新高考化學實驗試題分析及教學策略研究

劉志平 梁鳳燕 湯希雁

【摘 要】實驗試題是高考試題的重要組成部分，文章以2022年新高考背景下五套化學試題的實驗內容為對象，從分值及其呈現形式、考查內容及其認知水平、學科素養等方面進行了對比，分析新高考化學試題命制特點，并提出實驗教學建議，以期為新高考化學實驗教學及實驗研究提供參考。

【關鍵詞】高考化學 化學實驗 備考策略

【中圖分類號】G633.8 ?【文獻標識碼】A ?【文章編號】1002-3275（2023）06-29-03

化學是一門以實驗為基礎的學科，縱觀歷年高考試題，實驗試題是高考試題的重要組成部分。在新高考背景下對高考實驗試題進行分析，把握試題特點和考核的關鍵能力，對于準確把握高考命題方向，培養學生實驗問題解答能力有著重要意義。本文選取了2022年高考全國甲卷、乙卷和三套自命題卷（廣東卷、湖南卷和浙江卷）所考查的化學實驗試題進行對比分析。

一、高考化學實驗試題分析

（一）分值權重及其呈現方式

五套試題對于化學實驗內容的考查題型均包括選擇題和實驗綜合題，分值為18～21分。自命題卷中單項選擇題相對于全國卷數量較多，但單題賦分減少，湖南卷選擇題首次出現了不定項選擇題。化學實驗試題以不同的情境材料為載體，采用文字表述、裝置圖、流程圖、圖表四種形式呈現。

（二）考查內容及其認知水平

根據《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》，可將高考化學實驗試題的考查內容分為以下四個部分：①常見實驗儀器及使用操作、用途等（記憶認知水平）；②物質的制備、鑒別檢驗、除雜、分離提純（理解認知水平）；③描述或解釋實驗現象、分析處理實驗數據（綜合應用與分析認知水平）；④實驗評價或實驗方案設計（評價與創新認知水平）。將五套高考化學實驗試題所考查的具體內容與認知水平進行統整分析，結果如表1所示。

由表1可知，常見實驗儀器名稱、選擇、用途，以及實驗基本操作、評價等化學實驗基礎知識和基本技能是高考化學實驗試題的必考內容，實驗原理方程式的書寫、實驗現象的描述、實驗目的和結論的分析評判也是高考化學實驗試題的熱點內容。五套高考化學試題的考點和題型整體上體現了高考化學試題的基礎性。此外，廣東卷增加了學生繪制滴定曲線圖的內容，廣東卷和湖南卷分別考查了滴定計算和產品質量分數的計算，對學生的綜合能力要求更高，充分體現了新高考的創新性。

高考化學實驗試題對學生認知水平的考查主要集中在記憶、理解、綜合應用與分析這三個認知水平，廣東卷和浙江卷試題對評價與創新認知水平有所重視，這體現了自主命題卷對學生綜合能力的要求更高。

（三）化學學科核心素養的考查

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》要求高考試題落實化學學科核心素養的考查。下面以全國乙卷的一道選擇題和一道綜合題為例進行分析。

由實驗操作和現象，可得出相應正確結論的是（選擇題例題，試題材料略）：

這道題通過實驗操作、實驗現象、實驗結論的描述來判別正確的選項，所涉及的四個不同的實驗命題素材兩個來自元素（鹵素）、糖類的性質，兩個來自生活方面的物質（油脂、聚乙烯薄膜），充分體現了考查內容與生活、技術、科學等的融合。實驗操作及現象的判別需從微觀視角探析反應的實質，其核心素養的考查落在“宏觀辨識與微觀探析”“科學探究與創新意識”兩個方面。

二草酸合銅（Ⅱ）酸鉀（K2［Cu（C2O4）2］）可用于無機合成、功能材料制備。實驗室制備二草酸合銅（Ⅱ）酸鉀可采用如下步驟（綜合題例題，試題材料略）：

這道題以二草酸合銅（Ⅱ）酸鉀（K2［Cu（C2O4）2］）的實驗室制法為試題背景，以制備工藝為主線設置問題，考查了儀器的辨識與選擇、溶液配制、分離提純、硫酸銅晶體和草酸鹽的性質、實驗操作方法選擇及分析評價、水浴加熱、溶液結晶、實驗原理方程式的書寫等化學核心知識。其中每個小問所體現的化學核心素養如下：第（1）問以配制硫酸銅溶液所需的實驗儀器，考查學生對化學實驗的觀察和儀器辨識的能力，落實“宏觀辨識與微觀探析”“科學探究與創新意識”素養的考查。第（2）問以久置CuSO4·5H2O中出現少量白色固體的原因，考查學生語言表達、分析與解釋化學實驗現象的變化，并根據分析結果得出實驗結論的能力，落實“宏觀辨識與微觀探析”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”素養的考查。第（3）問以實驗中間產物的推斷，考查學生綜合分析實驗的能力，落實“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”素養的考查。第（4）問以原料配比為1.5：1的H2C2O4和K2CO3固體反應原理方程式的書寫，考查學生多角度地分析問題與解決問題的能力以及計算能力，落實“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”素養的考查。第（5）問、第（6）問和第（7）問分別以防止H2C2O4和K2CO3反應過于劇烈而造成液體噴濺的具體操作方法、反應加熱方式的選擇和從溶液中獲得晶體所需的一系列操作，考查學生應具備的化學方法、實驗操作的能力，落實“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”素養的考查。

在統整分析中發現，五套高考化學試題中化學實驗部分對于化學核心素養的考查情況大體一致，其中“科學探究與創新意識”素養考查頻次最多，這與《中國高考評價體系》中對關鍵能力考核的要求相符合；對于“變化觀念與平衡思想”素養的考查比較少，這與實驗試題的特點有關，一般是化學反應速率及平衡常數方面的小題考查這一素養。另外，無論是全國統考卷還是自主命題卷，對于“證據推理與模型認知”素養的考查也相對較多，充分體現了當前高考對于學生分析推理、建模能力的重視。

二、高考化學實驗試題的命題特點

（一）以情境素材為載體呈現

五套高考化學實驗綜合試題均注重以真實情境為載體，并基于情境創設問題，讓學生切身感受化學知識的實際應用。高考化學試題情境素材主要來源于日常生活、工業生產、實驗室物質性質與制備等方面。例如全國甲卷第27題的情境素材為“工業生產的硫化鈉含雜質，用95%乙醇重結晶純化硫化鈉粗品”，以此情境為載體考查學生實驗室制備物質的能力，落實對學生“科學探究與創新意識”素養的考查。

（二）以實驗基礎知識為重心

五套高考化學實驗試題均包含實驗儀器和裝置、實驗基本操作和技能、實驗現象描述和解釋等實驗基礎知識的考查。例如全國乙卷第27題考查了配制硫酸銅溶液所需的儀器、硫酸銅晶體的性質、水浴加熱、溶液結晶的系列操作過程，涉及元素化合物知識和重要的化學實驗。浙江卷第30題考查了醋酸溶液的配制、容量瓶的使用等知識。湖南卷第15題考查了裝置作用、沉淀完全的判斷方法、過濾操作的儀器選擇等知識。實驗基礎知識與基本技能是學生進行實驗探究的前提和條件，試題注重考查基礎知識、基本技能和操作，體現了化學學科本質。

（三）以化學關鍵能力為突破

關鍵能力是核心素養的重要組成部分。化學關鍵能力包括“理解與辨析能力”“分析與推測能力”“歸納與論證能力”“實驗與探究能力”［1］。例如廣東卷第17題，在理解與辨析能力、實驗與探究能力的基礎上考查學生的歸納與論證能力。題目提供25℃下醋酸的電離平衡常數，探究25℃下醋酸電離平衡的影響因素，提出“稀釋醋酸溶液或改變醋酸根離子濃度，醋酸電離平衡會發生移動”的假設，并設計實驗方案驗證假設是否成立。

三、實驗教學的建議

第一，重視創設真實情境開展實驗教學。高考化學實驗試題大多以真實情境為載體，考查學生分析問題、解決問題的能力。因此，在實驗教學過程中教師要重視開展情境教學，將所學知識與實際的生活生產、科技前沿、化學工藝等有機地聯系起來，讓化學實驗知識得到延伸和拓展。例如學習氫氣的燃燒可選用冬奧會火炬的情境（2022年北京冬奧會火炬以碳纖維及其復合材料制成，氫氣為燃料，使火炬燃燒時的碳排放量為零，體現出“綠色”辦奧理念和科技冬奧成果），以此情境展開教學能夠落實學生“科學態度與社會責任”素養的培養。

第二，注重培養學生的實驗動手操作能力。如果教師以口述或實驗視頻來代替實驗操作，那么學生真正動手操作實驗的機會較少，從而導致對實驗儀器不熟悉、對實驗現象記憶不深刻等。因此，在實驗教學過程中，要注重培養學生的實驗動手操作能力，激發學生對化學實驗的興趣，培養學生的科學探究態度，發展學生的“科學探究與創新意識”素養。

第三，提升學生的實驗綜合能力。從五套高考化學實驗試題的命題特點來看，高考對于化學實驗內容的考查側重點為實驗綜合題。因此，實驗教學要注重將分散的實驗知識構建成知識網，加強學生對于實驗綜合題的解題訓練。同時還要加強學生對于實驗評價或實驗方案設計的能力，以此不斷提高學生的實驗綜合水平。

第四，回歸教材，重視教材原型實驗。通過對高考化學實驗試題進行分析，發現某些試題能從教材找到出處。例如全國乙卷第10題的理解選項考查了蔗糖的水解實驗，該實驗屬于“糖類的性質”實驗中的一部分，是課程標準規定選擇性必修課程學生必做實驗之一。全國甲卷第13題的D選項考查了乙醇與金屬鈉反應的相關實驗，該實驗屬于“乙醇、乙酸的主要性質”實驗中的一部分，是課程標準規定必修課程學生必做實驗之一。因此，在備考時教師要回歸教材，關注課程標準要求學生必做的18個實驗，讓學生掌握實驗原理，規范實驗操作及化學用語。

【參考文獻】

［1］單旭峰．高考化學學科關鍵能力的建構思路、基本內涵與考察實施路徑［J］．課程·教材·教法，2022，42（6）：139．