基于多重建模的高考化学综合实验题解题策略研究*

□李 琳 叶成兴

（宁德市第一中学，福建宁德 352100；宁德市教师进修学院，福建宁德 352100）

对实验的考查一直以来都是化学高考的“重头戏”，也是学生又恨又怕、失分严重的“拦路虎”。在高三复习的过程中，教师如何能够举重若轻地在教学中攻克这个难点，突破这个重点，学生如何能够在考试中轻松高效地解读实验题，准确有效地回答实验题，是所有高三的化学教师和学生共同关心的话题。

一、高考考情分析

2016年10月，教育部考试中心主任姜钢在《探索构建高考评价体系，全方位推进高考内容改革》一文中强调了高考的评价系统为“一体四层四翼”[1]。彰显出考试改革的目的是想利用高考这根杠杆撬动中学基础教育教学改革。2017年全国高考中的化学综合实验题一一展现着这样思想。

1.基础但不简单

考查基础，并不等同于只考查最简单的内容、最基础的知识、最基本的技能，而要求学生具有全面合理的知识结构、扎实灵活的应用能力和转化、归纳、辩证的基本思想。例如在2017年理综Ⅰ卷26题中出现了陌生的反应装置，就要求学生有知识迁移能力，将其与所学过的常见仪器进行对比并明确新仪器的用途。

2.综合不忘细节

在2017年的化学综合实验题里，考查到了实验目的、原理、装置、操作、设计、评价、结论分析等各个模块的不同方面。要求学生综合应用不同的思想方法，从定性、定量的不同角度观察分析实验。

3.真实兼具应用

“化学考试的实验题，总是在真实的化学探究实验情境中考查学生的实验能力和实践能力”[2]。全国Ⅰ卷考查凯氏定氮法，很容易让人联想到2008年的三鹿三聚氰胺毒奶粉风波。全国Ⅱ卷考查水中溶氧量测定，更是会让学生将其与水体富营养化，水中缺氧，藻类大量繁殖，鱼类大量死亡的生活情境联系起来。题目中展现真实的生活情境，再以化学的学科语言来呈现“真实”的化学。

4.多重角度创新

以2017年全国Ⅰ卷26题化学综合实验题为例，第一眼，学生会感受到强烈的陌生感。内容新——选取的实验材料为大学阶段的生物实验，实验装置学生不熟悉。形式新——提问的方式与之前的考试有较大的区别，不去问“怎么做”，而是去问“为什么要这样做”。方法新——实验原理、装置原理、操作原理上大多是新知识，要求学生在考试期间认真阅读理解新信息并加以应用。从中，我们能明显体会到，考题“提供形式丰富的信息，考查自主学习和独立思考能力”[3]。

在核心素养的要求下，对学生理解、加工、运用新知识、新信息，并结合旧知识分析问题、解决问题的能力提出了更高的要求。因此，这就要求我们在高三的教学与复习备考工作中必须要考虑到高考实验题的考查要求，做出有针对性的调整与应对。

二、学生学情分析

大多数的高考复习用书或学校安排的复习进度将高考综合实验的复习安排到了二轮复习，总以为到了一轮复习结束后，学生对中学的化学有了完整理性的认识，这时候才适合来解答这些综合性较强的题目。可是这往往导致了学生在进行专项复习之前，每每遇到这类综合性实验题时，处于一种“野蛮解题”“盲目做题”的浑浑噩噩的状态。有部分基础薄弱的同学因为惧怕心理，甚至连题目都未读全或者未读懂，就忙着寻找那些简单的显而易见的问题答案，然后草草填上了事。能否将综合实验的复习提前？在学生完成元素化合物性质的复习后，可以试着安排两到三节课进行综合实验的复习，让学生在之后的解题过程中可以将学到的解题策略不断熟悉和应用，应该会达到更好的效果。

三、思维建模分析

模型，原意是规范，通俗说法是“套路”。思维模型的建构（简称“思维建模”）是通过抽象概括，将研究的问题转化归纳为普遍的规律方法，从而再利用这个规律方法解决更多类似的问题的思维方法。其中最为重要的是要从实践中归纳出一种规范分析和有序思维的方法，在理论的指导下，又将模型方法用于指导实践的应用。因此，思维建模通常包括分析、建模和解模三个过程。

高考的综合实验题具有情境真实、设问巧妙、知识新颖、思路缜密的特点。由于题目求新求变，信息陌生兼之容量大，综合性强，对能力的要求比较高。可是解答此类的试题，必须以不变应万变，将纷繁复杂的各类信息碎片进行系统高效的整理，建立起高效的解题模型来进行科学规范的分析与解答。这样才能让学生做到心中有方法，下笔不慌张。

在化学的学科核心素养中，证据推理与模型认知是非常重要的一个维度。要求学生能对不同信息加以分析推理，建立观点和证据之间的逻辑关系，建立模型，并运用模型解释化学现象，并能揭示现象背后的本质与原理。这种能力并非只在高一高二基础知识和基本原理概念学习的过程中涉及和渗透，在高三的综合性复杂化学问题的解题过程中更是非常需要学生拥有这方面的能力。

四、教学案例分析

为了解决高考综合实验题学生的解题困境，笔者在一轮复习期间，应用了两节课时间，从四个环节多层次多角度引导学生通过建模的方法逐步建立化学综合实验题的解题模型，为学生下一阶段的高效思维有效解题奠定基础。

1.环节一：考点建模——归纳法明确考点

在应对“怎么考”之前，先要让学生对“考什么”有基本的认识，做到心中有数。在这个环节，笔者采用了归纳法引导学生从不同层面对考点进行总结归纳。（1）先是请学生分析归纳2017年全国Ⅰ卷26题化学综合实验题每一个问题的考点。学生通过归纳发现26题的9个小问题中，有3个考查实验仪器（名称、用途），3个考查实验操作（原因、目的），1个考查实验原理（离子方程式书写），2个考查实验结论（定量计算）。帮助学生了解高考中最新最热的考点及其考查方式。（2）接着教师向学生展示归纳出的表1，向学生解释2013-2017年高考新课标全国Ⅰ卷化学综合实验试题各类考点出现次数统计。帮助学生更深刻明确此类题目中的高频次考点。

表1

（3）最后请学生归纳2017年高考考纲综合实验考查要点。学生会发现高考中对综合实验分两部分：学习能力的要求和知识内容的要求。对其进行归纳后发现，考纲对综合实验的要求本质上是要求理解实验现象、分析处理数据、得出合理结论（定性与定量来处理实验结果）、评价实验方案。让学生了解到高考综合实验的要求从来都不是考查一个一个分裂的考点，而是要把重心放在实验课题的全局把握上。

2.环节二：解题建模——类比法构建模型

在建立解题模型的过程中，如果学生已有类似的思考模型和解题策略，那么可以借鉴相似的方法，让学生掌握和应用起来更加得心应手。通过不同学科间的比较，笔者发现，化学综合的实验题与英语阅读理解题有着惊人的相似，都是阅读给定的信息，猜测分析，得出结论，再用对应的学科语言表达。那么根据学生熟悉的英语阅读的四段式解题策略：泛读—精读—猜测—结论，引导学生根据化学学科的特点，总结归纳出化学综合实验题三步思维模型。①一步粗读，快速判断：要求学生快速浏览整体的题干与问题，明确实验的目的与原理。针对不同的实验目的，实验的注意事项有所不同，性质实验要求操作简单现象明显；制备实验要求转化程度高、副产物少；定量检验要求操作规范、结果准确等。在实验原理解读上要根据题目所给物质回顾相关旧知识，同时理解题干中所给的新信息的内涵。对于原理较为复杂的实验，可以借助物质转化流程图体现出物质变化情况。例如2017年全国Ⅰ卷26题就可将原理梳理成如下的核心物质变化流程图 ：有 机 氮 —NH4+—NH3—NH3·H3BO4—NH4Cl。如此一来，反应中N元素的去向一目了然。②二步细读，理清思路：再次读题必须要关注细节，弄懂实验装置与操作的每一个环节。复杂的操作过程同样可以用流程图形式帮助理解。同样2017年全国Ⅰ卷26题就可将操作归纳为如下的流程图：仪器连接—清洗仪器—加料—加热反应—滴定操作。反应的过程立刻清晰明了起来。对于实验的装置，若题目给的是整套的装置，务必要弄懂每一个仪器的作用是什么，对于不熟悉的仪器可以大胆假设小心验证；若题目给的是零散的仪器，要在明确每个仪器的作用后，能根据实验原理将仪器连接成完整装置。③三步再读，规范答题：最后的读题要把目光聚焦在每小题的问题上，得出实验结论或对实验进行评价。答题过程中注意措辞的科学性、严谨性、准确性。采用类比法建模让学生感受到了熟悉的套路，他们原有的解答陌生问题的恐惧感消失了，同时帮助学生在研究问题时，养成良好的思维习惯——明确主题，关注细节，回答缜密。在课堂环节，在明确三步思维模型后，仍然以2017年全国Ⅰ卷26题化学综合实验题为例题，指导学生应用新学习的模型来重新分析解构该题。从类比到归纳再到应用，充分帮助学生掌握解题模型。

3.环节三：命题建模——逆向法强化认知

如何再次强化解题模型，笔者没有采用传统的模式，重复析题解题做题过程。而是给出了一份资料——《水中溶解氧的测定实验报告》，要求学生应用三步思维模型分析该段材料，并结合考点来尝试出一道完整的综合实验题。笔者执教的高三一个班50人的出题情况统计如表2所示。

表2

从统计结果来看，学生已经对常见考点了然于心，并且能熟练应用三步思维模型进行分析，在实验目的原理的全局统摄下，重视了实验装置操作的每一个关键点。在对学生的命题进行分析解读后，再让学生比对完成两道同样利用水中溶解氧测定为背景设计的高考题——2017年全国Ⅱ卷化学综合实验题和2016年天津高考综合实验题。绝大部分的学生在解这两道题目时既兴趣盎然又胸有成竹，起到了很好的巩固思维模型的效果。

4.环节四：答题建模——分类法帮助记忆

学生在回答简答题时，常常存在心知肚明却有口难言的情况，就算回答也经常废话连篇毫无重点。为了帮助学生更加科学准确地答题，笔者让学生采用分类法将简答题分为了四大类。分别找到了对应的规范答题模板。①实验操作类（例如气密性检验、试纸的操作等）：操作方法—现象描述—得出结论。②现象描述类：“海”（溶液）—“陆”（固体）—“空”（气体）。③实验设计类：假设情境—观察现象—得出结论。④原理解释类：原理说明—得出结论。运用模板答题，学生轻松做到条理清晰，逻辑分明。

五、体会与反思

高考考查的四层目标是“必备知识、关键能力、学科素养、核心价值”。在过去的高三教学过程中，教师往往只重视必备知识的掌握，而忽略了后面三个更高层次的目标。近年高考命题的改革起到了“风向标”的作用，提醒教师要以培养学生的核心素养为根本追求，把帮助学生发展独立思考和科学思维放在首位，这样才能确保为高等院校输送出更多有创新意识的高素质的人才。

［1］姜钢.探索构建高考评价体系全范围推进高考内容改革［J］.教育革新，2016（10）：1.

［2］王云生.充分认识高考内容改革对化学教学的导向作用——2017年全国理综Ⅰ卷化学试题分析与思考［J］.福建基础教育研究，2017（7）:103.

［3］单旭峰.在继承的基础上探索创新——2017年高考全国卷化学试题解读［J］.中学化学教学参考，2017（7）：60.