化学反应原理实验探究题的分析与教学启示

田益民

摘要：在解读实验探究题的基础上，分析了化学反应原理实验探究的特点。结合2016年高考北京卷理综（化学）的2道试题，阐述了化学反应原理实验探究题的命题视角和解题方法。指出提升教师素养是促进学生核心素养养成的推动力，并对落实探究性教学作了一些思考。

关键词：化学反应原理；实验探究题；核心素养；命题解题；教学启示

文章编号：1005–6629（2017）3–0085–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

国家教育部已全面启动对2004年开始施行的普通高中课程标准的修订工作，提出凝炼核心素养，推动落实“立德树人”。实验探究是培养学生核心素养的重要载体，探究活动按其任务类型可大致分为四类：①物质的制备或合成；②物质的鉴别、分离与提纯；③物質性质的探究；④化学反应原理的探究[1]。纵观历年高考真题，前三种类型的实验探究题较常见，而2016年北京卷理综（化学）第26题、第28题（以下简称2题）则坚守了化学反应原理实验探究的阵地。笔者对2题的命题视角做一些分析，以期为命题和教学提供借鉴。

2 对化学反应原理实验探究的理解

实验探究题源于真实的化学，重视学科能力及科学素养的考查，具有信息的新颖性、结论的不确定性和知识的综合性等特点。学生必须从多角度多层次多种模式去解决问题，这类试题对学生的发散性思维能力、分析问题的能力提出较高的要求[2]。

鲁科版选修4“致同学们”中指出，中学化学反应原理性问题在于探索纷繁的化学反应的本质和规律，根据化学反应的规律控制和利用化学反应，获取人类生产和生活所需要的能量和物质；从“化学反应与能量转化”、“化学反应的方向、限度与速率”及“物质在水溶液中的行为”三个方面介绍有关化学反应的基本原理和研究方法[3]。由此，化学反应原理实验探究应与基本概念、基础理论及思想方法相结合，注重思维深度，追求学科本质，彰显科学性、抽象性、方法性、理解性、未知性及发展性等等。

3 对化学反应原理实验探究题的命题分析

3.1 新颖课题引领探究

高考试题一般以某个课题作为探究载体，引导学生将学过的内容、已掌握的知识迁移到解决新问题的过程中来，在考查学生面对新情境时灵活运用知识、方法和规律解决实际问题的能力方面做足文章[4]。2题在题干上均给出明确的研究课题指向，体现“科学精神与社会责任”，第26题基于环境保护的热点问题，研究“用零价铁（Fe）除去水体中的硝酸盐（NO3-）”；第28题研究“以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性”，秉持严谨求实的科学态度。

3.2 探究要素组织试题

实验探究涵盖了提出问题和假设、设计方案、实施实验、获取证据、分析解释和建构模型、形成结论及交流评价等要素，虽命题不拘泥于程序化的探究过程，但科学的用词足以体现探究性特点。如第26题使用了“研究”“反应原理”“结果”“原因”“假设”“实验”“结论”“同位素示踪法”“解释”“数据对比”等；第28题使用了“实验对象”“探究”“检验”“解释”“实验现象”“实验实证”“推测”“证实”“假设”“对比”“实验方案”“根据”等。

3.3 关键信息支撑探究

这两道题提供多种多样信息，有文字、表格、数据、信息反应、实验现象、图像等，信息和考查目标关联度高，许多信息直观明了，避免阅读量过大，有利考生在有限时间内合理摒弃干扰信息，独立接受、吸收、整合有效信息，顺利解决新问题。

[试题片段赏析1]第26题（1）（2）

3.4 方法手段增添活力

科学问题的类型不同，其解决方法与策略也有所不同[5]，正由于学科思想方法和研究手段支撑，化学反应原理探究题具有独特的魅力，针对科学假设设计实验时，合理控制实验的变量，应用对比实验的方法，关注现代化的实验手段，注重定量化分析论证。

[试题片段赏析3]第26题（3）

②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：i.被Al（OH）3所吸附；ii.存在于铝的碱式盐中。对假设ii设计了对比实验，证实了假设ii成立。

a.将对比实验方案补充完整。

借助实验数据定量分析步骤一、二。若假设i成立：沉淀中亚硫酸根被Al（OH）3所吸附，固体经过洗涤后，步骤一、二中稀NaOH溶液均用于溶解0.4mmol Al（OH）3，V1=V2。若假设ii成立：沉淀中亚硫酸根存在于铝的碱式盐中，步骤一NaOH溶液溶解碱式盐[设为0.4mmol Al（OH）3-2x（SO3）x]，最终产生0.4mmol NaAlO2及0.4x mmol Na2SO3，依据Na+守恒，消耗（0.4+0.8x）mmol NaOH；而步骤二消耗0.4mmol NaOH，V1>V2。

3.5 问题驱动实现飞跃

思维源于问题，以驱动性问题组织学生展开研究活动，凸显“宏观-微观-符号”三重表征，融合考查知识-能力-素养。第26题体现实验-微观推理-理性认识，探究问题的关联度较高，学生的思维环环相扣，由茫然到顿悟。第28题体现实验-宏观现象-感性认知，多角度研究反应本质，问题由浅入深，探究结论由多元到聚焦，考生在分析、推理、比较、综合中反思整个研究过程，形成结构化的知识框架。

[试题片段赏析5]第26题（4）

其他条件与（2）相同，经1小时测定NO3-的去除率和pH，结果如下：

4 教学启示

限于条件，学业水平和高考的测试，目前只能通过纸笔测验进行，因此，研究命题如何测试学生的核心素养尤为重要[7]。2016年北京卷的2道化学反应原理探究试题关注学生核心素养的养成，凸显“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学精神与社会责任”的培养主旨。值得一提的是，2016年江苏省高考题第20题突然大改风格，亦带有明显的原理性探究特点，在此不再赘述。

4.1 教师素养是促进学生核心素养养成的推动力

探究性教学的能力并非一朝一夕能够速成，教师应提升自身修养，争做课堂转型的探索者。虚心向校内、外名师学习，在反思性教学研究中提升专业素质；养成思考的习惯和持久的热情，善于发现有价值的问题，主动展开实验研究或文献研究；挖掘内部动力，主动开发课程资源，鼓励师生对话交流，掌握引领学生自主、合作、探究的方法。

4.2 在课堂转型中将探究教学落实于行动

原理探究的科学性强，原创难度大。一方面，立足基础，循序渐进，善于挖掘课本素材，展开探究性实验教学；另一方面，研究和整合经典，积极揣摩高考原创题的学科价值，将试题加工后应用于课堂研究。课堂教学不允许也不可能有充足的时间按全部流程逐一进行探究，更多的是就其过程中的某一个或某几个片基（环节）进行深入探究[8]。以实验事实情境作为背景，主张学生质疑、课堂留有悬念、变更研究主体、观念引领教学、鼓励交流评价，以提升学生探究的能力和技巧。

参考文献：

[1]宋兆爽，白建娥.化学反应原理的实验探究教学策略初探[J].化学教育，2013，（4）：61.

[2]张俊华，邹映波.怎么做，让学生不再恐惧实验探究题[J].化学教与学，2012，（11）：73.

[3]王明召，高盘良，王磊.普通高中课程标准实验教科书·化学反应原理[M].济南：山东科学技术出版社，2007.

[4]李化年.基于化学核心观念构建的课堂实践研究[M].北京：学苑出版社，2012：202.

[5]张伟刚.科学素养与培育[M].北京：科学出版社，2015：127.

[6]吴星，吕琳，张天若.中学化学疑难解析[M].南京：江苏教育出版社，2012：154～155.

[7]王云生.课堂转型与学科核心素养的培养[M].上海：上海教育出版社，2016：209.

[8]孙天山.浅谈“探究教学”的异化與回归[J].化学教学，2015，（10）：27.