蘇華慶
摘 要:化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的特征,化學(xué)實(shí)驗(yàn)對于全面發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)有著極為重要的作用,為此,化學(xué)實(shí)驗(yàn)題在評價(jià)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)水平中占有非常大的比重。由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)題所涉及的知識面比較廣、考查形式靈活多樣、對學(xué)生的能力考查全面,因此,學(xué)生的得分率不高,是學(xué)生普遍認(rèn)為的難點(diǎn)。本文總結(jié)了高考試題的現(xiàn)狀,并針對高三的具體情況提出了詳細(xì)的復(fù)習(xí)策略。
關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué);知識的結(jié)構(gòu)化;高考實(shí)驗(yàn);教學(xué)策略
化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,化學(xué)實(shí)驗(yàn)在生產(chǎn)、科研以及學(xué)生的化學(xué)知識建構(gòu)方面均占有非常重要的地位?;瘜W(xué)核心素養(yǎng)的前3個(gè)方面“宏觀辨識與微觀探析”“變化的觀念與平衡的思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”是要求學(xué)生形成的化學(xué)學(xué)科的思想和方法,都要基于實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn),而實(shí)踐層面的“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的培養(yǎng),更要立足于實(shí)驗(yàn),因此實(shí)驗(yàn)在全國各地歷年的高考考查中必然占有重要的地位。
一、高考題對于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾楦艣r
高考現(xiàn)狀:實(shí)驗(yàn)題一般不低于24分;總體得分率較低,以天津卷為例,特別是大題得分率很難超過0.4(7.2/18)。
試題的特點(diǎn):所涉及的知識面比較廣、考查形式靈活多樣、對學(xué)生的能力考查全面。
高考命題的基本理念:依據(jù)高校人才選拔要求和國家課程標(biāo)準(zhǔn),科學(xué)設(shè)計(jì)命題內(nèi)容,增強(qiáng)基礎(chǔ)性、綜合性,著重考查學(xué)生獨(dú)立思考和運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力。2019年教育部考試中心針對新一輪課程改革制訂了《中國高考評價(jià)體系》,包括:“一核、四層、四翼”?!耙缓恕睘榭疾槟康?,即為什么考,包括立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)。“四層”為考查內(nèi)容,即考什么,包括必備知識、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價(jià)值。“四翼”為考查要求,回答“怎么考”,試題要具有基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性。
“四層”中必備知識和關(guān)鍵能力是學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)形成的關(guān)鍵所在。其中關(guān)鍵能力包括理解與辨析、分析與推測、探究與創(chuàng)新、歸納與論證。其中理解與辨析中掌握基礎(chǔ)知識、獲取有關(guān)信息;分析與推測中分析物質(zhì)的性、預(yù)測反應(yīng)現(xiàn)象、推斷反應(yīng)結(jié)果;探究與創(chuàng)新中設(shè)計(jì)探究方案、描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),評價(jià)探究方案;歸納與論證方面識別有效數(shù)據(jù)、處理轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)這些方面都是需要我們通過實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)學(xué)生的。
高考評價(jià)體系的“四翼”。基礎(chǔ)性包括基礎(chǔ)知識、基本技能、基本方法、基本操作。應(yīng)用性包括解釋生活中的現(xiàn)象、解決生產(chǎn)中問題、闡釋社會中熱點(diǎn)、解答實(shí)驗(yàn)中疑問。綜合性包括學(xué)科內(nèi)綜合、學(xué)科間綜合、方法綜合、形式綜合。創(chuàng)新性包括內(nèi)容創(chuàng)新、形式創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、思維創(chuàng)新。
二、高考實(shí)驗(yàn)題的復(fù)習(xí)策略
教師首先要清楚考什么,怎么考,為此要系統(tǒng)研究本省市實(shí)驗(yàn)題的命題立意、特點(diǎn)、所涵蓋的基礎(chǔ)知識、基本技能、研究《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對應(yīng)的水平要求、研究中國高考的評價(jià)體系。要從能力角度要清楚學(xué)生必須具備什么能力,包括審題能力,獲取信息的能力,知識遷移、應(yīng)用能力,語言準(zhǔn)確表述能力,裝置設(shè)計(jì)、繪制能力,實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及評價(jià)能力,數(shù)據(jù)處理及分析能力,數(shù)據(jù)讀取、記錄、計(jì)算及誤差分析,當(dāng)然這些能力必須要建立在扎實(shí)的基礎(chǔ)之上。
實(shí)驗(yàn)所需要基本知識和技能主要可歸納為9個(gè)方面的內(nèi)容,包括:①常用儀器;②試劑保存;③基本操作;④物質(zhì)檢驗(yàn);⑤分離提純;⑥氣體制備;⑦數(shù)據(jù)處理及分析;⑧語言規(guī)范表述;⑨實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及評價(jià)。
基本原則:在教學(xué)內(nèi)容上注重知識的系統(tǒng)性與結(jié)構(gòu)化;在教學(xué)方法上要善于設(shè)疑,激活學(xué)生的思維。要注重知識方法提升與典型題例剖析相結(jié)合。下面以語言的準(zhǔn)確描述、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及評價(jià)兩個(gè)方面為例進(jìn)行具體闡述。
(一)語言的準(zhǔn)確表述
語言準(zhǔn)確表述一般涉及4類:操作類、物質(zhì)檢驗(yàn)類、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象全面描述類、作用原因類。我們應(yīng)借助具體的情境由學(xué)生歸納總結(jié)方法和注意事項(xiàng):
1.操作類
如氣密性檢驗(yàn),先讓學(xué)生思考、討論氣密性檢驗(yàn)的一般原理,利用對密封氣體的壓強(qiáng)改變產(chǎn)生現(xiàn)象。然后讓學(xué)生總結(jié)操作的關(guān)鍵思路,即:首先密封住一些氣體→然后改變所密封氣體的壓強(qiáng)→敘述現(xiàn)象三步。
再如:如何用含少量SiO2雜質(zhì)的CuSO4固體混合物制得CuSO4·5H2O?應(yīng)圍繞:制取熱飽和溶液(加熱溶解)→趁熱過濾→降溫結(jié)晶→過濾洗滌這樣的流程進(jìn)行具體描述。
關(guān)于操作類的描述,一定要注意培養(yǎng)學(xué)生敘述時(shí)要注意實(shí)驗(yàn)操作的連續(xù)性,為此,必須將自己置身其中。
2.物質(zhì)檢驗(yàn)類
物質(zhì)檢驗(yàn)包括離子檢驗(yàn)和氣體檢驗(yàn)及有機(jī)物的檢驗(yàn)。離子檢驗(yàn)除了考慮單一離子如Fe3+Fe2+Ba2+Cu2+NH4+X-SO42-,還要考慮混合體系中離子的檢驗(yàn):如Fe3+Fe2+混合體系中Fe2+的檢驗(yàn);分析時(shí)還要考慮陰離子的影響如溶液是否還Cl-或NO3-或SO42-;SO42-SO32-混合體系中SO42-的檢驗(yàn),如天津卷2017高考題涉及,通過實(shí)驗(yàn)證明Na2SO3藥品是否一部分變質(zhì)?再如Cl-、SO42-混合體系中Cl-的檢驗(yàn)。
3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象全面描述類
讓學(xué)生思考回顧C(jī)H4與Cl2的反應(yīng)現(xiàn)象,Cu與稀硝酸的反應(yīng)現(xiàn)象,總結(jié)如何才能做到不漏?思維的有序性:描述現(xiàn)象時(shí)可以按照空間順序、時(shí)間順序、固液氣三態(tài)順序。
4.作用原因類
如礦石粉碎的原因、攪拌的原因;恒壓滴液漏斗的作用;水浴加熱的原因。在回答這方面內(nèi)容時(shí),要指導(dǎo)學(xué)生分兩個(gè)層次進(jìn)行回答,先回答這樣操作帶來的直接結(jié)果,再回答為什么要進(jìn)行這樣的操作。如礦石粉碎的原因是,增大接觸面積,以提高物質(zhì)的浸出率或加快反應(yīng)速率。
(二)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及評價(jià)
我們知道這個(gè)方面的知識包含的面非常廣,且在試題測查中經(jīng)常考到學(xué)生。因此需要帶領(lǐng)學(xué)生系統(tǒng)梳理,深入剖析。
基本原則:科學(xué)性、簡約性、安全性、綠色性。
要注意的方面:我這里列出了12項(xiàng):環(huán)境保護(hù)、防止倒吸、氣體驗(yàn)純、物質(zhì)洗滌、防止影響、重復(fù)實(shí)驗(yàn)、子經(jīng)濟(jì)、循環(huán)使用、平衡氣壓、產(chǎn)品純度、反應(yīng)速率、原理的可行性。
這些方面也是考查我們學(xué)生化學(xué)能力。在這里以防止倒吸、物質(zhì)洗滌、平衡氣壓為例展開。
1.防止倒吸
防倒吸方面,可以圍繞以下三個(gè)問題展開教學(xué):
首先讓學(xué)生回憶以前學(xué)過的防倒吸的例子有哪些?其次剖析倒吸的原因?思考防止倒吸的措施有哪些?
裝置1:用于防止熱氣體冷卻,或受熱不均勻引起的倒吸,如排水法收集O2后停止實(shí)驗(yàn)。
裝置2、3:用于防止極易溶于水的氣體引起的倒吸。如NH3、SO2尾氣的吸收。
2.物質(zhì)洗滌
物質(zhì)洗滌包括三個(gè)方面:氣體洗滌、儀器洗滌、沉淀洗滌。
(1)氣體洗滌涉及氣體的凈化。圍繞氣體凈化時(shí)試劑的選取原則是什么?氣體凈化時(shí)氣體凈化的裝置有哪些?這些裝置裝什么狀態(tài)的試劑?
原則:不與氣體反應(yīng),不引入新雜,盡量不減少被提純的氣體的量。
裝置:洗氣瓶用于裝液體除雜試劑;U形管、干燥管、硬質(zhì)玻璃管用于裝固體除雜試劑。
歸納總結(jié)??嫉臍怏w除雜方法(括號內(nèi)為雜質(zhì)),如CH4(C2H4)、CO2(HCl)、SO2(HCl)、H2S(HCl)、Cl2(HCl)、C2H2(H2S)、C2H4(SO2)。
(2)沉淀洗滌
圍繞為什么洗?用什么洗?如何洗?怎樣證明已洗凈?帶領(lǐng)學(xué)生梳理。
若要固體,洗滌沉淀的目的是除去固體表面的可溶性雜質(zhì);若要濾液,洗滌過濾所得殘?jiān)哪康氖前延杏玫奈镔|(zhì)盡可能洗出來。
我們經(jīng)??梢杂靡韵聨追N:①蒸餾水;②冷水、熱水;③有機(jī)溶劑,如酒精等;④該物質(zhì)的飽和溶液。讓學(xué)生討論分析用這些試劑洗滌沉淀的目的或優(yōu)點(diǎn)是什么。
洗滌方法:沿玻璃棒向漏斗中注入蒸餾水至水浸沒沉淀,靜置待水自然流下后,再重復(fù)2~3次。
檢驗(yàn)沉淀洗凈的方法:取最后一次洗滌液少許于試管中,滴加……溶液,若出現(xiàn)……的現(xiàn)象,說明沉淀已洗凈。
3.平衡氣壓
讓同學(xué)們分析,這些裝置為什么要平衡氣壓?又如何平衡氣壓?
一是用分液漏斗組裝反應(yīng)器或進(jìn)行分液操作(1、2),平衡氣壓的作用是便于液體順利下來;再有就是氣排液量氣(3、4、5),氣排液量氣目的是欲測得室溫,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下收集到的氣體的體積。措施是等氣體恢復(fù)室溫、調(diào)整液面高度,使左右或內(nèi)外液面相平,然后平視讀數(shù)。
總之,作為畢業(yè)班教師,為了充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的育人功能,要深入研究《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》,深刻剖析近幾年高考試題的立意、難度、問題視角、涵蓋的知識、能力考查策略;將龐雜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、主題化,筑牢學(xué)生實(shí)驗(yàn)的根基;要精心設(shè)計(jì)教學(xué),在對比中澄清知識、在問題中發(fā)展認(rèn)識,由于學(xué)生的思維活動是在他們感到迫切需要解決新問題時(shí)開始,因此在教學(xué)中還應(yīng)充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)設(shè)疑作用,使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和所學(xué)知識具體化、問題化,激發(fā)學(xué)生的積極思維狀態(tài)。在典型題例的剖析中感知策略、在探究中增強(qiáng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
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