陳蘭蘭
摘 要:在“三新”背景下,考生的綜合素質受到了更多的關注,這也無形中帶給了他們更大的壓力。隨著我國教育改革的深化,化學教師在向學生講授知識的同時,也要轉變傳統(tǒng)的教學方式,以符合高中學生的特點和實際情況的方式進行教學。每個學生都有自己的個性和特點,所以,化學教師要因材施教,調動他們的積極性和主動性,促使他們參與到化學教學中來,提高他們的學習效率。
關鍵詞:三新背景;高中化學;高考實驗題;解題方法
實驗成為學生掌握高中化學有關基礎知識的方法,其結果往往對提高學生本身的自主學習能力、操控性、邏輯思維等都具有重要意義。實驗是化學學科的重要組成部分,實驗教學的展開,不但有利于對學生本身的化學基礎知識水準加以考查,而且還能充分反映出學生本身的化學素養(yǎng)?;瘜W教師需結合化學實驗題,對學生解答實驗的技能加以培訓,促進他們解題能力的提升,使學生的邏輯思維及其創(chuàng)新能力獲得提高[1]。
一、化學實驗題解題的現(xiàn)狀分析
在“三新”背景下,高中化學實驗還存在許多難點。第一,學生缺乏對必要知識的把握。要想做化學實驗,必須先了解那些必要的知識,只有基礎知識具備了,學生才能按照最規(guī)范的程序,最保險的方法,把化學實驗做出來。不過,對于化學成績相對較差的學生來說,由于連化學的許多基本公式、化學定理都不知道,如果直接去做化學實驗,收獲自然大打折扣。即便讓學生見到了化學實驗中所提供的各類試樣,他們也會因為完全不理解這種試樣而一籌莫展。第二,實驗流程生疏。在以往的高考試卷中,化學實驗試題的占比相對較少,高中生即使系統(tǒng)地掌握了化學實驗的知識,也僅僅對之淺嘗輒止,而不是親自試驗。這部分學生掌握的實驗操作知識,或許僅僅通過觀察教師的操作步驟或是自己欣賞實驗操作的畫面來進行學習,他們本人或許沒有親自接觸過化學實驗器材。這種方法所訓練出來的學生對化學實驗本身會完全陌生,更遑論面對難度與深度都逐漸提高的全新高考化學測試了。即使有一些學校很注重化學實驗的訓練與教學,也只是對化學實驗室的實驗設備方面做出了一些必要的支持。但由于高中生的備考時間十分有限,所以,教師們往往對化學實驗的基礎課程都是能省則省,這也就造成了學生進行實驗的時間少之又少,當然也就不能熟練地運用化學實驗設備進行實驗。第三,學生缺乏化學生存知識基礎?;瘜W生存知識本身就是化學實驗技術能力的必需條件。化學畢竟是一個和現(xiàn)實息息相關的專業(yè),許多教學內容都來自日常生活中最為常見的化學現(xiàn)象。在近幾年的高考化學實驗試題中,也已呈現(xiàn)出一個逐漸向現(xiàn)實生活化情境轉移的態(tài)勢。盡管此類試卷重點考查的知識點是化學內容,但假如學生沒有掌握基本生活知識的話,就同樣不能迅速有效地解決此類問題。而學生的主要時間花在了對抽象知識理論的掌握上,他們根本不能體驗生活,缺少進一步了解世界的能力和機遇,當然也就不能了解到生活中的知識。所以,一些學生在參加某些與日常生活實際有關的化學實驗時,很可能由于沒有掌握相應的生活知識而不能掌握實驗方法和測試結論。第四,缺乏創(chuàng)造思維能力?;瘜W研究本身就是在多變的環(huán)境中去尋找一條永恒的真理,不斷創(chuàng)新對化學研究來說則更加重要。但是,許多教師和學生都認為學習化學的課程完全無須不斷創(chuàng)新,只需要對前輩的方法進行模仿和繼承便足矣。更有甚者,部分學生甚至會認為化學這門課程是一種僅需要背誦就能夠掌握的課程,以致其最后往往只會死記硬背一些化學方程式和理論。同時,出于安全等方面的考慮,教師在引導學生開展化學實驗過程中也常常是用固有的方法和規(guī)范去要求他們,而學生也就被限制在了教師們所規(guī)定的框架之內,只能嚴格遵循而不能進行改變。然而,在當前的高考變化趨勢下,化學實驗課對學生思想和能力的要求愈來愈高,仍然遵循以往的方法進行教學與訓練,自然就會落伍[2]。
二、“三新”背景下,高考實驗題的解題優(yōu)化策略
(一)構建解題模型,提高學生對實驗題的分析能力
在化學綜合實驗題求解的過程中,教師可以運用構建題目模式的思路,引導學生掌握解答化學綜合實驗問題的基本方法,利用類比方法去聯(lián)系與之近似、類似的實驗。首先,需要通讀化學綜合實驗題目,從中梳理哪些是已有資料,哪些是未知資料,哪些是必須求證的實驗結果。接著,經過遷移、聯(lián)想,推測該實驗和哪些實驗存在差異。關于綜合實驗問題,學生要掌握主要知識點,明確實驗目的,研究實驗原則,有助于提高學生對化學實驗題的解答效率[3]。
在構建解題模式的過程中,如果學生擁有相似的思維模式和解題方式,就應該參考類似的答案,以使學生在了解和運用起來時更為得心應手。例如,化學分析例題“凱氏定氮法”是一種典型的蛋白質中氮濃度檢測分析技術,其基本原理是在催化劑的作用下,用濃硫酸將有機氮轉化成為銨鹽,利用裝置對銨鹽進一步加工,然后進行滴定檢測,已知化學方程式NH3+H3BO3=NH3·H3BO3、NH3·H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3。具體的操作流程是:首先,教師引導學生根據化學學科的特點,根據學生熟悉的閱讀題的解題方法,對化學綜合實驗題的三步思考模式進行歸納和總結。第一步粗讀,快速判斷,要求學生對題干和題目進行快速瀏覽,弄清實驗的目的和原理。在本題中原理為:有機氮—NH4+—NH3—NH3·H3BO4—NH4Cl的核心物質變化流程圖。如此一來,對化學反應中N要素的去向可以一目了然。第二步認真閱讀,厘清自己的思緒,看題目時一定要重視細節(jié),把實驗器材、設備的每一個細節(jié)都要弄清楚,同時對于學生來說,可以把復雜的操作流程簡單化,有助于提高他們的理解能力。比如,在本文中就可以把操作概括成這樣的流程圖:儀器連接—清潔儀器—添加材料—加熱反應—滴定操作,清楚地說明整個反應過程。關于實驗的設置,如果題目給的是整套設備,一定要先搞清楚每個設備有什么功能。對于不懂的儀器,要大膽假設,慎重實驗;如果給的是零散的儀器設備,要能將儀器設備按照實驗原理連接成整體,在明確各種儀器設備的功能后,再進行實驗。第三,閱讀試題答題時,要將注意力集中到問題上,提出實驗結果,對實驗做出判斷。問答注重措辭的科學性、嚴密性、準確性。通過類比法建模讓學生感受到了熟練的套路,他們對原來解決陌生題時的畏懼也逐漸消失了,幫助學生在實驗時形成正確的思維習慣。明確主題,關注提問細節(jié),答案縝密,從對比到概括再到實際應用,完全幫助學生把握解題的模型。根據不同的實驗目的,實驗的注意事項不同,定性實驗要求動作簡單,現(xiàn)象明確。制備實驗要求反應速度快、副產物少,定性實驗要求操作合理、數(shù)據正確等。在實驗理論解釋方面針對試題所給材料,回顧有關的內容,了解題干中所提供的新知識的含義。一些化學理論中比較煩瑣的基本原理,可通過物質變化流程圖反映出產物變化狀況。
(二)注重化學本質,增強學生對實驗題的解題意識
學生應當有對化學試題加以了解?;瘜W雖說是一個系統(tǒng),但經過仔細深刻的了解,可以把化學相關的試題加以分門別類,各個擊破,找出最有可行性的辦法。讓學生在教育核心素養(yǎng)的背景下,結合舊知識分析現(xiàn)象,掌握解決問題的能力,對新知識、新信息進行理解、加工,運用化學實驗,提出更高的要求。所以,學生只有對每一道化學題的本質有所判斷,才能更有效率地解題,才能為今后的教學奠定基礎[4]。
化學實驗的關鍵考點涉及對原料的化學處理,對反應溫度的把控,對物料的分離與提純以及對化學方程式編寫的考查等。例如,在“醋酸亞鉻(CH3COO)2Cr·2H2O是一種難溶于冷水、易溶于酸的磚紅色的晶體,在氣體分析中作為吸氧劑使用。一般制備方法是先用金屬鋅做封閉體系中的還原劑,將三價鉻還原成二價鉻,再用醋酸鈉溶液作用,得到醋酸亞鉻”的化學實驗題中,教師提出問題,在實驗中所用的蒸餾水,需要在煮沸后迅速冷卻,此目的是什么?都是為了什么?針對這種情況,教師應該指導學生分析醋酸亞鉻(CH3COO)2
Cr·2H2O的特性。因為醋酸亞鉻(CH3COO)2
Cr·2H2O很容易氧化,所以,應該盡量避免與空氣的直接接觸,實驗中所用的蒸餾水,為了消除水中的溶解氧,都需要在煮沸后迅速冷卻,通過儀器的內部構造表明儀器a為一滴液容器。教師再提出問題,儀器c的內部放入足夠的氯化鉻和鋅粒固體,然后再向其中加一點兒蒸餾水,之后再連接好的器具,先封閉閥門K3,再打開閥門K1、K2,此時c內部同時有氣體存在,這些物質的化學作用是什么呢?讓學生寫鋅和鹽酸反應的化學方程式,說明鋅可以與鹽酸作用生成氫氣。由于容器中存在氣體,將Cr2+氧化,所以,氫氣也有可以消除c內部氣體的功能。了解相關化合物的特點與研究原理,尤其是對題目內涵的提煉與運用是題目的關鍵點。
(三)鞏固化學知識,培養(yǎng)學生對實驗題的遷移能力
在化學知識中通常會講述化學實驗的基本原理和經典方法,但不能面面俱到地講述各類功能的具體實驗運用。這會使一部分學生在學習過程中形成了思想定式,錯誤地認為只能進行這樣的練習就不能進行那樣的練習。高考化學實驗題設計出了一系列適合普通教科書中實驗基本原理,但又從未發(fā)生過的具體實驗操作,既有助于學生鞏固化學知識,突破學生的思維定式,又能培養(yǎng)對實驗基本原理的遷移學習能力,開闊了學生的眼界[5]。
化學教師往往需要協(xié)助學生在高考備考中夯實化學練習所必需的基礎知識,而學生對基本要素的認知、結構及其化學特性的認識,則是其中最重要的內容。例如,當學生還在學習鞏固“鐵及其化合物”的基礎知識時,教師要讓學生知道鐵是什么、鐵元素有什么特點。鐵的原子序號為26,鐵單質化學式的重要金屬成分:Fe,通常為白色或帶強烈金屬光澤的銀白色純鐵。Fe具有較高的熔點和沸點,在強酸和中強酸中均可溶解,在水中不溶。鐵主要有0、+2、+3、+4、+5、+6價,其中常用的是+2、+3價,+4、+5、+6等價是比較少見的。使學生認識到化學元素是所有化學實驗的出發(fā)點,是組成整個化學學科最基本的單元。而化學的特性又是所有化學實驗開展的基礎。學生在復習中,對于有關化學元素和化學特性的知識點,務必要將每一個知識點都能熟練掌握。而除去化學元素之外,化學基礎也是化學實驗備考的重中之重。化學基本原理是所有化學實驗題的核心,是解開化學實驗題的鑰匙。教師要指導學生認真學習化學基本原理?;瘜W原理除了要求學生背誦以外,還要求他們理解,唯有明白了化學原理才能懂得如何將其運用到化學實驗題目中。比如,學生只有熟悉了“Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2”的鐵氧化還原反應方法,才能了解Fe2O3物質的合成過程及其溶解奧秘。許多化學品的反應都和氧化還原的基本機理相關,學生在熟悉了氧化還原反應的基本原理之后,還可以進行化學知識遷移?;瘜W理論以課本為基礎,教師可通過化學課本,對中學時期所涉及的有機化學基本原理進行結構化歸納,便于培養(yǎng)學生的綜合實驗思維。
(四)挖掘實驗題型,提高學生對實驗題的解決效率
實驗題往往對培養(yǎng)學生本身的自主學習能力、操作、邏輯思維等都具有重要性,且實驗更是化學試卷的主要組成部分。教師通過在化學題目中挖掘多種類型的實驗題,對學生解答化學實驗試題的技能加以培訓,促使他們解題能力的提升,使他們在自己的邏輯思維及其創(chuàng)新能力獲得高效培養(yǎng)的過程中,實現(xiàn)解題效率的提高。
實驗題型一般分為觀察類、制備型、基本操作、原理結構類等,或者綜合性化學實驗題,分別考查學生對化學實驗的基本原則、目的的具體把握狀況,或者對化學實驗儀器的正確用法進行考查。例如,利用觀察的化學實驗題,學生可以解決“通過H2還原WO進行金屬W的制備的裝置,Zn粒中通常含有硫等相關雜質,焦性沒食子酸溶液運用于吸收少量的氧氣,下述說法正確的是哪一個?A.①、②、③內分別含有KMnO4四水溶液、濃H2SO4、焦性的沒食子酸水溶液。B.管式爐升溫前,將試管在④內吸收適當?shù)臍怏w點燃,然后通過聲音對空氣純度進行評估。C.在完成反應的最后時刻,要將活塞K關閉,而后立即停止升溫加熱。D.裝置Q也可以做二氧化錳與濃鹽酸化學反應,制取氯氣”該類的實驗題。在這個題目中,需對實驗的目的進行充分介紹,重點關注儲氫材料制備和提純,同時對實驗項目進行綜合考察,A選項是對儲氫材料的提純進行考查,由于兆能電子粒中存在硫雜質,這樣就可能產生氫巰基物質,可利用KMnO4水溶液除去,設備內部也會有一些空氣,可利用水溶液吸附其中的空氣,而儲氫材料中的混合水蒸氣可利用濃硫酸吸附。其正確的次序是KMnO4溶液、高焦性的不食子堿溶液、濃H2SO4,所以,A答案是錯誤的。選擇B項主要是為了對儲氫材料純度進行考查,根據氫氣爆炸時發(fā)出的聲音進行分析,而且儲氫材料的爆炸聲越來越尖銳,其純度也越來越低,B選項正確。C選項主要是對實驗后的特殊作用進行考查,根據實驗目的,必須先升溫再通入氫氣,使W在儲氫材料中完全凍結,且不會氧化,故C選項錯誤。選擇D主要是為了對實驗設備的使用情況加以考查,因為二氧化錳與濃鹽酸的反應中需要迅速升溫,而在加溫狀態(tài)下,又無法使用啟普發(fā)生器,故該選擇錯誤。關于實驗室作業(yè)及其基礎的化學實驗問題通常在中學階段的化學實驗題中占有主要地位,其要點在于對其化學基礎知識及其實驗的基礎、掌握程度、操作步驟等進行檢驗。如“制取與純化乙酸乙酯教學實驗中,作業(yè)中沒有觸及的部分是什么?”本題首先是對化學實驗操作的基本教學內容進行考查,學生需確定制取醋酸乙酯時所用到的實驗用具與要求,根據化學課本的知識,在實驗中通過以濃硫酸鈥為反應催化劑,經由醋酸與酒精所進行的酯化反應速度而產生醋酸乙酯,但是,由于產生物當中常常帶有雜物,需繼續(xù)實行純化,而通過分液實驗把醋酸乙酯和碳酸鈉溶液進行分離則是完全沒有觸及的。
(五)拓展化學知識,優(yōu)化學生對實驗題的創(chuàng)新思維
化學研究實驗本質上正是在不斷變化的流程中去尋找永恒的真相,所以,技術創(chuàng)新相對化學研究實驗來說就變得尤為重要。然而,也有許多教師和學生覺得學習化學的整個過程中完全不用追求創(chuàng)新思想,只需要對先人的成功經驗進行效仿和傳承就可以了。然而,在當前的高考考試趨勢當中,化學實驗題目對學生創(chuàng)新思維和能力的要求也比較高,適當?shù)赝卣够瘜W知識,將有助于提升學生的化學知識水平[6]。
從新課改推行至今,高考化學的出題方式始終堅持著與時俱進。在化學實驗題上,學生也需要注意化學領域的熱點話題,結合專項實驗解題能力。另外,教師們還可以把優(yōu)秀的科研成果帶到化學課堂上。比如,對于新型石墨烯材料的大力推廣使用,均屬重要的科研成果。石墨烯物質是由碳原子按照特定次序的排列所構成,也可從碳原子開始,或者從石墨烯材料的相關物質開始,展開化學實驗研究。學科熱點歷來都是高考中拉開成績的關鍵,出題方法也具有很大彈性,教師和學校必須對這一塊兒格外重視。此外,學生也少不了化學實驗題的解題練習。比如,在高考試題中,教師規(guī)定學生讀題目時,就需要先去除題干中第一句多余的內容,然后再提取重要數(shù)據如“混凝土中富含CaO、SiO2,以及鐵、鋁、鎂等金屬的氧化物”,需要“檢測鈣含量”。而按照需要,教師們可以提供兩種方法:一是分離出鈣元素,二是分解出其他化合物。學生在結合題干后,認為題干中存在未知因素,所以第二種思路不能有效,但可以采用第一種思路。以后,也可從第一種思路出發(fā)。解題思路流程訓練,旨在幫助學生解除面對化學實驗習題無從下手的難題,提高解題效率。教師也會在現(xiàn)場課堂上通過自己實驗去細化化學實驗題回答過程。在具體回答過程訓練中,學生可以按照教師提供的過程去寫下對具體問題回答后的相應信息。
結束語
文章立足于“三新”背景展開分析,對化學實驗題的現(xiàn)狀進行了分析,最后提出“三新”背景下化學高考實驗題的解題策略,具體從以下五個方面展開論述,分別為構建解題模型,提高學生對實驗題的分析能力;注重化學本質,提升學生對實驗題的解題意識;鞏固化學知識,培養(yǎng)學生對實驗題的遷移能力;挖掘實驗題型,提高學生對實驗題的解決效率;拓展化學知識,優(yōu)化學生對實驗題的創(chuàng)新思維。這些舉措旨在提升學生的實驗題解題能力,培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)。
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