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1、例析初中化学探究性实验试题的特点与作用 镇江实验初中 钱荣贵 212009关键词：初中化学 探究性 实验 特点与作用探究性实验试题主要体现“探”和“究”。初中化学探究性实验试题是为了完成一定的教育教学目标，根据化学学科的特点及学生的认知规律编制而成的，能够引导学生积极主动地获取和使用化学知识，并通过提出问题、猜想与假设、收集证据、制定计划、设计实验等探究要素让学生体验探究过程，科学地得出符合事物规律的结论，以培养和考查学生综合素质的试题。那么，初中化学探究性实验试题的特点和作用有那些呢？笔者认为：第一、探究性试题往往创设了一个实际或接近实际的情境。该情境中不仅含有解决试题的条件，还含有解决试题
2、的原型，需要学生从情境中感悟出原型中隐藏的方法要素，并能加以迁移，因此，探究性试题能更好地培养学生分析试题、解决试题的能力，同时这种接近实际的情境还能引起学生兴趣、激发学生解决试题的积极性。例如： 案例一(2008年恩施自治州)小强在回家的途中经过一鱼塘边时，发现养鱼师傅向鱼塘中撒一种微黄色的固体，鱼塘中顿时产生大量气泡，经咨询得知，这种固体的主要成分是过氧化钙（CaO2），请你与小强共同探究。（1）为研究鱼塘中大量气泡是何种气体所致，小强使用如右图所示的装置进行实验，打开分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃，说明生成的气体是 。由此可知养
3、鱼师傅向鱼塘中撒过氧化钙的目的是 ，仪器a的名称是 。（2）根据质量守恒定律，小强认为过氧化钙与过量水反应还应产生某种含有钙元素的产物。开始小强假设该产物为CaO，但通过思考他很快否定了原先的假设，并重新假设生成的含钙产物为Ca(OH)2。请解释小强否定原假设建立新假设的理由： 。请设计一个实验方案来验证小强的新假设，并填入下表空格中：实验步骤可能出现的现象结论CaO2与H2O反应有Ca(OH)2生成CaO2与H2O反应无Ca(OH)2生成（3）小强通过实验证明了过氧化钙与水反应的确有氢氧化钙生成，请写出过氧化钙和水反应的化学方程式： 。（4）小强在实验时观察到烧杯中有气泡产生，由此他还得出了
4、什么结论。点评：该试题的设计是以生活、生产中鱼类养殖和运输过程中防止缺氧，常常加入一定量的过氧化钙补充氧气，提高氧气的浓度以维持鱼类的正常生命活动为背景，是接近实际的探究性试题。该题的解决学生在既掌握知识、提高能力的同时，又可以拓展视野、解除生活中的困惑。这种以生产和生活中真实的情境设计的探究性试题可以让学生感觉化学是有用、有趣的，激起学生解决试题的兴趣，引发进一步探究的欲望。第二、探究性实验试题往往把实验作为主要的探究手段。解决这类试题可以通过查阅资料、收集证据，然后分析、论证等多种方法，但是，通过研究可以发现，实验是解决该类试题的一种主要手段，通过探究性实验试题的解决还可以激发学生的动手实
5、验的欲望，鼓励学生在条件允许的情况下尽可能多的进行实验。例如： 案例二（2009年贵港市）某化学兴趣小组在化学实验室发现一瓶没有标签的淡黄色粉末，同学们对探究该粉末产生浓厚兴趣，并在老师的指导下进行探究活动。【提出试题】这种淡黄色粉末是什么？有什么性质和用途？【查阅资料】硫是淡黄色粉末，不溶于水；过氧化钠（Na2O2）是淡黄色粉末，在常温下能与水反应生成碱和一种气体；在呼吸面具中和潜水艇里常用作供氧剂。【猜想与探究】猜想：淡黄色粉末可能是：a硫；b过氧化钠；c硫和过氧化钠的混合物。探究：过氧化钠与水反应的生成物的成分。【实验与结论】实验操作实验现象实验结论猜想在一支洁净的试管中加入适量的上述淡
6、黄色粉末，再加入足量的蒸馏水 猜想a、c不成立，猜想b成立。探究用带火星的木条伸入过氧化钠与水反应的试管中木条复燃生成物有 往试管内的溶液中滴加 生成物有氢氧化钠abCO2氢氧化钠【继续探究】小组的同学对过氧化钠能作为供氧剂也很感兴趣，大家讨论认为可能是CO2在常温下能与过氧化钠反应有关，于是设计右图所示的装置继续实验探究。实验操作实验现象实验结论将CO2从a口处通入装置内，再把带火星的木条放在装置b口处木条复燃CO2在常温下能与过氧化钠反应，该反应的化学方程式为： 取出充分反应后的固体生成物于试管中，往试管内滴加稀盐酸，将生成的气体通入澄清石灰水中有气泡产生石灰水变浑浊【交流与比较】与我们学
7、过的制氧气方法相比，常选用过氧化钠作为呼吸面具和潜水艇的供氧剂的主要理由是（从两个不同角度回答）： 、 。点评：这一题已经给出了探究过程需要提出的问题和切合学生身心发展实际的猜想、呈现了相关的资料，然后设计实验，根据记录相关的实验现象探究生成物的成分、验证猜想的正确与否，继续探究部分仍然以实验的手段探究新的猜想，充分体现了实验是解决探究性试题的重要手段。尽管背景知识和情境较为新颖，但是涉及的实验原理都是初中化学的内容，学生比较熟悉，易于激发实验探究欲望。第三、探究性实验试题，不仅包含解决试题的“条件”、“依据”、“方法”、“结论”四要素，而且它往往包含探究过程的一些或全部要素，如提出试题、猜想
8、与假设、制订计划、收集证据、设计实验、归纳得出结论等。因此，这类试题的解决能很好地培养学生的探究意识，有利于学生掌握探究的方法。例如：案例三(2008年揭阳市)研究性学习小组选择“H2O2分解生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：【假设】H2O2分解生成O2的快慢与催化剂种类有关【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的H2O2溶液中，分别加入相同质量的MnO2和水泥块，测量各生成一瓶(相同体积)O2所需的时间。A【进行实验】右图是他们进行实验的装置图，B气体发生装置中A仪器名称是 ，此实验中B处宜采用的气体收集方法是 。【实验记录】实验编号12反应物5%H2
9、O25%H2O2催化剂1g水泥块1gMnO2时间165秒46秒【结论】该探究过程得出的结论是 。【反思】H2O2在常温下分解缓慢，加入MnO2或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO2 和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的 ，是否改变。H2O2 生成O2 的快慢与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究。(只要求提出一种影响H2O2 生成O2 的快慢的因素以及相关假设和实验方案)【假 设】 。【实验方案】 。点评：这一题已经给出了探究过程的全部要素（有的要素内容已经给出，有的则需要学生去完成）：提出“H2O2分解生成O2的快慢与什么因素有关”的试题，假设与催化剂有关，给出
10、实验方案，进行实验。要求学生进行分析得出结论，再进行总结反思，继续探究。通过该题能让学生掌握题中正确的探究方法以及思维分析的能力、总结反思的能力等。第四、探究性实验试题具有一定的开放性。探究性实验试题的结论有时候不是唯一的，可以有多种答案，具有一定的开放性。例如：案例四(2008年攀枝花市)某学校在探究铝的化学性质时，实验情况如下：实验操作实验现象开始时，铝片表面有气泡开始时铝片表面没有明显现象提出试题：铝片放入稀硫酸中，开始时为什么没有明显现象?提出假设：假设1：铝片表面有致密的氧化膜阻碍了反应的进行假设2：所用稀硫酸的浓度太小假设3：铝片与稀硫酸反应需要加热实验设计：你选择的假设是 。请选
11、择恰当的实验用品进行实验，证明假设成立。有以下实验用品：大小相同的铝片、l0的稀硫酸、30的稀硫酸、氯化钠、试管、试管夹、酒精灯、镊子、药匙、砂纸实验步骤（文字叙述或图示均可）观察到的现象结论假设成立 评价与反思：通过这次探究，你从中得到的启示是： 。点评：这道题前面的部分没有什么特别，主要考查学生了解探究的一般过程并设计实验进行验证的能力。最后的评价与反思要求学生写出得到的启示，回答这类试题时学生理解的角度很多，因而结论不唯一，有很强的开放性。这样的试题对于培养、提高学生的发散性思维和自信心提出了较高的要求。第五、探究性实验试题的本质是一种需要综合利用知识、创造性地加以解决的试题。这类试题和
12、其他类型的试题相比，涉及的知识面更广、阅读量更大、试题解决的自主性更强，有些内容非常新颖，解决的方式也较为特别，对于学生思维（特别是创造性思维）品质的培养意义重大。例如：案例五（08镇江中学招生）、新制的氢氧化铜悬浊液与葡萄糖混合加热，生成了红色的Cu2O沉淀，医院常用此原理检测病人是否患有 疾病。、下面是三个研究性学习小组分别从不同层面开展的研究性学习活动。（1）甲小组对上述反应中生成的红色沉淀是Cu2O提出质疑，他们认为红色沉淀的组成可能有多种情况，为此展开了确定红色沉淀组成情况的研究。步骤一、提出假设： 假设一：红色沉淀可能是Cu2O， 假设二： ，H+ 假设三： 。步骤二、查阅资料：已知：+1价的铜在酸性条件下易发生Cu+ Cu + Cu2+ 的反应；在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜步骤三、设计方案与实验：方案A：取该红色沉淀溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化方案B：取该红色沉淀溶于足量的稀硫酸中，观察是否有残渣方案C：取该红色沉淀x g，在空气中充分灼烧至完全变黑，放在干燥器里冷却，再称重，反复多次至固体恒重，称得质量为y g，比较x和y的关系方案D：取该红色沉淀于试管中，加入酸化的硝酸银溶液，观察是否有银白色沉淀析出。你认为合理的方案是（填字母） 。（2）乙小组针对甲小组提出的三种假设，设计了新的探究方案，实验装置和可
