新高考下高中化學實驗教學的設計及實施研究

趙春宇

摘 要：新高考下高中化學實驗教學活動應有所變革，既要注重基礎知識的講解，又要注重學生關鍵能力的培養，使其能夠靈活運用所學，以科學的態度，靈活地解決一些新的實驗問題，促進其核心素養更好的提升，更好地滿足新高考要求，在高考中取得理想的成績。本文基于對新高考背景的解讀，探討高中化學實驗教學的設計與實施，以供參考。

關鍵詞：新高考;高中化學;實驗教學;設計;實施

實驗是高中化學的重要構成內容，是新高考的必考知識點。為落實新高考要求，給實際的教學活動提供針對性的指導，應做好有關文件內容的學習，把握新高考對實驗教學工作提出的新要求，充分吃透其精髓，對實驗教學工作進行針對性的設計，并積極尋找高效的實施策略，不斷提升學生的學習體驗，拓展學生的實驗學習深度，為教學目標的順利達成、學生核心素養的提升奠定堅實基礎。

一、新高考背景概述

黨的十八大和十八屆三中全會提出的關于立德樹人的要求落到實處。2014年印發《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》將提出與明確各階段學生核心素養作為重要內容。核心素養課題組歷時三年集中攻關，確定核心素養相關內容，并研制完成高考評價體系。其中《中國高考評價體系》和《中國高考評價體系說明》是高考評價體系研制成果的凝練和結晶，為新高考工作的穩步推進提供堅實保障。與此同時，教育部啟動高中化學學科課程標準修訂工作，明確了化學學科核心素養內容，給高中化學教學活動的實施提供良好依據。

對新高考背景下相關文件內容的研讀可知，新高考將培養學生核心素養納入核心。從實施新高考的省份來看，高考試卷很好地體驗了核心素養內容，凸顯“基礎性、綜合性、應用性、創新性”特點。

二、新高考下高中化學實驗教學的設計原則

為深入貫徹新一輪課程改革精神，將核心素養培養工作落到實處，新高考下高中化學實驗教學活動應做好認真的設計，尤其應注重以下原則的落實：其一，基礎性原則。學生必備品格與關鍵能力的形成建立在對基礎知識牢固掌握上，因此高中化學實驗教學時應從整體上把握實驗內容，將基礎知識劃分成合理的板塊，如實驗試劑板塊、實驗儀器板塊、實驗原理板塊、實驗操作板塊。其中實驗試劑板塊主要講解相關化學試劑的物理化學性質、保存方法、操作要求等內容。實驗儀器板塊講解常見實驗儀器的名稱、操作方法、校驗方法等。實驗原理板塊講解高中階段相關實驗的原理，使學生把握相關實驗步驟、實驗細節、誤差分析等。實驗操作板塊則為學生提供動手操作的機會，使學生感受實驗過程、進行實驗討論，深入對實驗內容的理解，實現實驗能力的提升。其二，引導性原則。這里的“引導”既指將實驗教學向提升核心素養方面引導，也包括實驗過程中圍繞重點、難點知識對學生進行引導，幫助學生更好地理解與掌握實驗知識，增強其實驗學習的自信心。其三，創新性原則。設計高中化學實驗教學內容時為更好地鍛煉學生的能力，應基于學生現有實驗知識儲備，對相關的實驗內容進行整合、創新，提高化學實驗教學趣味性，拓寬學生視野的同時，更好地鍛煉其遷移所學解決問題的能力。

三、新高考下高中化學實驗教學的具體設計

在認真學習新高考下各類文件內容的基礎上，綜合分析與新高考有關化學實驗習題，得出其具備以下特征：其一，創新性。新高考中的實驗習題情境較為新穎，多與人們的生產生活相關，一來凸顯化學知識在社會發展中的重要性，二來能很好地檢驗學生的學以致用能力。其二，基礎性。實驗習題一般涵蓋較多的小問，其中對基礎知識的考查占有較高比例。如考查實驗操作環節、實驗儀器名稱、尾氣處理、實驗儀器氣密性的檢驗等。其三，綜合性。實驗習題考查的知識點多，幾乎能夠涵蓋高中階段多數的重點知識。部分問題難度較大，對學生綜合分析問題的能力要求較高，具有一定的區分度，體現了高考選拔性考試的特點。另外，注重學生關鍵能力的考查。學生只有牢固掌握基礎知識，理解實驗情境，吃透實驗原理，靈活地遷移所學，進行嚴謹的推理，才能得出正確結果。基于此，結合學生學習實際以及具體教學內容，專門設計以下實驗情境要求學生思考、作答：

氟碳鈰礦的主要成分為CeFCO3，是提取稀土元素的重要原料。氟碳鈰礦的冶煉工藝流程如圖1所示：

已知：①+3、+4是鈰的常見化合價。流程圖中“焙燒”后生成CeO2與CeF4;②三價稀土元素易進入溶液，四價鈰不易進入溶液;酸浸Ⅱ中發生的反應為：9CeO2+3CeF4+45HCl+3H3BO3=Ce（BF4）3↓+11CeCl3+6Cl2+27H2O;③溶液中Ce3+的濃度不足10-5mol/L時可認為完全沉淀。

回答以下問題：

（1）①焙燒氟碳鈰礦的目的為________;②焙燒產生的CeO2是汽車尾氣凈化催化劑的重要成分，其在還原、氧化氣氛中能夠供氧、耗氧。消除尾氣中進行著CeO2=CeO2（1-x）+xO2↑（0≤x≤0.25）的循環，則CeO2消除CO尾氣的化學方程式為：______。

（2）在酸浸Ⅰ中使用鹽酸浸出時發現有少量的鈰進入到了濾液中并產生了黃綠色氣體，則發生的離子方程式為：____________________________。

（3）向Ce（BF4）3中加入KCl溶液的目的是______。

（4）操作Ⅰ的名稱為______;操作Ⅱ中使用的硅酸鹽儀器為________。

（5）“操作Ⅰ”后為得到Ce（OH）3沉淀，需要向溶液中加入NaOH溶液調節PH值。常溫下溶液的PH應大于____，則可認為Ce3+已沉淀完全。其中Ksp[Ce（OH）3]=1.0×10-20。

（6）上述操作后共獲得5g的Ce（OH）4產品，將其溶于酸后向其中加入含有0.033molFeSO4的溶液，當Ce4+被全部還原成Ce3+后，使用0.1mol酸性高錳酸鉀溶液滴定至終點，共消耗標準溶液20mL，則該產品中Ce（OH）4的質量分數為____（已知Ce4+的氧化性強于高錳酸鉀，Ce（OH）4的相對分子質量為208）。

該實驗習題的設計靈感來源于教材，而又高于教材。設計的問題涵蓋的知識面較廣，即需要學生結合所學，又需要學生運用給出的已知條件進行分析。其中問題（1）（2）（3）（4）考查了實驗操作、實驗儀器、實驗原理等知識，看似較為基礎，但要想正確作答需要充分利用給出的已知條件。問題（5）（6）考查學生的計算能力，并融合“溶液滴定”實驗知識，綜合性強。

四、新高考下高中化學實驗教學的實施

在進行上述實驗內容教學中，為起到鞏固學生所學，增強學生自信，鍛煉學生能力，提升核心素養的目標，采取以下授課策略：

（一）預留空白，引導學生回顧所學

講解該實驗內容前預留5分鐘左右的空白時間，要求學生迅速瀏覽實驗習題，對實驗內容有整體把握，尤其認真閱讀設計的問題，明確各小問考查的知識點。在此基礎上認真回顧對應的知識點以及日常學習中積累的解題經驗，激活實驗思維。如問題（4）考查固液分離，萃取知識，其中萃取使用的硅酸鹽實驗儀器燒杯和分液漏斗。教學中通過預留一定的空白，先要求學生回顧所學，有助于學生做好充分的心理準備，提高其回答問題的針對性，鞏固其所學知識的同時，能夠很好地暴露出學生在實驗學習中的不足，使其能夠在課下及時地進行復習，及時堵住知識漏洞，更為全面地掌握實驗知識。

（二）注重互動，啟發學生把握細節

為使學生盡快地找到正確的解題思路，避免挫傷學生的思考熱情，課堂上應注重與學生積極互動，通過互動啟發其更好地把握具體的細節，充分挖掘習題中的隱含條件，積累相關的技巧。針對上述實驗問題可設計如下互動問題：“1.怎樣利用題干中給出的已知條件？2.書寫化學反應方程式、離子方程式應注意哪些問題？3.計算時除依據化學反應方程式還應注重哪些思想的應用？”通過設計上述問題啟發學生重視給出的已知條件，能夠從已知條件尋找解題的突破口。同時，在書寫化學反應方程式、離子方程式時關注物質的狀態，保證書寫的正確性。另外，進行計算時善于運用電子守恒、質量守恒思想以達到簡化計算的效果。

（三）重視鼓勵，要求學生嚴謹推理

上述實驗內容教學活動中，為更好地鍛煉學生的能力，使學生養成良好的分析實驗問題的習慣，應注重結合學生在課堂上的表現，給予學生鼓勵，使其樹立必勝的信念，成功回答習題的自信心，尤其當學生正確地回答出了相關問題時，應適當地提出表揚，使其再接再厲。在解答上述習題時提倡學生獨立思考，詳細地寫出解題過程。如此才能更好地暴露出其在實驗學習中的不足，為其在課下開展針對性的復習活動提供良好的指引。另外，為保證學生在解題的過程中能夠進行嚴謹的推理，鼓勵學生在回答每一問時都應有充分的依據，以保證最終結果的正確性。

結束語

新高考下開展高中化學實驗教學工作時應在學習、研究相關文獻內容的基礎上樹立明確的目標，把握新高考對高中化學實驗教學工作提出的要求以及主要考查方向，立足課本中的實驗內容，對相關的實驗進行巧妙的整合，設計出新穎的實驗問題情境，尤其注重將核心素養融入實驗情境中，使學生通過實驗習題的作答，更好地掌握高中化學實驗知識，核心素養能夠得到進一步提升，順利地完成新高考下的教學目標。

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