基于建模思維探析高考化學綜合實驗題的解題策略

吳秀敏

[摘要]綜合實驗題是高考的重點，更是難點。該類題型涉及的知識點多，對學生化學綜合能力要求較強，學生解題時常常無從下手。建模思維是在建立模型的基礎上，以類比、分析、概括、歸納等方式來推導、演繹出結論，可促進學生對化學知識的深刻理解和應用。基于建模思維探析高考化學綜合實驗題的解題策略，能夠讓學生把握實驗題的基本解答思路，提高解題能力。

[關鍵詞]建模思維;綜合實驗題;高考化學

[中圖分類號]G633.8[文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2020）08-0072-02

高考化學中，綜合實驗題是重頭戲，也是學生最棘手的難點之一。對于綜合實驗題的解題教學，可以通過引入建模思維，以化學模型來構建化學知識點的邏輯關系，進而幫助學生攻克學習難點，提高高考成績。

一、立足高考考情，突出建模思想的價值

1.高考考情梳理

化學綜合實驗題型的特點體現在：一是關注對基礎知識的考查。基礎知識是構成學科知識結構的基礎，對基礎知識的考查是高考化學綜合實驗題設計的指導思想。但對這些基礎知識點的考查，又非單純性呈現，而是要學生能夠運用化歸、辯證等思維，來遷移運用化學知識，解決實際問題。二是關注對細節的考查。在化學綜合實驗題中，細節的考查很關鍵，涵蓋實驗目標、實驗原理、實驗操作、實驗過程、實驗結論等方面。這就要求學生能夠運用不同的方法來定性、定量地解決問題。三是關注對化學應用的考查。高考化學綜合實驗題多依托真實的實驗情境，對學生的實驗操作能力進行考查。四是關注對學生化學創新思維的考查。化學綜合實驗題的設計，其選材對學生來說較為陌生，且在問題設置上，會用不同的考查方式，要求學生能夠認真讀題，了解實驗內容，提煉關鍵信息，找準解題方向。

2.運用建模思維的必要性

近年來，在高考改革大背景下，對于化學學科而言，其重點就是突出考查學生的學科基礎知識和應用能力。通常，對化學綜合實驗的復習，多安排在第二輪復習。此時學生對化學知識點已經基本了解，適合進行綜合性考查。但由于化學綜合實驗題題型多樣、考查內容廣泛，常常使學生感到困難重重。運用建模思維，有助于學生利用模型思路將化學實驗的抽象問題轉換為普通問題，便于學生從中把握解題規律，找準推理方法。建模思維將“原型、模型、深化”作為構建過程，聯系相關實驗原型，梳理模型思維，實現學生知識的遷移和應用，幫助學生快速構建化學原理的抽象模型，增進學生對相關實驗原理、實驗方法、實驗過程的全面認知和理解，提高學生綜合實驗題的解題能力。

二、運用建模思維解高考綜合實驗題

對建模思想的運用，教師要讓學生能夠結合綜合實驗題，把握建模思想的應用要點。

1.明確考點，掌握歸納法

對化學綜合實驗題的學習，教師首先要通過梳理考點，讓學生明確主要的考點內容。對此，可運用歸納法，從不同層面來進行梳理。以2017年全國卷第26題化學綜合實驗題為例，該題有9個問題。其中有三個問題涉及實驗儀器的考查，考查的方向有實驗儀器的名稱、用途等;有三個問題涉及實驗操作，如某操作的目的、原因等;有一個問題考查實驗的原理，如寫出該實驗的主要化學方程式;有兩個問題考查實驗結論，如結合實驗數據進行定量計算等。分析該題的考查方向，可以歸納出兩點考查要求：一是對學生化學實驗基本知識的考查;二是對學生化學實驗能力的考查。對照高考大綱要求，綜合實驗題本質上傾向于對化學實驗原理、裝置、操作方法的考查，并需要學生能夠定性或定量分析實驗數據，得出實驗結論。

2.學會建模。運用類比法

在化學綜合實驗題解題的過程中應用建模思維，學生需要把握建模方法，并通過類比法去聯系與之相近、相類似的實驗。首先，學生要閱讀化學綜合實驗題，從中梳理哪些是已知信息，哪些是未知信息，哪些是需要求證的結論。然后，通過遷移、聯想，猜測該實驗與哪些實驗具有相似性。對于綜合實驗題，第一步是粗讀，了解主要內容，梳理實驗目的，分析實驗原理。這時，學生需要結合實驗進行歸納：對于化學性質的實驗，實驗操作相對單一;對于制備實驗，會考查實驗裝置以及實驗過程中不同產物的分析;對于定量檢驗，主要是結合實驗數據進行計算、確定。針對實驗原理的探究，大多需要學生能夠回顧相關知識點，結合題干信息來進行猜測、推斷。還以2017年全國卷第26題為例，該題的核心是N的轉化流程：由銨根離子轉化為氨氣，氨氣轉化為有機氮，有機氮轉化為NH₃。H₃BO₄，再轉化為氯化銨。從這個流程來看，N元素的去向一目了然。第二步是細讀。對于實驗題，教師要引領學生細讀，讀懂題目，讀透內容，把握題目細節，特別是關于實驗裝置、實驗操作的內容，更應該準確把握其內涵。在上述綜合實驗題中，通過細讀題意，可以歸納出如下實驗流程：先做好儀器連接，再對儀器進行清洗，接著加入材料，之后進行加熱，觀察反應，并完成滴定操作。分析該實驗過程，學生需要清楚每個裝置的名稱、作用。對于不熟悉的儀器，學生要進行猜測，并根據實驗原理，完成實驗儀器的準確連接。第三步是再讀。圍繞各個提問，對實驗題目信息進行聚焦，并完成解答。建模思維的運用，就是要運用類比法對實驗中的問題進行關聯思考。

3.組織建模訓練，運用分類法

面對化學綜合實驗題，建模思維的運用還要加強解題訓練，以此強化學生的建模思想。以“水中溶解氧測定實驗”的綜合實驗題為例，根據所提供的資料，讓學生運用建模法來完成相關問題。對實驗原理的考查，主要是寫出化學方程式、離子方程式;對實驗裝置的考查，主要是說明實驗儀器的名稱及作用;對實驗操作的考查，主要有氣密性檢驗、充氮氣、無氧溶液制備、滴定等;對數據的計算考查，主要涉及溶解氧的計算方法;對實驗評價的考查，主要是分析實驗的誤差。通過對“水中溶解氧測定實驗”的綜合實驗題進行分析，讓學生從建模思維中把握綜合實驗題的解題思路，并從中鞏固化學知識點，提高解題信心。另外，對綜合實驗題的解答，很多學生存在“心里明白”，但描述不準確的問題，使得解答無主題、無重點。為此，應有針對性地加強學生解題規范性訓練，運用分類法來建構解答模板。如對實驗操作的描述，應遵循操作方法、現象描述、得出結論的陳述流程;對現象的描述，通常先說溶液，再說固體，最后說氣體;對實驗設計的描述，應先假設情境，再提出現象，最后得出結論;對原理的解釋，應先說明原理，再得出結論。如此解答，敘述規范，邏輯清晰。

化學家戴安邦提出：“化學實驗教學是化學教育的重要形式。”結合高考化學綜合實驗題的考查方向，充分運用建模思維，讓學生能夠把握綜合實驗題的基本解答思路，拓展解題視野，提高化學綜合實驗題的解題能力。