初中化学中考命题方向(中考化学命题原则)

原标题：【中考改革！】直指科学本质的初中化学试题制定及教学建议！

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指向科学本质的初中化学试题命制和教学建议

——以2022年浙江省丽水科学卷第28题为例

朱峰

稿件编号：2023-02-0023

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什么是科学？科学的本质是什么？这些问题是当前发达国家科学教育改革的理论基石。科学的本质是指对科学知识最基本特征、科学研究过程、科学方法、科学历史、科学价值、科学局限性的认识。它是对科学本身的全面的、哲学性的基本认识。[1]美国科学促进会在《面向全体美国人的科学》中概述，科学的本质包括三个方面：一是科学知识的本质。世界可以被认识；科学是产生知识的过程，它依赖于对现象的仔细观察以及由此提出的理论，但科学知识不是绝对真理；科学观点的改变通常不是完全放弃，而是修改，科学知识至关重要，会越来越接近真理；科学无法为所有问题提供完整答案。第二个是科学探究的本质。科学重视证据；科学结合了逻辑和想象力；科学是用来解释和预测的；科学试图避免偏见；科学反对权威。三是科学事业的性质。科学具有三个维度：个人、社会和公共机构。科学是一项复杂的社会活动；科学有不同的研究领域；科学研究中有普遍接受的伦理原则；科学家既作为专家又作为公民参与公共事务。[2]因此，帮助学生理解科学的本质是科学教育的重要目标之一，也是培养学生科学素养的核心命题。

浙江省2022年初中学业水平考试丽水科学试卷第28题以质量守恒定律科学史为试题背景，聚焦“物质变化与化学反应”核心概念而“发现封闭装置中的质量守恒定律”的关键信息贯穿整个试题，考验学生获取知识的能力、科学解释现象的能力和实验探究的能力。试题材料不仅体现了知识的暂时性、重复性等科学知识的本质，而且渗透了科学重视证据、解释和预测现象的科学探究的本质，还蕴含了科学家应该具有创造力、想象力和质疑精神。科学事业的本质是批判态度。

1试题和答案

1.1试题

定律是对自然现象或关系的描述，通常用数学来表达。在学习《质量守恒定律》时，小丽阅读了以下资料：

波义耳的实验中，金属灰增加的质量为；

（2）质量守恒定律的发现过程给我们带来了以下启示：；

A、善于总结前人的成就和经验

B.实验的成功取决于药物的选择

C.定量方法是科学研究的重要方法

受到上述研究的启发，小丽对相关实验进行了深入研究。

（3）在白磷燃烧前后的质量测量实验中（图1），气球的作用为；

（4）小李认为，蜡烛燃烧后剩余的固体质量比燃烧前少，因此这种现象不符合质量守恒定律。请设计一个简洁的、能够说服小丽的实验想法。

1.2答案

(1)参与反应的氧的质量(或氧化汞中氧元素的质量)

(2)交流电

(3)形成密闭空间，使瓶内气压保持在一定范围内，防止瓶塞因气压过高而被冲出。

(4)在密闭装置中完成蜡烛燃烧，测量蜡烛燃烧前后整个装置的质量，并比较两者的质量。

2命题意图剖析

《义务教育化学课程标准（2022版）》要求合理选择化学史材料，帮助学生理解科学的本质，让学生认识到实验探究、模型构建、定量研究等是化学研究的基本方法，训练学生证据鉴定和证据分析能力。培养选择、证据与推理、模型与解释等高阶思维，体会科学家崇尚真理、严谨求实的科学态度，勇于质疑、批判和创新的科学精神。[3]

2.1注重对科学知识本质的考查

质量守恒定律是学习化学的基石。本题以《质量守恒定律科学史》为考试情境，引导学生了解科学的本质，了解发现——密封系统质量守恒定律的重要前提。从实验的偶然发现——实验结论——科学假设——质量守恒定律的提出过程，感受到定量研究等实验方法在科学发展中的重要作用。科学依赖于对现象的仔细观察和探索，科学知识是暂时的、值得信赖的。验证和其他特性。

科学是一个产生知识的过程，依赖于对现象和由此产生的理论的仔细观察。[4]波义耳的实验和罗蒙诺索夫的实验都是加热金属，但实验结论不同。经过对比发现，波义耳实验中反应后打开容器称重，得出金属受热后质量增加的实验结论。罗蒙诺索夫实验始终是密闭的，因此反应前后容器的质量保持不变。实验的结果并不取决于药物的选择，而是取决于封闭系统的构建，尤其是涉及气体参与或产生的化学变化。基于罗蒙诺索夫实验的结论可能只是一个偶然的发现，但科学知识是可重复和可验证的。拉瓦锡不仅用金属锡和铅进行了实验，他还进行了许多其他类似的实验。也得到了同样的实验结论，并用代数公式表达了该结论。然而，并不是所有的科学假设都能成为定律。Gallery和Manley总结了前人的经验后，进行了极其精密的实验，发现误差极小。直到那时，科学家们才一致认识到质量守恒定律。这个时期，科学家不仅需要善于总结前人的经验和成果，还需要具备一定的创造力，学会运用定量研究方法。如果学生能够对科学知识的本质有一定的认识和理解，那么本题的问题（2）就很容易解决。

2.2注重对科学探究本质的考查

科学重视证据，反对权威。科学可以用来解释和预测。[5]获取信息的能力、科学解释能力和实验探究能力是考核学科关键能力的重要抓手。《义务教育化学课程标准（2022版）》强调要通过证据识别与选择、证据与推理、模型与解释等高阶思维活动，使学生初步养成注重证据、严谨求实的科学态度。它还强调使用化学概念来解释与化学相关的现象和事实。[6]

通过比较Boyle和Lomonosov的两个实验的差异，我们发现构建封闭系统的必要性，特别是涉及或产生气体的实验。封闭系统内气压的变化可能会破坏原来的封闭系统，导致实验失败。因此，气球在白磷燃烧前后的质量测量实验中的作用不仅是构建一个封闭的系统，而且还可以将瓶内的气压维持在一定的范围内，防止瓶塞因压力而爆裂。气压过高，导致实验失败。日常生活中，铁生锈时质量会增加，蜡烛燃烧时质量会减少。这些现象对学生质量守恒观念的形成造成主动抑制。如果学生能够理解博伊尔和罗蒙诺索夫两个实验的区别，就可以发现构建封闭系统和比较实验前后容器总质量这两个关键操作就可以很容易地解决问题（4）。本题考察学生从不熟悉的材料中获取信息的能力、知识迁移能力、推理与解释能力、实验探究能力。

2.3注重对科学事业本质的考查

科学是人类的共同事业。许多科学家为质量守恒定律的发现和构建做出了贡献。他们互相披露和分析他们的研究成果。当新的证据出现时，他们以批判和质疑的态度修改和完善现有的理论。罗蒙诺索夫重新做了波义耳的实验并得出了不同的结论。然而，拉瓦锡重新做了罗蒙诺索夫的实验，得到了一致的结论，并用代数的方式表达出来。科学受到当时社会文化、科学群体以及技术和仪器水平的影响。随着氧的发现，拉瓦锡得以推翻“燃素理论”，建立“氧化理论”，进而推导出质量守恒定律的数学表达式。随着精确测量方法的出现，科多和曼利得以以极高的精度完成了一系列化学实验，质量守恒定律也得到了科学家们的一致认可。如果学生对科学的本质有一定的看法，那么问题（2）就很容易解决。

3学生答题情况统计及分析

3.1各小题难度情况

L市2022年参加中考的考生总数为2.7万人。对全样本考生对本题各子题的答案进行统计分析（见表1）。

从表1的数据可以看出，本题总难度为0.43，属于较难的题。特别是问题（1）、（3）和（4）。

3.2各小题考查的核心知识、参考答案及典型错误

为了了解学生在解答本题过程中对每一题的具体答案，我们分析了本题的典型错误（见表2）。

根据表2的内容，可以得出以下结论：

（1）学生缺乏对核心知识和基本原理的本质理解。第（1）小题错误答案中，回答氧气或氧元素的学生较多，没有指出是参加反应的氧气或氧化汞中氧元素的质量，说明学生对质量守恒定律的理解不到位或语言表述不准确。学生只简单的认为质量守恒定律就是“反应前物质的质量等于反应后物质的质量”。

（2）学生缺乏对相似实验的差异理解。第（3）小题考查气球的作用，很多学生回答“尾气处理”、“收集气体”或“提供氧气”等答案，说明学生缺乏对科学实验的本质理解。初中阶段利用气囊进行尾气处理属于教师强调、考试常考的试题，教学中若不注意相似问题的对比教学，不注重实验原理的本质理解，只进行反复机械训练，必然助长机械记忆，惰性思维。

（3）学生科学解释和科学论证能力较弱。第（4）小题要求学生设计简明实验思路证明蜡烛燃烧符合质量守恒定律，但学生设计的思路缺乏可行性，如“用烧杯直接盖住蜡烛”，烧杯覆盖并不能形成密闭空间；或答非所问的从元素组成角度进行理论解释，而不是按照要求设计实验方案验证。

4教学建议

根据本次考试考生成绩和典型题的分析，我们对初中化学教学提出以下建议：

4.1秉承能力立意，推进素养落地

《义务教育化学课程标准（2022版）》着力转变学科教育方式，深化化学教学改革，重视核心素养导向的化学教学。重视重点学科能力考核，是考核学生核心能力的重要抓手。

在日常教学中，教师应摒弃“碎片化知识点+机械重复训练”等严重应试倾向的现象。在教学中，不仅要注重核心知识的获取，更要注重学生的知识获取能力和对现象的科学解释能力。实验探究能力等学科关键能力的培养，要更加注重分析综合、抽象概括、推理论证等科学思维能力的渗透，以及批判性思维、创新思维和创新思维的培养。决策思维能力，从而促进核心能力的真正发展。登陆。

4.2重视核心知识，推进深度教学

以价值为导向、以质量为导向、以能力为中心、以知识为基础是当前命题工作的重要理念。当前，各地学业水平考试高度重视基础，突出对基本概念、基本原理的考核，丰富对基础知识的深入理解和综合应用，引导学生注重对基础知识的深入理解。揭示科学理论的本质属性和内在联系，引导教学回归课程标准。回到课本。

在日常教学中，教师必须深入学习课程标准，理解编写教材的意图，准确把握教学内容。浙江教育版《科学》教材采用《白磷燃烧前后质量测定实验》（图1）和《氢氧化钠与硫酸铜反应前后质量测定实验》（图3）探索质量守恒，很有代表性。图1的实验代表反应过程中气压发生变化的化学反应（例如气体的参与或产生等），而图3的实验代表气压不变化的化学反应。不仅如此，图1的实验帮助学生摆脱了“蜡烛燃烧后质量减少”的误解，而图3的实验则帮助学生摆脱了“铁燃烧后质量增加”的误解。生锈”。教科书中的两个实验都构建了一个封闭系统，质量守恒定律的科学史也体现了封闭系统的必要性。然而，在日常教学中，大多数教师并没有认识到这一点，教学只是以直接灌输的形式，使得知识碎片化、肤浅，缺乏思考的深度。如果在教学时，老师首先观察蜡烛的燃烧，初步提出质量变化的假设。然后用过氧化氢产生氧气的实验引导学生思考氧气的质量，从而让学生认识到原来的假设可能存在的问题。然后让学生根据不同的假设设计实验来验证，然后结合质量守恒定律的科学史来教授科学的本质。最后，我们将其与生活现实联系起来，如钢铁生锈、蜡烛燃烧等熟悉的化学反应，讨论这些反应前后质量的变化，并根据守恒定律设计实验进行验证或科学解释。大量的。这不仅可以加深学生对质量守恒定律本质的理解，而且可以培养学生的实验探究和实证能力。

4.3精选史实材料，促进本质理解

化学教育中重视和重视化学史教育已成为化学教学的发展趋势之一。化学史上的每一个科学发现和发明都是最真实的情况。合理选择化学史材料作为试题情境，不仅能让学生了解科学的本质、体验科学思想，还能学到科学方法、形成科学态度。

在日常教学中，教师应主动接受科学史、科学哲学教育，完善自己的科学本质观，规范自己的科学语言。尝试梳理教材中涉及的化学史资料，如波义耳发现指示剂的故事、元素周期表的发展史、酸碱理论的发展史等，并将它们与教学知识有机地结合起来，不仅可以调动学生学习化学的兴趣，还可以加深学生对化学知识的理解，同时帮助学生拓宽知识领域，培养科学精神和科学方法。提高科学探究能力。化学史教育的运用不应局限于教科书提供的静态理论，而应注重分析其发生和演变过程，以理解其科学思想和科学精神。

参考

[1]胡卫平，刘守印。义务教育科学课程标准解读（2022年版）[M]高等教育出版社，2022:40-41

[2][4][5]美国科学促进会(AAAS)2061计划，全体美国人的科学[M]美国科学促进会出版物，1989：25-31

[3]中华人民共和国教育部。义务教育化学课程标准(2022年版)[S]北京：北京师范大学出版社，2022:13

[6]中华人民共和国教育部。义务教育化学课程标准(2022年版)[S]北京：北京师范大学出版社，2022:45

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