從高考視角看挖掘課本實驗價值,培養化學思維素養
作者:王海燕
發布時間:2018-10-16 09:53:13 來源:陜西教育報刊社
實驗是化學研究的主要手段,有些實驗受試劑濃度、實驗溫度等條件的影響而達不到預想結果,有些實驗準備比較費時,互聯網上中學化學實驗的視頻呈現方式又豐富多彩,故而很多實驗也就成了邊看視頻邊講實驗了。由于學生缺少動手實驗的過程,從而出現實驗思維的缺陷。化學思維并不是以現成結論的形式出現在教材中的,而是內隱于實驗事實,基本概念、化學反應原理等具體的化學知識及其體系中,并隨著知識層次的推進而不斷發展深化。有些“事實”單純從表面理解無可非議,但從實驗角度探究時,就有“拔出蘿卜帶出泥”的感受,也正因為這樣,才能不斷提升學生的思維認識,培養其思維素養。下面就從近幾年高考實驗試題的視角談起。
一、重視課本實驗的“邊緣問題”,增加思維的深度和廣度
縱觀近幾年全國卷及各地高考化學實驗題,考查內容都源于課本教材,情景熟悉,有親和性,但考題的命題角度又是平時“常見而不思”的問題。
如2017年全國Ⅱ卷28題考查了[Na2S2O3]溶液使用前需標定,標定前配制該溶液時需要的玻璃儀器有哪些。這樣的命題視角,有其獨特之處,使人眼前一亮。這樣的“邊緣問題”在以往高考試題中也多次出現。如2012年浙江高考題8(6)題,考查了粗產品蒸餾提純時,溫度計水銀球不在蒸餾燒瓶支管口處,高一點或低一點會收集到怎樣的餾分。再如2013年全國Ⅰ卷26題:給液體加熱時忘記加碎瓷片,應如何操作的問題。這些試題的命題角度都切中“要害”,教學中教師更多地強調學生“要怎樣做”,而缺少引導學生深入思考:“為什么要這樣做?”“不這樣做的后果怎樣?”“怎么糾正?”由此啟發學生對課本的每個實驗都要思“前”想“后”,要從實驗原理、試劑和儀器的選用及操作細節的要求等方面,從識記層次上升到理解應用層次,增加思維的深度和廣度。
二、重視課本實驗的改進創新,提升思維的發散性和完整性
近幾年高考題基本上是無機背景下的物質制備、檢驗、除雜的綜合考查題,試題背景不陌生,題型相對穩定。如2018年全國Ⅱ卷27題中探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產物的實驗設計;2016年全國Ⅰ卷26題考查了收集一瓶干燥氨氣的連接順序;2015年全國Ⅰ卷26題驗證草酸晶體分解產物的實驗設計。這些考題無不體現出對實驗來龍去脈的完整認識,以及語言組織能力,體現思維的發散性。
筆者在《中學化學教學參考》2016年第8期上看到張秀球等老師對2016年全國Ⅰ卷的分析報告,報告中給出2016年26(1)②題的正確率為16.8%,難度系數0.168。有2015年的高考真題作為范例,經過一年的備考,2016年該類型的題的難度系數還如此之低,充分暴露出學生“模仿性學習”的缺陷和“理解性學習”的缺失。可見在教學中,要從課本的基礎實驗入手,并以此為生長點,從裝置到試劑演變出多種形式,以發展學生的思維。
三、重視課本實驗的合理整合,提升思維的融合性和深刻性
中學課本實驗有驗證、探究、制備、分離提純等多種形式,這些實驗又有定性、定量之分。這些實驗都是建立在物質性質的基礎上,以物質變化為必要條件,同時伴隨著反應的方向和限度,反應中的能量、數量變化。故而實驗的設計完全可以跨越知識模塊進行整合。這一點在2016年北京的高考試題里得到充分體現。該組合實驗將課本選修四P26實驗2-5和選修五P52實驗3-2進行整合,將化學平衡內容與[K2Cr2O7]的氧化性巧妙聯系在一起,既基礎又有新意。考查了學生分析整合信息的能力,同時也提升了學生思維的融合性。
平時教學中我們也可將課本不完善的實驗進行整合。如人教版必修二P74實驗3-3中將乙醇催化氧化生成乙醛,判斷乙醛生成的方法是通過聞氣味的方法。其實課本這樣的設計可信度不夠,因為乙醇也有味,若將產生的乙醛蒸汽通入盛有銀氨溶液的試管中,然后水浴加熱,看是否有銀鏡出來。這樣的組合實驗可以“一箭雙雕”,即證明了乙醇被氧化成了乙醛,又證明了乙醛有還原性,可被銀氨溶液氧化。在對比中提升了學生的化學思維品質。
四、重視實驗意外,規范實驗操作,提升思維的嚴謹性
做實驗有時因為操作失誤造成意外,有時并非失誤,而是看見了“意外”,這些“意外”都要引起重視,成為教學的生長點。如“倒吸”引起試管炸裂,溶液加熱忘加碎瓷片而引起暴沸使溶液噴出,這些都要有意識在課堂上“犯錯”起到警示作用。但有些實驗操作的意外,卻蘊含著重要的知識信息,高考經常利用實驗的意外現象進行命題。如2016全國Ⅱ卷28題中向盛有[H2O2]溶液的試管中加入幾滴酸化的[Fecl3]溶液,溶液變成棕黃色,一段時間后,溶液中有氣泡出現,放熱,隨后有紅褐色沉淀生成。溶液中出現氣泡和紅褐色沉淀本身就是實驗的一個“意外”。筆者曾在課堂上演示酯化反應出現了“意外”,這個“意外”是反應結束時看到飽和碳酸鈉溶液表面出現了一層油狀物質,結果震蕩試管后油層消失了,原因何在?原來是熱的[Na2CO3]溶液水解較大,生成的[NaOH]使乙酸乙酯水解了,生成了可溶的乙醇和乙酸鈉,故而油層消失。這個“意外”也有“意外”收獲:不可用[NaOH]溶液提純乙酸乙酯;冷卻后再震蕩試管,就不會出現油層消失,只會稍稍減少了。這些實驗“意外”是很好的教學素材,使學生切身感受到實驗中控制反應條件,合理選擇試劑,規范實驗操作的重要性,提升學生實驗思維的嚴謹性。
總之,化學教學離不開實驗,在實驗中使思維活躍起來,具體知識是化學思維素養形成的載體,實驗是化學思維素養形成的橋梁,化學思維素養又通過實驗使具體知識得以升華,故而要深入挖掘課本實驗價值,培養學生的化學思維素養。
作者單位 西安市鐵一中學



