实现关联;实验结束，学生先停止加热，再把导管移出水槽，等等。可见，学生做实验仅仅停留在浅表机械的操作和完成实验的结果上，由于每一步操作的思维过程缺失，学生并未真正掌握正确的基本操作技能。

鉴于此，针对“用高锰酸钾制取氧气”的实验，必须让学生明确每一步骤所需的实验基本技能（图5），教师可以根据示范的每一步骤，设计以下问题串组织学生小组讨论：连接仪器：连接仪器时什么样的不当操作，试管容易破裂？为什么？检查气密性：是先装高锰酸钾还是先检查气密性？检查气密性的原理是什么？操作有先后顺序吗？反之可能会有什么后果？松开手，会有什么现象？什么现象就能说明气密性好？装药品：装药品怎样保证不滴洒？为什么药品尽量在试管底部好？装多少？为什么管口要塞棉花？不塞棉花，可能会产生什么后果？固定仪器：固定試管的高度，如何保证酒精灯外焰加热？先放酒精灯还是先固定试管？铁夹为什么要夹在试管的中上部？怎样操作能使管口略向下倾斜？管口为什么要略向下倾斜？如果向上倾斜，可能会出现什么不良后果？加热：为什么要用酒精灯外焰加热？试管炸裂和试管本身、酒精灯火焰、加热操作之间有什么关系？排水法收集：导管口冒气泡，为什么不能立即收集？如果立即收集可能会产生什么后果？除此之外，还有什么原因有可能使收集的氧气不纯？怎样判断气体收集满了？气体收集满后，怎么操作，才能把装满氧气的集气瓶从水里拿出来？拿出来后集气瓶怎么放置？检验：怎样检验收集到的气体就是氧气？为什么要用这个方法检验？还有没有其他方法？通过每一步骤的问题讨论，学生真正弄清操作背后的原理支撑，加深了学生对基本实验技能的理解，积极的思维过程参与，避免了盲目实验的弊端。

2.抓住课本实验原型，重视学科思想方法培养

课标一级主题“科学探究”的二级主题“发展科学探究能力”八大要素中“制订计划”要求：根据所要探究的具体问题设计简单的化学实验方案，具有控制实验条件的意识。“控制变量，对比设计”是化学重要的学科思想方法，2018年福建省中考化学第15小题有4空（图2）涉及到对此方法的考查。因此，教学中要充分利用好教材中“控制变量，对比设计”学科思想的实验原型，根据学生的认知规律，逐步发展学生的认识层级。如人教版（2012）九年级化学（上）涉及“控制变量，对比设计”学科思想的课本实验编排，从第一单元的“人体吸入的空气与呼出气体有什么不同”到第四单元的“用肥皂水区分软水和硬水”，从第六单元的“证明二氧化碳和水反应”到第七单元的“燃烧条件探究”，逐步实现了从单一变量到多种变量，从分析变量、控制变量对实验结果的影响到课本实验设计的复述再现，从课本已有的实验设计到学生自主设计实验的迁移，学生对“控制变量，对比设计”学科思想方法的认识和应用水平呈螺旋式上升，最终形成运用“控制变量，对比设计”思想设计实验方案的一般思路 [7]（如图6）。

再比如，元素观的建立也是一个逐步递进、层级发展的过程，人教版（2012）九年级化学（上）第一单元“对蜡烛及其燃烧的探究”中，用干燥烧杯和用澄清石灰水润湿内壁的烧杯，先后罩在火焰上方，旨在培养学生观察现象，得出蜡烛燃烧产物是水和二氧化碳的结论;第三单元学习“分子可以分成原子”时，得出反应前后原子种类不变，而后学习“元素”，从反应前后原子种类不变，得出反应前后元素的种类不变;第四单元学习“水的组成”，根据水的“合”和“分”推出水的组成元素;第五单元学习“质量守恒定律”，元素观的建立从定性走向定量，根据具体的化学反应，不仅可以根据已知物质的元素组成，推断未知物质的元素组成，还可以根据已知物质组成元素的质量，推算未知物质组成元素的质量，进而确定未知物质的微观构成。教学中要抓住课本实验原型，培养学生的学科思想方法，逐步发展学生的认识层级。

3.设计重点探究环节，培养创新意识和探究能力

化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学，其特征是研究物质和创造物质 [8]。以实验为基础是化学学科的重要特征之一，让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程，在知识的形成、相互联系和应用过程中养成科学的态度，学习科学方法，在“做科学”的探究实践中培养创新精神和实践能力 [9]。

初中化学课本中不同类型实验的呈现，因内容和学习顺序不同，有不同的探究目标定位，承载着不同探究能力的发展功能，所以选择设计的重点探究环节也不同。举例说明如表2所示。

教学中应根据不同类型的实验内容，承载不同探究能力发展功能，选定重点环节精心进行教学活动设计，如“验证盐酸和氢氧化钠发生反应”的实验，重点不在课本实验的验证上，而在实验方案的设计上，学生设计实验方案的方向可归纳为：反应物减少或消失的验证;生成物产生的验证;反应热效应的验证;反应过程中溶液pH变化的检测等，多种方案评价、优化和筛选的过程，尊重了学生的个性发展，发展了学生的思维空间，培养了学生的创新意识和实践能力。

总之，2018年福建省中考化学实验试题凸显学科特点，突出学科思想方法的考查，为今后改进实验教学提供了很好的导向作用。

参考文献

[1][5][6][8][9]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012：6-11，11，12，1，4

[2][4]福建省教育厅.福建省初中学科（化学）教学与考试指导意见（2017年版）[M].福州：福建人民出版社，2017：12

[3] 罗滨.初中化学关键问题指导[M].北京：高等教育出版社，2015：48

[7] 刘四方.基于学科思想方法的命题与教学反思[J].化学教育，2018，39（5）：8