從科學(xué)探究角度審視化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)

從科學(xué)探究角度審視化學(xué)實(shí)驗(yàn)并研究高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)，可以找到破解高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)困境的方法。

一、 高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題的特點(diǎn)

分析浙江省高考試卷可發(fā)現(xiàn)，化學(xué)試題中有一明顯的變化趨勢(shì)：“以科學(xué)探究為主線，拓展了考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)的命題空間，增加了化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題的比例，加大了化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力的考查力度”。以2011年高考化學(xué)試題為例，涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的試題如表1所示。

從表1可總結(jié)出以下幾個(gè)特點(diǎn)。

1． 各種高考題型里都植入了化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題

高考理科綜合能力測(cè)試卷中共有1１道化學(xué)試題（7道選擇題、4道主觀題），其中有2道是化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題，8道試題涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，直接跟化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的問(wèn)題占化學(xué)試題總分的55%以上。不論是選擇題還是填空題和簡(jiǎn)答題，每種題型都植入化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，這是值得大家注意的一種命題變化方向。大家知道，化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)科學(xué)賴(lài)以發(fā)展的基礎(chǔ)，從中也就可以理解高考化學(xué)試題中突出化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、加大化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾榱Χ鹊脑蛄恕?/p>

2． 各類(lèi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)都作了考查

蘇教版高中化學(xué)教材《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》中將化學(xué)實(shí)驗(yàn)分為物質(zhì)的分離和提純實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別實(shí)驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)條件的控制實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)問(wèn)題研究實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)的定量分析實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)的制備和合成實(shí)驗(yàn)等七大類(lèi)，高考化學(xué)試題中對(duì)各種類(lèi)型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)都作了考查，覆蓋了無(wú)機(jī)和有機(jī)實(shí)驗(yàn)、定性和定量實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)安全等各種內(nèi)容。

部分高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題中雖然選用了大學(xué)化學(xué)中的實(shí)驗(yàn)作為命題素材，但試題中要求考生解答的問(wèn)題還是落在中學(xué)化學(xué)教材上。如，第28題的實(shí)驗(yàn)裝置圖可在《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》第95頁(yè)找到原型，其中的實(shí)驗(yàn)操作流程跟《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》第92頁(yè)“阿司匹林的合成實(shí)驗(yàn)”基本相同。

3． 科學(xué)探究的各個(gè)環(huán)節(jié)都有涉及

科學(xué)探究過(guò)程可簡(jiǎn)略分成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假說(shuō)、設(shè)計(jì)方案和完成實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)資料的收集、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理等五個(gè)環(huán)節(jié)，由此審視2011年我省的高考化學(xué)試題可以發(fā)現(xiàn)，不同化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題中能力測(cè)試的側(cè)重點(diǎn)雖有不同，但構(gòu)成了一個(gè)整體。命題者以不同的化學(xué)實(shí)驗(yàn)素材為載體，針對(duì)科學(xué)探究過(guò)程中的多個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行測(cè)試，從不同角度、不同層面考查了學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究的能力。如，第26題的第（3）問(wèn)重點(diǎn)考查“提出問(wèn)題（哪些類(lèi)型的物質(zhì)可作為穩(wěn)定劑？）并解決相關(guān)問(wèn)題的能力”，第（4）問(wèn)考查根據(jù)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（在有I-干擾的條件下檢驗(yàn)Fe2+）的能力。第27題聯(lián)系化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率考查處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)圖像得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力。

二、 高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的著力點(diǎn)

與無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、化學(xué)基礎(chǔ)理論等板塊相比較，化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)既特殊又重要。大家知道，化學(xué)實(shí)驗(yàn)既是學(xué)生最喜歡的又是最難學(xué)好的一塊內(nèi)容，化學(xué)實(shí)驗(yàn)題是高考化學(xué)試題比例最高、也是考生失分率最高的一類(lèi)試題，所以提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的效率是高三化學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)。我們認(rèn)為，要破解復(fù)習(xí)效率低的困境應(yīng)該從以下幾處入手。

1． 以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為載體培養(yǎng)科學(xué)探究能力

化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅僅是基本實(shí)驗(yàn)操作、常用儀器使用、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察等，若從科學(xué)探究層面上審視中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、解剖高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題，可發(fā)現(xiàn)其中都包含著類(lèi)似于科學(xué)探究的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)，在解決這類(lèi)問(wèn)題的過(guò)程中，考生都要經(jīng)歷類(lèi)似于科學(xué)探究的全部或部分歷程，只有那些實(shí)驗(yàn)探究能力強(qiáng)的學(xué)生才能敏捷地捕捉到問(wèn)題中的關(guān)鍵信息、順利獲取答案。所以說(shuō)，高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的重點(diǎn)應(yīng)該是“以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為載體培養(yǎng)科學(xué)探究能力”。

科學(xué)探究的過(guò)程可認(rèn)為是解決未知問(wèn)題的過(guò)程，可用下圖簡(jiǎn)略表示。

其中主要包括①發(fā)現(xiàn)化學(xué)問(wèn)題的能力、②運(yùn)用已有化學(xué)知識(shí)作出合理假設(shè)的能力、③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和完成實(shí)驗(yàn)的能力、④觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和收集實(shí)驗(yàn)資料的能力、⑤分析和解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力等五項(xiàng)。高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中要抓住學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)針對(duì)性的問(wèn)題來(lái)提高科學(xué)探究能力。如：

問(wèn)題1． 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究某乙醛溶液是否變質(zhì)。

面對(duì)問(wèn)題1，學(xué)生自然要提出如下一系列的具體問(wèn)題：“變質(zhì)的乙醛溶液與未變質(zhì)的乙醛溶液有什么差異？檢驗(yàn)出哪種物質(zhì)可確定乙醛溶液是否變質(zhì)？檢驗(yàn)時(shí)要考慮哪些干擾因素？……”

問(wèn)題2． 一定條件下，金屬鈉在氧氣中會(huì)轉(zhuǎn)化成固體粉末，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究所得固體粉末的組成。

利用問(wèn)題2，教師可引導(dǎo)學(xué)生追問(wèn)：“鈉在氧氣中會(huì)發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)？可對(duì)固體粉末的化學(xué)成分作哪些合理的假設(shè)？提出假設(shè)后可根據(jù)什么性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)探究？……”

問(wèn)題3． 聚合硫酸鐵（PFS）是一種新型高效的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，現(xiàn)用鐵的氧化物為原料來(lái)制取聚合硫酸鐵的過(guò)程如下圖。

聚合硫酸鐵溶液中SO42-與Fe3+物質(zhì)的量之比

3∶2（填“大于”、“等于”或“小于”）。設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定聚合硫酸鐵中SO42-與Fe3+物質(zhì)的量之比（寫(xiě)出試劑、操作方法）。

利用問(wèn)題3，可跟學(xué)生一起分析討論，“上述生產(chǎn)流程中涉及哪些化學(xué)反應(yīng)？”“產(chǎn)品PFS屬于哪類(lèi)物質(zhì)，其中除了含有SO42-和Fe3+外還可能含有哪些離子？”“定量測(cè)定SO42-、Fe3+可選用哪些方法？定量測(cè)定PFS中SO42-、Fe3+應(yīng)排除哪些干擾因素？……”

顯然，多用與問(wèn)題1、問(wèn)題2類(lèi)似的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生討論，可以培養(yǎng)和提高“發(fā)現(xiàn)化學(xué)問(wèn)題的能力”和“運(yùn)用化學(xué)知識(shí)作出合理假設(shè)的能力”等；多用與問(wèn)題3類(lèi)似的問(wèn)題跟學(xué)生一起討論，可以培養(yǎng)和提高“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和完成實(shí)驗(yàn)的能力”和“觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和收集實(shí)驗(yàn)資料的能力”。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時(shí)，可將分散在各模塊中但有聯(lián)系的內(nèi)容組合成小專(zhuān)題，既能化零為整，又可提高實(shí)驗(yàn)探究能力。如，《化學(xué)I》中有“Fe2+和Fe3+相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、Fe3+檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)”，《化學(xué)II》中有“FeCl3溶液與KI溶液反應(yīng)程度實(shí)驗(yàn)”，《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》中有“鐵元素的檢驗(yàn)、鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)”，教師可以根據(jù)不同教學(xué)目的將這些實(shí)驗(yàn)組合成實(shí)驗(yàn)課題。高中化學(xué)中的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)可以組合成實(shí)驗(yàn)小專(zhuān)題，復(fù)習(xí)過(guò)程多用這種方法處理分散的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容會(huì)有多方面的教學(xué)收獲。

2． 以考試說(shuō)明和教材為準(zhǔn)繩落實(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

落實(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)科學(xué)探究能力的前提。總體上看，我省高考化學(xué)試題中考查的知識(shí)內(nèi)容、能力要求都可在《考試說(shuō)明》和教材（蘇教版）中找到依據(jù)，符合新課標(biāo)和教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)的要求，化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題也不例外。基于此，我們認(rèn)為后階段復(fù)習(xí)中應(yīng)以《考試說(shuō)明》和教材為準(zhǔn)繩，將《考試說(shuō)明》中有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)條目跟教材中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，逐條落實(shí)。

具體教學(xué)過(guò)程中，可將化學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)條目分成兩大類(lèi)，加以區(qū)別對(duì)待。

第一類(lèi)，跟具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)儀器相聯(lián)系的知識(shí)條目。例如：①初步掌握測(cè)定溶液pH的方法。②能識(shí)別化學(xué)品安全使用標(biāo)識(shí)。③初步掌握天平、酸堿滴定管等儀器的使用方法。④了解常見(jiàn)氣體和一些簡(jiǎn)單化合物的制備原理和方法。⑤能繪制和識(shí)別簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖……

對(duì)于這類(lèi)內(nèi)容，要盡可能開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，給學(xué)生創(chuàng)造既動(dòng)手又動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，在親身實(shí)踐中熟練操作技能、理解實(shí)驗(yàn)原理、吸儲(chǔ)豐富的實(shí)驗(yàn)素材。如，復(fù)習(xí)上述第①條時(shí)，應(yīng)讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中熟悉廣范pH試紙、精密pH試紙、pH計(jì)等的異同點(diǎn)；復(fù)習(xí)上述第②條時(shí)，應(yīng)讓學(xué)生具體識(shí)別“易燃物品”“劇毒物品”“氧化劑”“腐蝕物品”的標(biāo)識(shí)；復(fù)習(xí)上述第③條時(shí)，應(yīng)讓學(xué)生接觸多種托盤(pán)天平、電子天平、酸式滴定管、堿式滴定管、新型滴定管等，進(jìn)行實(shí)際操作測(cè)試；復(fù)習(xí)第④條時(shí)，可通過(guò)制取H2、O2、CO2、Cl2、NH3、C2H4的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸納整理。

第二類(lèi)，跟具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)儀器難以直接聯(lián)系的知識(shí)條目。例如：①了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究過(guò)程中的一種重要方法，了解實(shí)驗(yàn)探究的一般過(guò)程。②了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化和安全性要求。③初步了解常見(jiàn)物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法。④初步掌握控制反應(yīng)條件的方法。⑤能通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)收集有關(guān)數(shù)據(jù)和事實(shí)，并科學(xué)地進(jìn)行分析和處理……

這類(lèi)內(nèi)容比較抽象、籠統(tǒng)，復(fù)習(xí)過(guò)程中要盡可能通過(guò)具體實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體驗(yàn)和理解相關(guān)要求。如，復(fù)習(xí)第①條時(shí)，可結(jié)合《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》教材中“物質(zhì)性質(zhì)探究”專(zhuān)題中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生了解科學(xué)探究的一般過(guò)程，明確實(shí)驗(yàn)法、觀察法、分類(lèi)法、比較法等基本方法；復(fù)習(xí)第②條時(shí)，可結(jié)合《必修I》教材中的“氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”“二氧化硫性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”“銅片跟硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”等，讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中“綠色化”和安全性的要求；復(fù)習(xí)第③條時(shí)，可跟學(xué)生一起梳理高中化學(xué)各個(gè)模塊中出現(xiàn)過(guò)的“元素分析儀測(cè)試C、H、O、N、S、Cl、Br等元素”“紅外光譜儀確定某些有機(jī)原子團(tuán)”“原子吸收光譜確定物質(zhì)中的某些金屬元素”“分光光度法測(cè)定物質(zhì)的含量”“1H核磁共振儀確定氫原子化學(xué)環(huán)境”“質(zhì)譜儀確定有機(jī)物結(jié)構(gòu)特征”“李比希法測(cè)定有機(jī)物中C、H組成”“鈉熔法定性確定N、S、Cl、Br、S等元素”“銅絲燃燒法定性確定有機(jī)物中是否含有鹵素”等等。

3． 以高考試題為范例培養(yǎng)解答化學(xué)實(shí)驗(yàn)新題型的能力

提高解題能力是高考復(fù)習(xí)后階段最直接的目的，精選練習(xí)題作必要的訓(xùn)練是提高解題能力必不可少的手段。將每年《考試說(shuō)明》中的參考試卷跟當(dāng)年高考試題作對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，其中的試題類(lèi)型、試題中信息類(lèi)型、試題中設(shè)問(wèn)方式等都很相似，且連續(xù)幾年的高考試題都保持了較好的穩(wěn)定性和連續(xù)性。研究《考試說(shuō)明》中參考試卷中的試題、往年的高考試題，以此作為范例來(lái)精選化學(xué)實(shí)驗(yàn)練習(xí)題，是提高解答實(shí)驗(yàn)題能力的有效手段。

高考中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題主要有以下三類(lèi)。

第一類(lèi)，跟“實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)原理”等相關(guān)的是非判斷型選擇題。這類(lèi)選擇題中，選項(xiàng)內(nèi)容大多數(shù)取材于高中化學(xué)教材中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，例如2011年浙江省高考理科綜合第8題、2011年浙江省考試院調(diào)研理科綜合第10題。

第二類(lèi)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)答題。在以考查元素化合物、有機(jī)化合物或化學(xué)基礎(chǔ)理論為主的大題中，植入化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。大多是“物質(zhì)組成和性質(zhì)探究”“根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料（數(shù)據(jù)型、圖像型）研究實(shí)驗(yàn)結(jié)論”等相關(guān)的問(wèn)題。例如2010年浙江省高考理科綜合第25題中的第（5）小題、2011年浙江省高考理科綜合第27題中的第（2）小題等。

第三類(lèi)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)大題。大多是以考生完全陌生的新實(shí)驗(yàn)素材，從不同角度設(shè)置問(wèn)題，綜合考查實(shí)驗(yàn)操作技能和化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力等。例如2010年浙江省高考理科綜合第27題，是以大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“實(shí)驗(yàn)室制取硫酸四氯合銅晶體”為素材，2011年浙江省高考理科綜合第28題，是以大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“實(shí)驗(yàn)室制取二苯基乙二酮”為素材，兩道試題中都以化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作（結(jié)晶、抽濾、紙層析等）為考查重點(diǎn)，同時(shí)測(cè)試綜合運(yùn)用化學(xué)基礎(chǔ)理論和化學(xué)實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

在復(fù)習(xí)后階段，要特別重視研究《考試說(shuō)明》的參考試卷、往年的高考化學(xué)試題，提高練習(xí)題選擇和編制的針對(duì)性，以上述三類(lèi)實(shí)驗(yàn)試題為范例，盡可能選擇和編制跟高考試題相似的化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題作為學(xué)生的練習(xí)題，以達(dá)到較好的模擬練習(xí)效果。

例 為了從含I2及I-的廢液中回收碘，有人設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案可表示為下圖。

（1） 先在廢液中加入Na2SO3再蒸發(fā)濃縮，目的是 ，寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式： 。現(xiàn)在有下列幾種試劑，可代替亞硫酸鈉的是 。

A． 亞硫酸鉀 B． 氯氣

C． 鋁粉D． 氯化亞鐵

（2） 第Ⅲ步操作中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

；若實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有30%雙氧水，最好選用下列哪種試劑代替？ 。

A． 氯化鐵溶液

B． 濃硝酸

C． 酸性高錳酸鉀溶液

D． 氯氣

（3） 現(xiàn)有下列裝置或操作示意圖，第Ⅴ步實(shí)驗(yàn)可選用 ，第Ⅵ步實(shí)驗(yàn)可選用 。

（4） 若要從碘的四氯化碳溶液中分離出碘并回收四氯化碳，可用 方法，分離時(shí)若要加熱最好采用的加熱方式是 （填“直接加熱”或“水浴加熱”）。

從某種意義上看，思維就是信息轉(zhuǎn)換。選擇和編制化學(xué)實(shí)驗(yàn)練習(xí)題時(shí)盡可能設(shè)置具有多樣化的實(shí)驗(yàn)信息（實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)操作流程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、曲線圖像、物質(zhì)性質(zhì)、化學(xué)常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)方程式等等），讓學(xué)生面對(duì)多種類(lèi)型的信息，作模擬訓(xùn)練，以提高學(xué)生的分析處理信息的能力。

總之，從科學(xué)探究視角，研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)特點(diǎn)，研究高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題的變化趨勢(shì)，把脈后階段化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)，會(huì)有較好的教學(xué)效果。