“三新”背景下化学实验分阶复习策略探究

◎ 海南省三亚市第一中学 黄先兰

“三新”即：新课标、新教材和新高考。《普通高中化学课程标准》中明确提出化学学科的五大核心素养：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，并指出化学学科核心素养是学生必备的科学素养。基于此，综合程度高、命题素材广、考查角度灵活多变的化学实验题成为了高考中化学核心素养考查的重要载体。

一、海南省“三新”高考化学实验试题的特点

在《普通高中化学课程标准》（2017版）中，学业质量划分为4个水平，学业质量水平4是等级性考试（高考）的命题依据。在高考化学选择题实验部分考查要点有：以实验为情境，考查目的、操作、现象、结论之间的关联，指向证据推理，以实验为情境，考查物质性质和反应原理；主观题实验部分考查要点有：注重“证据”与“结论”的逻辑关联，考查“宏微结合”“证据推理”等化学学科核心素养。

探析2020～2022年海南省新高考化学实验试题，发现其通常以真实的化学、化工实验为背景，通过系统的实验设计和完备的研究方法加以呈现。为了达到较强选拔功能，高考化学实验考查的综合程度高、命题素材广、考查角度灵活多变。

例如2022年海南省新高考化学卷第17题，以磷酸氢二铵的制备为真实情境，考查气体的实验室制备、一定物质的量浓度溶液的配置及计算、离子反应、滴定及防倒吸等基础知识，但实验装置比较陌生。此类题型将基础知识、必备技能和研究方法与真实情境相结合，体现了高考试题对“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等化学学科核心素养的考查。

二、高考实验分阶复习策略

学生化学实验能力的发展，符合他们对事物的认知和知识的理解规律，他们对新事物和新知识的认识都有其独特的认知规律和建构方式。化学实验能力不仅包括一般学习能力，如观察、描述、计算等，还包括化学实验所特有的实验基本操作能力及针对不同实验类型的逻辑分析能力等。学生对化学实验知识的掌握有三个层次，从了解到理解再到应用的过程。学生的模型认知规律主要分为三个阶段：认识模型、构建模型、应用模型。基于学生对知识的认知发展规律，提出高考化学实验分阶复习的策略，以此帮助学生提高高考化学实验复习的效率。分阶复习策略：即按照学生的认知规律，首先进行专题复习以此构建解题思维模型，然后通过“同题异构”训练深化思维模型，最后走进实验室应用思维模型解决相应的高阶思维题型的复习策略。

1.专题复习构建解题思维模型。化学实验是研究物质性质及其转换的基本方法和重要途径。在高三化学实验的复习过程中宜采取“分散+集中”的策略，分散是将实验思想、方法全程融入各模块复习中，循序渐进；集中则要进行专题复习。通过分析高考化学试题分类，把实验复习分为“物质的制备”和“定量测定”两大类常见题型进行专题复习，帮助学生构建不同题型的解题思维模型，提升学生证据推理与模型认知的学科素养。例如物质制备类实验的解题模型如图1：

图1 物质制备类实验的思维模型

根据上述物质制备类实验的思维模型，还可进一步分析常考的气体制备类装置的模型（图2），学生就此模型可针对实验装置评价类题型进行分析、解答。

图2 气体制备类实验装置模型

“性质探究类”实验往往以综合实验题形式呈现，从考查实验操作向考查高阶思维过渡，此类题目难度较大，在复习时教师应着重强调此类题型，它应该成为学生的一种意识和习惯，融入日常教学中。

[问题情境]向FeCl3溶液中通入少量SO2气体，设计实验证明二者之间发生氧化还原反应：

[思维引导链]①为了证明二者间发生了氧化还原反应，可检验的离子有哪些？②是检验还是Fe2+？③检验的离子间是否会相互干扰？

在这里出现了干扰因素，学生在答题时应该如何思考解题的方向？在复习时教师可以通过几道典型的例题，让学生总结出物质性质类探究试题的问题解决模型（如图3），以此解答此类试题。

2.多模块结合复习拓展解题视角。复习不宜“炒冷饭”，也没必要按照教材顺序再走一遍，宜将模块内（间）的知识进行整合，每个阶段有所侧重，但不宜太过壁垒森严。模块间（内）的融合，可以在零散的知识之间建立关联，使知识结构化、系统化、功能化，形成全面深刻的整体认识。结合近三年海南新高考化学实验试题分析，笔者发现实验试题常以考查物质制备及性质探究为载体，实则考查了元素化合物部分物质的性质、有机物的性质和化学反应原理等知识，所以化学实验的复习，可融合元素化合物专题、有机物结构性质专题和化学反应原理专题进行复习。

高考实验试题中，往往考查陌生物质的制备及其性质探究，学生可以通过在“陌生”中找“熟悉”，在“熟悉”中推“陌生”，做好知识迁移，即可解决此类的问题。例如2020年海南省新高考化学试题第15题，考查了陌生物质Na2S2O5的性质，学生可以利用元素化合物部分的内容，分析该化合物中S元素的化合价，利用氧化还原的视角，推出其具有还原性。由此可见，在复习时可以在熟悉的反应中渗透物质性质类探究思路及物质检验任务，例如在复习元素化合物这一部分内容时可以穿插复习基础实验和简单的实验探究。

3.“同题异构”训练，深化思维模型建立发散性思维模式。“同题异构”即由一道题干，设置多角度、多层次的问题，帮助学生建立发散性思维模式。一道实验题题干，可以从以下角度进行设问：

①实验仪器的识别及其使用的注意事项；

②实验涉及的反应原理；

③实验的基本操作；

④实验条件的优化；

⑤实验装置的评价；

⑥实验涉及的相关计算等。

“同题异构”应设置成综合性实验题型，设问的难度由学业水平1、2到水平3、4的高阶思维过渡。大部分学生做此类题型时很难拿到高分，在平时的训练及考试中，可以针对不同层次的学生提出相应能力要求，确保完成其能力范围以内的题目。通过“同题异构”的试题训练，让大多数学生得到一般难度题目的分值，优等生得到难度较高题目的分值，学生做好能力定位从而精准得分。

通过“同题异构”的试题训练，让学生应用已有的认知模型解决实际问题，以此深化解题思维。让学生在同一主题下，熟悉不同学业水平等级的试题，感受题目不同的呈现方式，见识不同角度的设问形式，从而灵活调取不同模块的知识储备，探索多样化的解题思路及思维方法。以此培养学生的科学探究与创新意识的化学学科素养。

4.深挖教材实验，培养深度迁移能力。以教材中的实验为题干，把复习的实验知识设计成具有一定开放度的驱动性问题，改变学生被动听讲、低头记笔记的沉闷状态，让其主动参与到解决问题的活动中，让教学内容问题化、问题活动化，师生、生生不断互动，出现多轮次的表达与争论，碰撞出解决问题的角度和思路。

[问题情境]化学教材必修1的探究实验：钠与水的反应。

问题1：从钠与水反应的实验现象中，可以推理出金属钠具有哪些物理、化学性质？

问题2：在金属活动顺序表中，Ca排在Na之前，可Ca与水反应远不如Na与水反应的速率快，可能的原因有哪些？

【资料】熔点：金属Na：97℃；金属Ca：850℃。

常温下溶解度：NaOH约20mol/L;Ca(OH)2约0.018mol/L。

[思维引导链]①资料信息可否作为思维的突破口？②反应放出的热量对不同金属的物理状态有没有影响？③生成物的溶解度会不会阻碍反应物的进一步反应？

学生通过驱动性问题的不断追问，思维得到进阶性的训练。高考中的“陌生”实验往往取材于“熟悉”的教材实验进行变形，在复习备考中，对教材实验进行深挖，有利于学生突破畏难心理，从“陌生”中找“熟悉”，构建程序化思维，培养深度迁移的能力。

5.走进实验室，强化实验基本操作，应用思维模型。“科学探究与创新意识”是化学学科的核心素养之一。建构主义提出，学生在学习中应亲身感受知识建构的过程，而化学实验探究是科学探究的一种重要方式，它模拟了知识的构建过程，在进行实验探究过程中，学生的多方面能力都能得到锻炼和提升。实验分阶复习的最后一关，即走进实验室，让学生亲历知识探究的过程，强化实验的基本操作，应用思维模型解决相应的高阶思维题型。所以，组织学生进行化学实验探究，让其感受知识的建构过程，是高三学生复习化学实验必经的重要一步。

进入实验室进行化学实验探究，并不是把课标要求的必做实验再重复做一遍，而是完成在此基础上的提升实验，以及在“同题异构”训练中学生常出现的认知误区，都可通过亲身的实验探究强化或更正。对于综合性强、难度较大的性质类探究实验，可以让给学生（小组）讲解，上台讲解前学生应明确实验目的、实验分工，并总结、整理小组成员做题中的认知误区（学生讲题流程如图4）。学生通过上台讲题的训练，改变学生听课时的单项输出模式，形成师生、生生互动的双向输出模式，既能激发学生的主动参与性，还能使学生化学用语表达流畅规范。该模式刚开始时，应选择化学基础好，语言表达能力强的学生，教师对其进行简单的培训，提出课前、课时、课后的具体要求，以保证在课堂上完成相应的学习目标。有了化学基础好的同学做示范，教师便鼓励人人积极参与其中，从而形成良好的班级学习氛围。

图4 学生讲解综合性实验题的流程

三、教学反思

高考化学实验复习，切勿“空谈”实验，如何将外显的学习内容转化成内隐的思维能力是复习时首要重视的问题。无论是专题复习、多模块融合复习、“同题异构”的训练以及最终走进实验室，让学生站上讲台，目的都是帮助学生深化思维模型，内化思维意识。

1.用情境将“裸露”的知识包装起来。有学者对教学情境作了精辟的比喻：“将15g食盐放在你的面前，你无论如何都难以下咽；但将15g食盐放进一碗美味可口的汤中，你在享用佳肴时，已经将它们全部吸收了。”情境之于知识，犹如汤之于盐；只有将知识融入情境之中，才能彰显出活力和美感。枯燥的仪器识别、复杂的物质间转化，如让学生死记硬背，则易出现知识遗漏；而在教学过程以真实情景关联出需识记的知识要点，便可事半功倍。

2.分散难点，各个击破，问题驱动调动思维活跃度。在复习综合性实验题时，由于此类题目难度较大，可在复习中将各个难点实验分散在各相应的模块中，这样循序渐进地进行实验能力的培养，利用所学知识帮助理解、记忆实验的原理，可以分散难点，减轻学生的备考压力和缓解畏难情绪。课堂教学中，以“问题”驱动形成任务线，层层递进，调动学生思维。在设置“问题”驱动时，多设计一些高阶问题以训练学生的高阶思维。课堂上给学生多一点思考、互动时间，不应该为了赶进度而“满堂灌”，学生学得疲惫不堪，老师也教得毫无激情。我们应该让化学课堂变得有趣、有用，鼓励更多的学生学好化学。

化学学科最重要的特征之一即化学实验，作为一线的化学教育工作者，可在常规化学教学中，落实开展化学实验的教学，让学生通过化学实验探究感受知识的建构过程，以此培养学生的实验思维能力，让学生真正把化学实验作为学习化学的一种重要工具。