化學是自然科學的基礎學科,其理論構建和驗證離不開具體實踐的支撐,所以在高中化學教學中,實驗扮演著重要角色。在新高考體系中,化學實驗題開始普遍出現在選擇和填空中,成為基礎性試題,對學生實驗現象的分析、推斷、判斷、總結的能力提出了新的要求。通過這種方式,教師需針對性地強化學生自主解決高中化學實驗試題的能力。
一、新高考背景下高中化學實驗的特點
(一)基礎理論動態化更新
隨著新高考改革的深化,高中化學實驗的考查方式也發生了變化,這一變化體現在理論的動態更新上。在傳統的高中化學試題中,實驗題目多數來源于教材中固有的實驗案例,內容相對固定,學生只要記憶實驗的主要流程和關鍵點就能完成習題的解答。但是,在新高考試題中,盡管實驗試題依舊基于基礎知識提出的,但是其所呈現出來的形式卻豐富多樣,這種變化使試題不再局限于課本知識,為學生的解題帶來了更多的挑戰[1]。這種基于理論更新的實驗試題,要求學生在掌握基礎知識的同時,還要具備知識轉化能力。
(二)強化實驗探究的性質
在新高考背景下,高中化學實驗試題需要與新課改理念契合,這一明顯的改革點強化了化學實驗的本質。在這種模式下,化學實驗不再是簡單的操作,而是以問題為導向的學習路徑,學生在化學實驗中會提出假設,明確實驗的根本目的,并且制訂相關的解題方案。高中化學實驗是學生積累知識的途徑,而調查等方法均是化學實驗的輔助手段,這種方式讓高中化學實驗成為教學的重點,突出了化學的學科屬性。學生在參與化學實驗中,可以針對性地提高學生的探索欲望,改進學生的思考方式,完成知識的內化。
(三)實現實驗情境生活化
因為高中化學學科與學生生活有直接聯系,其化學實驗成果可以直接反映社會或者生活中的現象。所以化學實驗的學習和實踐需要與真實的生活情境緊密結合[2]。在這種背景下,新高考的化學實驗試題設計越來越注重生活化,將試題與生活問題串聯在一起,讓學生利用所學知識完成試題的分析和解決,不但增強了學生對生活中化學現象的認識,還顯著提高了學生運用化學知識解決問題能力,保證化學試題與學生生活更加貼近,具備現實意義。
(四)綜合能力評估導向
新高考對化學實驗的評價方式發生了變化,開始從知識傳遞轉變為綜合能力的評估。這一轉變反映出了新高考和新課標的共同教學目標,針對性關注學生的綜合能力和全面發展。受此影響,化學實驗試題的考查不局限在單一知識點,而是更加關注對學生綜合能力的考查,趨向于綜合性的問題,學生要想解決試題就需要運用多元化的推理方式,發散思維[3]。盡管這種變化會增加學生的解題難度,但也會提高學生的邏輯思維、推理能力和綜合知識的運用能力。
二、新高考背景下高中化學實驗試題考查內容
新高考背景下,高中化學考試主要服務于高校的生源選拔,其核心是檢測學生的知識儲備、能力發展和思維發展。在化學實驗方面,高考內容主要圍繞以下幾方面。一是強調化學實驗的價值。要求學生在解答化學實驗試題時明確其科學探究的作用,引導學生意識到化學實驗試題不但是驗證知識的手段,也是推動生活中科學進步的動力。二是掌握常見的氣體實驗法。高考化學實驗試題要求學生對各種氣體的性質有直接了解,掌握通過化學原理和反應了解氣體化學式。三是高考化學實驗試題要求學生對常見的化學物質進行檢驗、分離、提純,促進學生對實驗技術的應用,包括利用實驗方式完成化學物質的識別和混合,以及化學物質的提純。四是要求學生掌握化學溶液的配置方式,了解化學不同濃度溶液如何進行配置,以及利用化學儀器和試劑完成溶液的配制。五是考查學生根據化學實驗選擇實驗方案和裝置,考查學生的實驗操作和理解能力,要求學生根據實驗需求,完成試題的解決。綜上,新高考背景下的高中化學實驗試題的內容涵蓋廣泛,主要包括化學實驗的原理、操作技能和實驗設計等多方面內容,全面評估學生的化學實驗能力和科學素養[4]。
三、新高考背景下高中化學實驗試題解題技巧
(一)實驗方法分析解題技巧
《普通高中化學課程標準》(2017年版2020年修訂)對化學教學的要求為新高考化學考試范圍提供了依據和指導,并詳細解釋了具體的高考內容。新課標強調化學實驗考試需要完成對學生基礎化學知識和技能的全面掌握,包括基礎化學公式、化學反應、化學計算等[5]。其中在選擇題中就涉及實驗方法分析試題,主要是考查學生基礎知識的儲備,以及考查學生是否可以根據所學知識來分析問題和解決問題,選擇正確答案。針對這類試題,學生需要明確試題中涉及的實驗方法,并且對這些方法有具體的掌握,分析題目中的信息,從而針對性選擇正確的實驗方法。以人教版高一必修1“鐵及其化合物的性質”實驗為例,有關該實驗的實驗方法選擇題如下:
【例題】
在“鐵及其化合物的性質”實驗中,哪種實驗方法最適合用于檢驗鐵離子 (Fe2+ )的存在?
A.加熱法B.氯化鐵溶液滴定法C.硫氰酸鉀溶液檢驗法D.碘淀粉試紙檢驗法
【解題技巧】
在選擇題的解題中,需要明確選擇題中關鍵問題“檢驗鐵離子( Fe2+ )”,聯系教材中已進行過的實驗,對選項中的實驗法進行分析,加熱法主要是觀察物質的熱穩定或催化,對鐵離子( Fe2+ )沒有直接檢驗的作用;氯化鐵溶液滴定法則是定量分析方法,主要是檢驗溶液中物質的濃度,而非直接檢測物質的存在;硫氰酸鉀溶液檢驗法可以與鐵離子( (Fe2+ )產生反應生成血紅色的 Fe(SCN)2+ 復合物,通過顏色直接反映出鐵離子 Fe2+ )的存在;碘淀粉試紙檢驗法是檢驗碘單質的常用方法,與鐵離子 (Fe2+) )無關。故而這道題正確選項為C。可見,在解決該類型實驗題時需要學生具備扎實的化學實驗知識,并且根據其原理和現象選擇正確的實驗方法。
(二)實驗儀器選擇類解題技巧
高中化學實驗選擇題還涉及實驗儀器的選擇,這主要是考查學生對化學實驗儀器的識別和運用,比如加熱器、計量器、分離器、燒瓶、坩蝸等,這些化學儀器的正確使用會檢驗學生的實驗操作熟練度。在解決這類選擇題時,要求學生對化學實驗儀器的種類和功能有清晰的認知,還要了解每種化學儀器的正確使用方式,以便于根據不同化學實驗的類型和要求選擇合適的工具[6。以人教版高一必修1“配制一定物質的量濃度的溶液”實驗為例,有關實驗儀器的選擇題如下:
【例題】以下哪種儀器最適合用于準確量取5.0毫升的溶液?
A.量筒B.燒杯C.容量瓶D.滴定管
【解題技巧】
在解決該類選擇題上,學生需要對選項中的化學儀器特性和用途進行解讀。首先,這四種儀器都是常見的化學用具,量筒主要是用于量取一定體積液體的儀器,但是其精密度不足,雖然可以量取5.0毫升的溶液,但是不是最精準的選擇;燒杯主要是用于溶液的混合和加熱,不具備量取溶液的功能;容量瓶是用于配置特定濃度溶液的精密儀器,但是其主要用于定容,而不是量取;滴定管是精確量取溶液的儀器,用于滴定分析,可以實現溶液的精取。綜上,該選擇題的正確選項為D。
(三)探究型實驗題解題技巧
高中化學實驗試題中探究型實驗試題主要是對未知物質的探索、對物質性質的探索和對化學反應的了解,主要考查學生對化學實驗流程的掌握度、設計以及執行等。探究型實驗試題具備很強的綜合性,要求學生在解題中要仔細審題,根據題干完成化學實驗的流程梳理,完成質量計算,填寫正確答案[7]。以人教版高一必修1“配制一定物質的量濃度的溶液”實驗為例,有關探究型實驗題如下:
【例題】
在化學實驗中,需要配置一定物質的量濃度的溶液。現需要配制100mL0.1mol/L的NaCl溶液。請完成該實驗的書面設計,并且討論實驗步驟和操作對溶液濃度的影響。
【解題技巧】
學生在解決該類問題時,需要明確化學實驗的目的和原理。在該實驗中,首先確定化學實驗的原理,是基于物質的量濃度公式 c=n/v ,c為溶液濃度,n是溶液物質量,v是溶液體積。其次,在進行實驗設計時,運用公式 c=n/v 計算所需NaCl的物質的量,再根據NaCl的摩爾質量(M)計算出所需的質量( :m=nM ),完成公式的套算。再次,根據所學和已做過的實驗開始進行實驗設計,在撰寫實驗設計過程中為避免出現錯誤,語言需要簡潔明了,“配制一定物質的量濃度的溶液”實驗步驟設計的普遍模板為“稱量一溶解—轉移—定容一搖勻”。在討論“實驗步驟和操作對溶液濃度的影響”中,需要基于實驗步驟進行分析,討論稱量時,如果出現天平未校準的問題,就會出現誤差,影響溶液的濃度;討論溶解時,考慮如果NaC1未完全溶解,轉移至容量瓶中的溶質量將少于理論值,就會導致溶液濃度低于預期;討論定容時,如果視線與刻度線未平衡,或者滴管使用出現問題,都會導致定容體積問題,影響濃度;討論搖勻時,如果未能充分搖勻,就會導致溶液濃度分布不均勻。通過以上的解題技巧,拓展了學生的解題思路,也為學生提供了探究型實驗題的解題模板。
(四)有機化學實驗題解題技巧
在新高考推行下,化學實驗試題需要具備生活化,這也就衍生出有機化學實驗題,涵蓋有機化合物分子式和分子結構的確定,以及有機物的化學制備等。這類試題往往與現實生活領域有關,比如紅外光譜、核磁共振氫譜、X射線衍射等[8]。這種領域對學生來說較為困難,在解題時,學生需要牢固掌握有機化學的核心知識點,并且對化學實驗試題中的信息進行詳細分析,結合自己所學的知識完成對正確答案的推理、分析和歸納。以人教版高一選修1“制作簡單的燃料電池”實驗為例,有關有機化學實驗題如下:
【例題】
根據下列實驗步驟,完成填空題,并完成表格的填寫。
圖1(略)為“制作簡單的燃料電池”的實驗步驟,在U管中注入 1.5mol?l-1Na2S04 溶液,再滴入1—2滴酚酞溶液,在U形管的兩端分別插入石墨棒,并且利用鱷魚夾和導線完成電源的連接,閉合 K1 ,接入電流開始進行電解,分析現象:兩根石墨棒均 ,右側石墨棒附近溶液 _。在電解1—2min后,打開 K1 ,斷開滯留電源,用導線將兩根石墨棒與電流表連接,閉合 K2 ,現象:電流表指針____。
【解題技巧】
在解決該問題時,其一,要求學生對燃料電池的工作原理有直接的了解,并且可以根據文字描述和圖片知識,理解電解水生成氫氣和氧氣的過程,并且分析這些氣體形成的電流現象。其二,學生需要仔細進行圖解,根據具體的實驗步驟和原理,預測可能出現的實驗現象。同時,根據所學推斷石墨棒的電極反應,石墨棒作為電極在實驗中會產生氧化還原反應,根據所學原理,明確左側石墨棒(陰極)會吸引 Π? ,右側石墨棒(陽極)會釋放電子,所形成的氧化水產生氧氣,根據化學的推理和分析,填寫橫線中的內容:兩根石墨棒均產生氣泡,右側石墨棒附近溶液變為紅色。當閉合K2 時,分析氫氣和氧氣在電極上產生氧化還原反應,形成燃料電池,電流表指針運作,填寫橫線中的內容:電流表指針偏轉。
結束語
隨著新高考的深化,對高中化學實驗越來越重視,高中化學每一個類型的實驗都有相應特點,且與學生的現實生活貼合,高中化學側重考查學生的化學綜合實驗能力。這也意味著在新高考背景下學生需要針對性提高化學實驗試題的解答能力,針對不同題型掌握多樣化的解題技巧。本研究從人教版高中化學教材出發,圍繞典型例題討論化學實驗類試題與解題技巧,有效提高學生對化學實驗類試題的分析和理解,保證學生在考試中取得優異成績。
參考文獻
[1]趙曉英.高中化學實驗類題目解題難點及應對:以2023年浙江高考化學卷為例[].數理化解題研究,2025(1):131-133.
[2]魏鳳.新高考背景下高中化學實驗解題技巧探究[J].新課程導學,2024(8):4-7.
[3]鄭興海.新高考背景下高中化學實驗解題技巧探究[J].高考,2024(6):103-105.
[4]劉瑞.高中化學實驗試題解題技巧研究數理化解題研究,2023(27):131-133.
[5]楊道菊.新高考背景下高中化學實驗解題技巧探究[J].新課程導學,2023(25):48-51.
[6]邱長恩.新高考背景下高中化學實驗解題的探究[J].數理化解題研究,2022(28):143-145.
[7]王志鴻.新高考背景下高中化學實驗試題解題研究[].數理化解題研究,2022(25):134-136.
[8]陳鳳英.新高考背景下高中化學實驗解題的探究[J].數理化解題研究,2021(25):103-104.