中考化学探究题的分析和教学反思

郑秀明

福建省泉州市城东中学(362000)

中考探究题是命题者的压轴戏，也是教师在教学中需要突破的难点，更是学生失分较多、最能体现学生综合能力和学科素养的题目。从学生的答题情况看，存在有效信息不会提取、知识的迁移能力弱、分析问题的能力差、语言表达不规范等问题。笔者以2017年福建省中考化学探究题为例，分析试题的命题特点、剖析解题思路、构建解题思维模型，提出应对策略。

1 问题的呈现和命题的依据

(2017年福建省中考试题)碘化钾(KI)是白色固体，保存不当会被氧化为单质碘(I2)而泛黄变质。化学小组查得以下资料。

Ⅰ．对于碘化钾变质的原理，有两种不同的反应。

甲：4KI+O2+2CO2= 2K2CO3+2I2

乙：4KI+O2+2H2O=4KOH+2I2

Ⅱ．KOH与NaOH的化学性质相似。

为探究碘化钾变质的原理，开展以下实验。

[实验1]

取适量碘化钾固体暴露于空气中一段时间，观察到固体泛黄。往泛黄的固体中加入足量稀硫酸，产生无色无味的气体，通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊。

(1)石灰水变浑浊的原因是________(用化学方程式表示)。

(2)化学小组认为：据此现象，还不能得出“甲反应是造成碘化钾变质的原因”的结论。推断理由是 。

[实验2]

(3)按图1(a)所示装置进行实验，数日后，观察到碘化钾固体无泛黄现象。据此现象，可得出的结论是____________。

[实验3]

按图1(b)所示装置进行实验，数日后，观察到碘化钾同样无泛黄现象。

查阅文献获知，常温下某些气体和固体反应须在潮湿环境中进行。化学小组据此改进实验，很快观察到固体泛黄的现象。

(4)简述化学小组改进实验的具体措施：________________________

。

(5)根据上述实验，化学小组得出结论：碘化钾固体泛黄变质是碘化钾与________共同作用的结果。

图1 实验装置

此题通过设置问题，将学科思想融入立意之中，考查学生的学科核心素养，充分体现了“德育为先，能力为重，以生为本”的育人理念。

2 试题的特点

2.1 从命题的立意分析

(1)从知识立意的角度看，该题主要考查酸碱盐的相关知识、实验条件的控制、实验方案的设计、化学方程式的书写、化学语言的表述等。这些知识从《初中化学课程标准》的教学要求来看，属于学生认知目标中的B层次，即要求学生达到认识、了解、看懂、识别、能表示、懂得的级别。

(2)从能力立意的角度分析，该题着重考查学生在陌生情境下如何通过对简单的化学事实的观察，对信息的获取和加工处理能力，运用比较、分析、推理、归纳、概括等方法，有效整合已有知识解决问题的能力。

(3)从素养立意的角度分析，题材源于生活实际和科研实验。通过化学理论知识运用解决实际问题来考查学生的化学核心素养。

2.2 从试题的内容结构分析

它是以碘化钾保存不当被氧化而变质为背景，提供可能发生的反应原理，提示氢氧化钾和氢氧化钠的化学性质相似，对变质的条件，变质的产物进行探究。有原因的分析、有化学方程式的书写、有结论的推断、有实验方案的设计、有控制变量法的运用、有分析变质的条件，试题内容丰富，考查角度多样化，是一道典型的探究题。

2.3 从题源的背景分析

它主要来源于教材中铁生锈的条件和氢氧化钠在空气中是否变质的相关内容。源于课本却又高于课本，对教材的内容进行整合、延伸、拓展、改造，使试题背景显得既熟悉又陌生，考查学生对知识的迁移能力。

3 解题思路和应对策略

3.1 解题思路

3.1.1 要明确实验目的

只有在了解探究目的的情况下，才能更清楚下一步的探究过程要做什么、怎么做。该题的实验目的是探究碘化钾变质原理的合理性：是氧气和二氧化碳参与反应变质、还是氧气和水参与反应变质，或者三者都参与了。这在教师指导学生解题时常常被忽略，对学生的思维、分析、推理都不利。

3.1.2 提取有效信息

有效信息是指与本题解题有关的信息，如上述探究题中的有效信息共有5处：①碘化钾暴露在空气中变黄，说明空气中的某些成分参与了反应；②碘化钾变质原理提示，说明下面的解题要根据此原理进行分析判断；③KOH与NaOH的化学性质相似，说明解题时要用到氢氧化钠的性质，而且要把氢氧化钠的化学性质迁移到氢氧化钾上；④往泛黄的固体中加入足量稀硫酸，产生无色无味的气体，通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明泛黄固体是碳酸盐，产生的气体是二氧化碳；⑤查阅文献获知，常温下某些气体和固体反应须在潮湿环境中进行，化学小组据此改进实验，很快观察到固体泛黄的现象，说明碘化钾在空气中变质要有水蒸气参与。

3.1.3 联系已学知识，分析问题背后的原理

第2个问题可根据以上分析，推断出生成物是碳酸钾，甲可成立。但根据题目提示“据此现象还不能得出甲反应是正确的”与学生的分析在心理上产生冲突，大多数学生的思维停留在甲为什么不对的层面上，与所学的知识有矛盾感到不理解，不知如何答题。这是学生在分析问题时出现的错误，所以得分率非常低。然而根据题意，并没有说甲是错的，而是说据此现象还不能得出甲反应是正确，这就说明乙也可能是正确的。那乙为什么可能也会是正确的呢？这时就必须关注乙的反应原理和反应生成物，分析氢氧化钾是否在空气中可与某些物质反应生成碳酸钾。然后结合题目信息，联想到氢氧化钠在空气中易变质，与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠。那么氢氧化钾一样也可以生成碳酸钾，因而乙也可能成立，这就是知识的迁移和运用。

第3个问题根据实验进一步探究，碘化钾只在有氧气和水的环境中观察的现象没有泛黄，说明没有碳酸钾生成，推理出乙是不成立的。

第4个问题根据实验3的实验操作，甲也不成立，让学生产生了怀疑，到底哪里出了问题？但根据题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个问题根据题目信息，说明氧气一定参与了反应。而根据固体泛黄现象推出有碳酸盐存在，根据质量守恒定律说明一定有二氧化碳参与反应。有些气体和固体须在潮湿的环境中才能反应，很容易得出反应必须有水参加。所以，碘化钾泛黄需要氧气、水和二氧化碳共同参与才是合理的。

通过以上的分析，可以把有关实验探究题的解题思维方法归纳为“一看二提三析四联五答”。“一看”，是指先通读试题的内容，初步了解探究的目的，知道有关反应的原理和信息提示；“二提”，是指能从试题中识别有效信息、提取有效信息；“三析”，是指根据试题中的题意要求，分析原因；“四联”，是指在分析推理的过程中应联系已学过的知识，才能做出合理性的判断；“五答”，是指在作出科学判断的基础上根据题目的要求规范答题。

3.2 应对策略

为了让学生对探究题的解题思维形成稳定的认识，必须构建解题思维模型以应对。化学模型是多样化的，不同的试题类型有不同的解题思维模型。上述试题是物质变质类的实验探究，思维过程模型结构图可归纳为图2。

图2 思维过程模型结构图

模型与建模是科学发展的重要元素，也是科学学习中不可或缺的认知与能力。中学生的“模型认知”能力是指运用模型描述化学研究对象、解释化学现象和规律、预测可能的结果，并能够建构模型展示自己对化学事实的理解和解释能力。因此,在解决性质实验的探究题中要树立“证据意识”和“模型意识”，居于证据进行分析推理，能解释证据和结论之间的关系，能建立现象与模型之间的联系，推测可能的结果。教师在复习过程中要学会解题思维模型的构建，帮助学生分析特点、理清思路、化解难题，克服探究题的心里阴影，并针对不同类型的探究题型建立不同的解题 思维模型。通过不断的训练，提高学生的模型认知能力和知识迁移能力，能够运用所学知识解决生活中的实际问题。

4 教学反思

根据上述分析和答题中学生存在的问题，笔者认为教师在解决探究题、培养学生能力过程中应该做好以下几点。

(1)思想上应重视《初中化学课程标准》和《实践学科教学与考试指导意见》。教师只有在重视的情况下，才会深入研究。平时教学时注意化学思想的渗透，考试复习时能结合中考试题，深度解读命题者的命题依据和意图，让学生对探究题引起足够的重视，并指明以能力立意的探究题是今后的考试方向。

(2)观念上应回归课本，夯实基础，养成“重视教材”的好习惯。因为知识是能力的前提和基础，学生只有熟练掌握基础知识，才能具备解决问题的能力。很多教师在复习中以考试和练习的讲评代替核心主干知识的复习，以偏概全，使学生的基础知识掌握得不扎实，对化学知识缺乏本质的理解和联系，对现象的解释既不能用微观探析，也不能熟练准确的运用化学符号来表征。因而，在第一轮复习中要重视基础知识的梳理和知识网络的构建，既要夯实基础，又要培养学科基本观念，促进学生的认知发展和提高。教材中设计的各个栏目，如“观察与思考”“活动与探究”“联想与启示”“拓展视野”等,要让学生引起重视并认真研究，这些内容往往是探究题命制的生长点。

(3)方法上应进行解题思路的分析和指导，帮助学生建立解题思维模型。方法指导是解决探究题的关键。教师在指导学生解题时，应做到事先了解学生解题时的思维，分析学生思维与命题者思维之间的差距，通过分析把答题者的思维逐渐引向命题者的思维。而多数教师在复习讲评试题时往往就题论题，没有从根本上去分析题目的特点，用何种思维模式去解决应对，导致学生在陌生情境下的探究题面前无所适从。针对这样的情况，教师应站在学生的角度，帮助学生建立解题思维模型，有效的破解学生面临的困境，以不变应万变，培养学生解决问题的能力，促进其核心素养的形成。

(4)方式上应做到精讲精练、讲练结合。实验探究题的形式多样，有定性的也有定量的、有对物质组成的探究也有对物质性质的探究、有对反应现象的探究也有对反应条件的探究等。根据不同的类型，除了构建不同的解题思维模型去解决外，还应精选适当的题目进行训练，做到例题用模型去构建，习题用模型解决和验证。使学生能熟练地掌握模型，提高他们的思维能力和解题能力，并最终能够自己建模解决实际问题。

(5)心理上应加强疏导，给予鼓励，增强信心。探究题一般情境新、信息量大、知识面广、综合性强、难度大、考点多样。很多学生不知从哪里入手，学过的知识不知该如何运用，基础较差的学生往往存在着恐惧心理，甚至放弃思考解答。因此，教师在复习指导时应由浅入深，循循善诱，让学生在解题时逐渐有获得感和成功感，克服心理障碍，增强信心。