隨著新一輪課程改革的深入推進(jìn),探究性學(xué)習(xí)方式也隨之開展起來,與之相適應(yīng)的探究性試題在高考中頻頻出現(xiàn)。試題創(chuàng)設(shè)的情境較新穎,但又緊貼學(xué)習(xí)與日常生活,對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和開拓思維大有幫助。由于目前我國的高考還僅是一種紙筆考試,其對探究的考查有一定的局限性,比如在探究過程中的操作能力等無法得到考查,相關(guān)的情感態(tài)度與價(jià)值觀也難以得到有效的考查。但高考充分依據(jù)紙筆考試的考查特點(diǎn),通過不同的探究試題對考生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行了有效的考查?,F(xiàn)以2007年各地高考理科綜合能力測試卷為例來研究一下化學(xué)探究性試題在高考中的考查方式和考查趨勢。
一、探究性試題在高考中的考查方式
探究性試題在高考題中多以實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn)?;瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)習(xí)中占有重要地位,實(shí)驗(yàn)題本身就是高考化學(xué)科考查的“重頭戲”。探究性實(shí)驗(yàn)題通?!霸从诮滩摹庇帧案哂诮滩摹保越滩臑榛A(chǔ),通過重現(xiàn)、改進(jìn)或拓展教材實(shí)驗(yàn),挖掘教材內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)因素來編制試題考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評價(jià)能力。探究性試題的考查方式主要有兩種:
1.利用已知原理,探究解決未知問題
例如2007年天津高考理綜卷第28題:二氯化二硫(S2Cl2)在工業(yè)上用于橡膠的硫化。為在實(shí)驗(yàn)室合成S2Cl2,某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組查閱了有關(guān)資料,得到如下信息:
?、賹⒏稍锏穆葰庠?10℃~140℃與硫反應(yīng),即可得S2Cl2粗品。
?、谟嘘P(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下表:
■
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置圖如下:
■
?。?)上圖中氣體發(fā)生和尾氣處理裝置不夠完善,請你提出改進(jìn)意見__________。利用改進(jìn)后的正確裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請回答下列問題:
(2)B中反應(yīng)的離子方程式:______;E中反應(yīng)的化學(xué)方程式:________。
?。?)C、D中的試劑分別是____、___。
?。?)儀器A、B的名稱分別是_____、_____,F(xiàn)的作用是______。
?。?)如果在加熱E時(shí)溫度過高,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是________,在F中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是______。
?。?)S2Cl2粗品中可能混有的雜質(zhì)是(填寫兩種)______、____,為了提高S2Cl2的純度,關(guān)鍵的操作是控制好溫度和______。
解析:本題主要考查兩部分內(nèi)容:一部分考查的是氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法,這個(gè)實(shí)驗(yàn)是教材上的實(shí)驗(yàn),這部分屬于對基礎(chǔ)知識的考查。只要學(xué)生對氯氣實(shí)驗(yàn)室制法的原理,裝置,除雜等知識已經(jīng)掌握即可;另一部分考查的是S2Cl2的制備,這是書上沒有的實(shí)驗(yàn),需要考生根據(jù)題目中的信息進(jìn)行分析,解答問題。干燥純凈的氯氣通入到E后,和E中的硫發(fā)生反應(yīng)生成S2Cl2,根據(jù)信息中的數(shù)據(jù)可知S2Cl2的熔沸點(diǎn)都比較低,所以生成的是氣態(tài)的S2Cl2,氣體順著長導(dǎo)管F進(jìn)入G中,但是需要注意的是實(shí)驗(yàn)是在室溫條件下進(jìn)行的,氣態(tài)S2Cl2遇到冷的長導(dǎo)管F會變成液態(tài),最后是液體S2Cl2流入G中,沒有反應(yīng)完全的氯氣順著長導(dǎo)管進(jìn)入G,再進(jìn)入H被氫氧化鈉吸收,長導(dǎo)管同時(shí)起著導(dǎo)氣和冷凝的作用。信息提示S2Cl2遇水即發(fā)生反應(yīng),因此G和F不能直接相連,在G和F之間應(yīng)該有一個(gè)干燥裝置。S2Cl2在高于300℃時(shí)完全分解,因此反應(yīng)過程中會有副產(chǎn)物SCl2出現(xiàn)。
答案:用導(dǎo)管將A的上口和B相連(或?qū)換成恒壓滴液漏斗)在G和H之間增加干燥裝置
?、費(fèi)nO2+4H++2Cl-=Mn2++Cl2↑+2H2O■2S+Cl2 S2Cl2
②飽和食鹽水(或水)濃硫酸
?、鄯忠郝┒氛麴s燒瓶導(dǎo)氣、冷凝
?、墚a(chǎn)率降低,有固體產(chǎn)生
?、軸Cl2、Cl2、S(任寫其中兩種即可)控制濃鹽酸的滴速不要過快
2.定性實(shí)驗(yàn)定量化,深入探究實(shí)驗(yàn)原理
教材上很多實(shí)驗(yàn)是定性實(shí)驗(yàn),但稍加改進(jìn),就可以變成定量分析實(shí)驗(yàn)試題 ,既能考查學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)知識,又能考查學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決化學(xué)問題的能力,真正體現(xiàn)了學(xué)科的綜合。
例如2007年廣東高考理綜卷第22題:“碘鐘”實(shí)驗(yàn)中,3I-+S2O82-=I3-+2SO42-的反應(yīng)速率可以用I3-與加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時(shí)間t來度量,t越小,反應(yīng)速率越大。某探究性學(xué)習(xí)小組在20℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到的數(shù)據(jù)如下表:
回答下列問題:
?、僭搶?shí)驗(yàn)的目的是 。
②顯色時(shí)間t2= 。
③溫度對該反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響符合一般規(guī)律,若在40℃下進(jìn)行編號③對應(yīng)濃度的實(shí)驗(yàn),顯色時(shí)間t2的范圍為(填字母)
A.<22.0sB.22.0~44.0s
C.>44.0sD.數(shù)據(jù)不足,無法判斷
?、芡ㄟ^分析比較上表數(shù)據(jù),得到的結(jié)論是。
分析:教材上化學(xué)反應(yīng)速率是用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示的,而此題中反應(yīng)速率是用I3-與加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時(shí)間t來度量的,形式不同但本質(zhì)是一樣的,這就要求學(xué)生充分理解知識的內(nèi)涵和本質(zhì)。反應(yīng)物的濃度是化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,一般反應(yīng)物的濃度越大,化學(xué)反應(yīng)速率越大。學(xué)生對這部分知識了解得很清楚,但此題考查的不是濃度與速率間的定性關(guān)系,而是考查的濃度與速率間的定量關(guān)系。學(xué)生需要對題目中所給的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察、分析和處理,找到反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度之間的定量關(guān)系。通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比,由于實(shí)驗(yàn)⑤中C(I-)是實(shí)驗(yàn)①中的3倍而C(SO42-)與實(shí)驗(yàn)①中相同,所以實(shí)驗(yàn)⑤中的反應(yīng)速率是實(shí)驗(yàn)①中的3倍,那么時(shí)間就是實(shí)驗(yàn)①中的1/3即t2=88.0/3。一般溫度每升高10℃,速率增大到原來的2~4倍,現(xiàn)升高20℃,所以升高到原來的22~42倍,即4~16倍,實(shí)驗(yàn)③為22s,顯色時(shí)間應(yīng)為22/4~22/16,即5.5s~1.4s。
答案:①研究反應(yīng)物I-與S2O82-的濃度對反應(yīng)速率的影響
?、?9.3s ③A ④反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比(或顯色時(shí)間與反應(yīng)物起始濃度乘積成反比)
二、探究性試題在高考中的考查趨勢
探究性試題主要表現(xiàn)在研究問題的結(jié)論是學(xué)生沒有見過的,結(jié)論的獲得也不是由教師傳播的或是從書本上直接得到的,而是學(xué)生在題給的情境中,根據(jù)所研究的課題來設(shè)計(jì)方案,運(yùn)用已知的和外加的因素去設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)對象,通過假設(shè)實(shí)驗(yàn)求證等科學(xué)研究方法,最終解決問題得到結(jié)論。此類試題不僅僅是對基礎(chǔ)知識掌握程度的考查,更考查了學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。對于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新精神有很大的幫助。符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,體現(xiàn)了高考試題注重能力和素質(zhì)考查的方向,所以在近幾年的高考中多次出現(xiàn)此類試題,并且試題數(shù)目越來越多,試題類型有單一到多樣,在高考中的地位越來越重要。探究性試題成為未來高考中化學(xué)試題主流。
復(fù)習(xí)備考中還要注意以下問題:考綱規(guī)定實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法、操作步驟以及相關(guān)的操作技能,不僅是高考直接的考查要求,也是實(shí)驗(yàn)與探究的基礎(chǔ),離開了這些基礎(chǔ),即使具備了實(shí)驗(yàn)與探究的一般方法,也難以將之轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)與探究的具體操作方案。因此考綱規(guī)定的基本實(shí)驗(yàn)及技能是化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)中的最基本構(gòu)成元素。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想與方法是科學(xué)素養(yǎng)的核心要素,沒有這些思想與方法,不僅是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)難以進(jìn)行,而且實(shí)驗(yàn)的分析與評價(jià)等也將缺少方法的依據(jù)。
?。ㄘ?zé)任編輯:張華偉)