核心素养视角下高考化学实验题考点分析*<br/>——以2016—2020年全国高考卷Ⅲ为例

核心素养视角下高考化学实验题考点分析*
——以2016—2020年全国高考卷Ⅲ为例

2022-11-28施永丽徐飞云杨艳华李艳妮董春燕黄素芳

云南化工 2022年2期

施永丽，徐飞云，杨艳华，李艳妮，董春燕，黄素芳

(1.昆明学院化学化工学院，云南昆明 650214；2.昆明市禄劝民族中学，云南禄劝 651500；3.昆明市德仁中学，云南昆明 650106)

随着国家教育方针的不断完善，教育目的和教育任务也有不同程度的调整，新的教育方针要求教育以立德树人为根本任务，在教育过程中实施素质教育，促进学生全面发展[1]。2017年版普通高中课程标准强调，教学要注重学生核心素养的培养，注重学生学习的主体性，注重学生终身化发展，注重学生社会责任感的培养[2]。化学实验教学对培养学生的“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”“科学态度与社会责任”的学科核心素养具有促进作用[1]，对落实立德树人的教育任务有重要作用。高考试题中化学实验部分是考查学生学科核心素养的重要形式之一。

高考化学试题，通过考查化学实验板块的内容，可以考查学生的知识储备，考查学生分析问题、解决问题的能力，考查学生的创新能力。高考化学实验试题的考查，是对学生的学科核心素养考查的体现。本文对2016—2020年全国卷Ⅲ的高考化学实验试题的考点进行分析，希望广大教师在传授知识的同时更加注重培养具有创新精神、实践能力和科研精神的新型人才，促进学生全面发展；希望学生在学习过程中能够意识到学习并不是简单的接受知识、记忆知识，而是掌握学习方法、理解知识、运用知识，在学习知识的过程中形成良好的逻辑思维和创新能力。

1 高考化学实验题的结构分布及应对策略

2016—2020年全国高考卷Ⅲ化学试题中实验试题的考查形式几乎固定为选择题和填空题两类，总分值占比20%。分析试卷内容可得出以下结论：

1)2016—2020年全国高考卷Ⅲ化学实验题的考查中选择题固定为一题。前三年考查的内容包括实验原理、实验基本操作、实验仪器的使用、物质的基本性质、化学实验方案的设计与评价；2019年考查的内容为基本实验原理、常见物质的性质和物质的分离提纯；2020年考查的内容为必修第一册(2019人教版)“喷泉实验”原理的拓展。选择题的考查，多为对实验原理、实验基本操作、常见物质性质的考查，考点大多数是对学生基础知识的考查。

2)填空题固定为一题。填空题均是综合实验题型，考查内容较广泛。综合题多以数据、文字描述、图表等方式呈现，呈现方式较为灵活多变，大多以某种化合物为载体，以探究该化合物的性质或制备该化合物为研究背景展开，根据情境设置相关问题，要求学生根据题目所给出的文字描述、流程图、装置图等信息提取对解决问题有用的信息，运用所学知识思考、分析提出的问题，解决问题[3]。

3)试题立足于教材，注重考查学生的基础知识[4]。选择题和综合实验题对一定物质的量浓度溶液的配制、蒸馏、酸碱滴定、萃取和过滤等基本实验操作都有考查；基本实验原理主要考查了气体收集中的防倒吸原理、气体除杂的基本原理、萃取的基本原理、原电池的工作原理、酸碱滴定操作的实验原理、蒸馏的基本原理；蒸馏、萃取、酸碱滴定、一定物质的量浓度溶液的配制都是高考化学实验题常考的内容。试题的考查重点始终围绕着化学学科的主干内容展开。

4)试题考查的内容较广泛。试题将学生所学的知识糅合在一起，对常见物质的制备与性质、分离与提纯、气体纯化、常见仪器的名称、化学实验方案的设计与评价、误差分析、计算、书写化学方程式、预测实验现象等方面均有所考查，而且综合实验题考查形式多变，考查背景新颖、独特，考查的大多是探究陌生化合物的性质或制备某些陌生物质，其考查背景较多元。

综上所述，高考化学实验题对学生来说是高考试题中的一大重点和难点，学生要在该板块获得高分，需要拥有丰富的知识储备和分析、解决问题能力。高中化学教师以高考化学实验题的考查特点为依据，设计教学内容、实施教学计划，对学生攻克实验试题有巨大帮助。高中化学教师在教学过程中，可以从以下几点来帮助学生提高实验试题的得分率：

1)注重基础知识，立足于教材。从高考化学实验试题的考查内容来看，选择题和综合实验题的考查中，基础知识的考查频率都很高，且有些基础知识考查得较简单。在教学过程中，教师一定要将基础落实，及时反馈，确保学生对知识点能够充分掌握，对于教材上的实验讲解透彻，确保学生能够真正理解各个实验原理，熟练掌握操作步骤，知道各个操作步骤的意义，并了解实验操作过程中的有关注意事项。

2)注重对知识的拓展。高中教师除了注重教材外，在教学过程中还应该注重对知识的延伸。特别是在常见化合物的制备方法、性质及其应用和物质的分离与提纯教学部分，在教学过程中应对知识点做一定的拓展，不能仅仅局限于教材。高考化学综合实验题考查的都是以制备某化合物或探究某化合物的性质为载体来展开，这些物质都是学生不了解的。在教学过程中，教师也应该给学生一些相应的知识外延，当面对一些陌生物质时，带着学生共同探究陌生物质的性质或根据流程图共同体验陌生物质的制备过程，让学生在平时的学习过程中体会并熟悉高考化学综合实验题的考查形式和考查特点。通过平时的训练，让学生对试题有所了解，在高考中面对实验题时才能沉着、冷静地分析题目。

3)注重知识点之间的联系，注重总结。高中化学所要学习的知识点多且杂，学生要记忆的内容很多，学习任务重，学生学习下来比较辛苦。高中化学教师在教学过程中要擅于发现各知识点之间的联系，将其串连起来，引导学生形成一个良好的知识体系，将所学知识连贯起来，使其系统化、结构化。知识点的总结对学生的学习也有很大帮助，大多学生对总结知识点存在一定的困难。教师是否具有良好的总结能力，会直接影响学生的学习效果，若教师对知识进行总结，可以为学生节省一些学习时间。

教师的教学方法、教学形式对学生的学习效果有着巨大的影响力。广大高中教师应该能够根据试题的考查特点，及时反思和调整教学内容与方法，不断学习、不断创新、不断提高，尽可能地为学生的学习提供帮助。

2 高考化学实验试题体现的化学学科核心素养

高考化学实验题是对学生的知识储备、分析问题能力、解题能力、创新能力、科学精神、逻辑思维和社会责任的综合考查，体现了对学生学科核心素养的考查。为了进一步了解高考化学实验题对核心素养中各理念的考查情况，对2016—2020年全国高考卷Ⅲ化学实验试题所考查的化学学科核心素养进行分析，得到以下结论：

首先，试题对核心素养理念中的“科学探究与创新意识”理念的考查比重最高。试题以文字描述、实验装置图等方式呈现，考查学生是否能够依据题目要求，整合题目中的有用信息，从问题和假设出发，选择合适的实验仪器，设计合理的实验方案，组装实验装置；是否能够判断流程图中某一操作的目的、分析和评价实验方案、掌握影响反应条件的因素；能够根据实验目的分析实验操作是否正确，根据化合物的性质和实验目的确定实验操作步骤、预测实验现象；根据已有试剂和部分实验步骤设计完整的实验方案、掌握溶液配制的一般操作、掌握常见物质的性质、掌握控制实验条件的方法，解决所设置的问题。解决问题的过程是考查学生科学探究和创新意识理念的体现。学生通过题干信息探究陌生化合物的性质、组成和用途，通过科学探究了解陌生化合物的制取方法。只有具备良好的科学探究理念，学生才能轻松地解决问题，设计合理的实验方案、组装实验装置、分析和评价实验方案都是学生具有良好创新意识的体现。例如：2016年全国卷Ⅲ第26题为综合实验题，以实验室制备过氧化钙为研究背景，根据流程图设置了不同的问题，整个解题过程是对学生是否具有良好科学探究精神与创新精神考查的体现。学生具有良好的探究精神才能根据实验流程图一步步分析问题、探究问题，最终解决问题。

其次，试题注重对“证据推理与模型认知”理念的考查。学生通过实验步骤及所给试剂分析推理得出溶液的酸碱性，根据实验操作及实验现象分析、推理得出样品中是否存在Fe3+和Fe2+及二者之间的转换；根据相关数据分析计算结晶水的数目；根据实验装置图分析推理更改实验操作步骤对实验结果造成的影响；根据实验现象推理得出两物质氧化能力的大小等，都是考查学生证据推理能力的体现。例如：2017年全国卷Ⅲ第26题第(1)题，考查学生是否能根据“试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红”的实验现象分析推理得出“样品中没有Fe3+、Fe2+易被氧气氧化为Fe3+”的结论。学生运用已有知识和题目所给信息对相关问题做出预测和猜想，并基于相关实验现象及数据进行分析、推理，最终得出合理结论，考查了学生的证据意识和逻辑思维。

最后，试题侧重对“科学态度与社会责任”理念的考查。近五年高考化学实验试题所考查的内容贴近生产生活，重视化学与生产生活的联系[3]。综合实验题2016年所考查的过氧化钙可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂，2017年考查的绿矾在工农业生产中具有重要用途，2018年考查的硫代硫酸钠晶体可用作定影剂、还原剂，2019年考查的乙酰水杨酸是常用药物之一，2020年实验题以具有消毒、杀菌功能的氯的含氧酸盐为考查背景展开。试题旨在让学生了解利用化学可以制备人类所需的药物和试剂，提高人类生活质量，抑制细菌和病毒，保障人体生命健康，促进社会进步。例如：2020年全国卷Ⅲ第26题第(3)题，考查内容联系了2020年的新冠肺炎疫情。疫情的爆发受到了全社会的广泛关注，化学作为自然科学在此次疫情中扮演着重要角色，在疫情防控中使用的治疗药物和核配检测试剂与化学科学密切相关。为了让学生更好地体会化学在生活中的应用，2020年全国卷Ⅲ在实验试题中融入了该内容，向学生普及公共卫生中的化学知识，旨在让学生体会化学与生活息息相关，同时还考查了尾气吸收装置，旨在考查学生是否具有良好的保护环境意识，是注重考查学生社会责任的体现。

3 基于学科核心素养提出相关教学建议

开展探究型的化学实验，对培养学生的学科核心素养具有积极作用。在探究实验的教学过程中，教师应该将课堂归还给学生，引导学生积极动脑思考，大胆提出猜想，积极动手实验，勇于探索，敢于创新，勤于反思总结。在整个探究过程中，教会学生学习方法，培养学生的探究精神和创新精神，让学生在收获知识的同时提高自身素养，这样的教学才能促进学生全面发展。因而基于试题的考查特点和化学学科核心素养提出以下教学建议：

1)注重学生科学探究和创新意识的培养。高中化学教师在化学实验教学中扮演的角色应该是学生学习上的引导者。教学过程中教师通过开展一系列的探究活动，设计真实且有趣的实验情境，激发学生的学习兴趣，让学生对探究内容充满求知欲，从而积极、主动地参与探究活动。对于探究实验，教师可以先引导学生提出自己的观点，再带领学生来验证其观点是否正确，从而让学生体会自己观点的优缺点。教师要给予学生勇于创新的信心和鼓励。对于安全性较好的实验，教师可以将学生分为若干小组，让学生交流讨论后自行设计实验方案，为学生提供多种可供选择的试剂和仪器，让学生自行组装仪器，选择药品来完成实验。通过实验过程的分享，让学生一起来评价实验方案的优缺点，以此来培养学生的实践能力、创新能力和评价实验方案的能力。同时，教师应该注重学生对知识的应用能力，在教学过程中积极引导学生将所学知识应用到新知识的学习中，让学生能够运用已有知识来预测陌生物质可能具有的性质，运用已有实验基础知识来分析问题、解决问题。如在“粗盐的提纯”探究实验中，教师可以利用粗盐与生活息息相关，贴近生活这一特点来创设能促使学生主动学习的教学情境，让学生能够积极地参与该探究实验，激发学生的学习兴趣。教师还可以根据实验目的及粗盐中所含杂质的性质，引导学生利用已有知识思考和讨论，除去粗盐中杂质的可行方法。根据设计的实验方案完成实验，学生设计实验方案认真完成实验是培养学生探究精神和创新意识的良好途径。

2)强化学生的证据推理能力和逻辑思维。在2016年全国卷Ⅲ第26题的第(3)题中，让学生根据实验流程图和实验现象，分析推理得出结论。考题通过“向CaCO3样品中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体”的实验操作，让学生判断溶液的酸碱性，学生根据CaCO3和稀盐酸反应生成CaCl2、H2O和CO2。其中，H2O和CO2同时存在于溶液中，可以分析推理得出此时溶液呈现酸性。让学生判断将溶液煮沸的作用，产物中有CO2气体，且CO2气体可溶于水，学生依据压强一定时，气体的溶解度随温度的升高而减小，可以分析推理得出将溶液煮沸的作用是除去溶液中的CO2。

化学作为自然科学，实验结论讲究证据性，不能凭空想象，随意捏造，必须实事求是。化学实验教学中得出的实验结论都是依据实验现象和有关事实推理出来的。“证据推理”要求学生能够基于实验现象和事实，提出可能的假设并通过分析推理加以证实，从而解决有关问题。在实验教学中，教师要培养学生实事求是的科学精神，让学生知道实验结论都是以实验现象和有关事实为依据推理得出的。充足的知识储备和良好的逻辑思维是学生进行推理的前提。学生必须有足够的知识储备，才能在分析问题和推理时有理可依，其次要拥有良好的逻辑思维才能使推理过程顺畅进行。在教学过程中，教师要确保有清晰的、严谨的推理过程，在教师长期的影响下，学生的逻辑思维也会潜移默化的得到发展。

3)注重培养学生的科学态度与社会责任感。化学学科在能源开发、化学化工生产、人类生命健康、高新科技研发等方面都有巨大贡献。对于化学学科的教学，教师不能仅仅局限于向学生传授课本上的知识，还应该注重化学与生产生活、社会发展、科学技术的联系，让学生体会到化学学科的价值。教师在教学过程中强化“绿色化学”理念，让学生了解在生产生活中要做到减少废弃物的产生和排放，回收利用资源，减少污染；让学生知道学习化学可以帮助人类在能源、材料、生态环境、医药卫生等领域中有所创新。例如，在“硫及其化合物”的探究实验中，让学生了解硫的氧化物二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体，属于空气污染物之一，其大量排放到空气中会形成酸雨。酸雨会侵蚀植物林和建筑物、使土壤和水源酸化，人体大量吸入SO2气体可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛，严重时会引起窒息，对人类生命健康造成危害。引导学生采取开发新能源代替传统的化石燃料(煤、石油、天然气),对SO2进行回收利用，提倡植树造林等措施来防止SO2污染，让学生在收获知识的同时培养其社会责任感。