從2018年高考實驗題談化學核心素養培養

黃炳生

摘要：再次翻開2018年新課標Ⅰ理綜高考試題，從化學實驗題字里行間不難看出，試題充分體現了化學學科核心素養。站在高考化學實驗題特點的高度上進行思考，高考化學實驗題對化學教師的實驗教學與學生的實驗學習探究有著導向和標高的作用。文章基于高考實驗題，探討高中化學課堂教學中如何培養學生的化學學科核心素養。

關鍵詞：化學教學;高考實驗題;核心素養;課堂教學

中圖分類號：G633.8文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2019）10-0030-02

從化學學科核心素養中的“科學探究與創新意識”維度來看，化學實驗是化學教學的重要組成部分，具有全面發展學生化學學科核心素養的重要功能，因而成為高考考查不可缺少的內容。再次翻開2018年新課標Ⅰ理綜高考試題，再次領略高考化學實驗題的風采，怎不令人心潮澎湃呢？化學實驗具有科學探究價值，更具有創新意識。本文基于高考實驗題，探討高中化學課堂教學中如何培養學生的化學學科核心素養。

一、研習高考化學實驗題，體會化學學科核心素養

【2018高考新課標Ⅰ理綜26題】醋酸亞鉻[（CH3COO）2Cr·2H2O]為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻;二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖1所示。

【分析】本題主要考查醋酸亞鉻制備原理的實驗探究，考查學生的化學實驗與探究能力、知識整合能力。“在氣體分析中用作氧氣吸收劑”，說明醋酸亞鉻能與氧氣反應，“在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻”這一點說明Cr元素具有變價的特征，與高中階段學習的Fe元素有著驚人相似之處。第一，Fe元素有+2、+3、+6價，Cr元素同樣有+2、+3、+6價。第二，金屬鋅作還原劑，將三價鐵還原為二價鐵，甚至可以置換為單質鐵;金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻。有了這兩點作為基礎，可以發現制備醋酸亞鉻與要求學生掌握制備Fe（OH）2是異曲同工，回答問題時可以類比推理。這種知識的遷移，是一種創新意識的具體表征。

如第（1）小問中說“實驗中所用蒸餾水均需經煮沸后迅速冷卻”，這是由于醋酸亞鉻易被氧化，因此要盡量避免與氧氣接觸。存放久的蒸餾水溶有O2，因此為了防止Cr2+的氧化，實驗中所用蒸餾水均需經煮沸后迅速冷卻，以達到去除水中溶解氧的目的。針對第（2）（3）小問的實驗部分，可聯系制備Fe（OH）2的實驗教學。在教學鐵的化合物時，一般都會讓學生探究圖2裝置的實驗。這是Fe（OH）2制備實驗的改進裝置，該裝置的優點在于能較長時間觀察到白色絮狀沉淀。教師要讓學生說明利用該裝置得到Fe（OH）2的具體操作步驟，并讓學生思考為什么Fe（OH）2白色沉淀能夠保持較長時間。這個裝置對2018高考新課標Ⅰ理綜26題化學實驗題的解題是否有所啟示呢？能否通過認識“Fe（OH）2白色沉淀能夠保持較長時間”而發現2018高考新課標Ⅰ理綜26題第（4）小問“指出裝置d可能存在的缺點”的答案呢？教師要引導學生對這些問題進行認真的研究，以培養學生的化學學科核心素養。

二、創設化學實驗環境，直擊化學學科核心素養

高中化學課堂的教學目標是培養學生的化學學習興趣，提高學生的觀察能力、實驗能力、思維能力和自學能力，促進學生化學學科核心素養的發展。教師在教學過程中可以根據教學內容創設化學實驗環境，指導學生進行操作，促使學生由表象進行事物本質的探究，培養學生的化學學科核心素養。例如，在教學鐵及其化合物時，筆者嘗試過通過如下的拓展引導學生進行深入探究。

【案例1】草酸亞鐵可用作照相顯影劑和制藥工業，它難溶于水，在空氣中易被氧化。實驗室中可用硫酸亞鐵（FeSO4）和草酸（H2C2O4）在如圖3裝置制備草酸亞鐵晶體（FeC2O4·2H2O）。（1）裝置B的名稱是（ ? ），裝置C中盛放的試劑是（ ? ），裝置D的作用是（ ? ）。（2）實驗過程中，欲將配制的FeSO4溶液和H2C2O4溶液混合，操作方法是（ ? ），此時，發生主要反應的離子方程式為（ ? ）。（3）本實驗選取H2C2O4溶液而不選取Na2C2O4溶液的原因是（ ? ）。

教學過程總是變化無窮的，在不同的背景中用到同一個“實驗原理”，是不是可以讓學生在課堂學習中熟能生巧呢？高考化學試題是化學核心素養的載體，平時的課堂教學何嘗不是在培養學生的化學核心素養？回到高考實驗題，化學核心素養就會映入眼簾，有著實驗原理的理解、有著實驗試劑和儀器的名稱與選用、有著規范的實驗操作，甚至還有著實驗方案的設計等。要將這些基本技能融為一體，學生要理解實驗程序、認識實驗裝置、獲取相關信息、解讀實驗原理、設計與評價實驗方案，這意味著是在運用實驗原理、比較實驗方法、分析實驗結果等基礎上用嚴密的邏輯思維解決實際問題。因此，高考化學試題是引導化學課堂實驗教學的風向標，是教師通過試題看本質的重要依據之一。

三、備戰高考化學實驗，融合化學學科核心素養

透過高考化學實驗題，可以抓住基于能力和素養考查的實質。因此，在化學課堂教學中，教師要大膽地創設情真意切的實驗情境，讓學生感悟有價值的實際問題，將知識、情境、問題融合到實際實驗中，這才是培養學生化學學科核心素養的途徑。

例如，在教學Fe（OH）2的制備時，要告訴學生抓住幾個關鍵環節：一是防止FeSO4溶液中的Fe2+氧化，二是注意NaOH溶液中不能有氧氣，這是實驗基礎知識。讓多數學生在熟悉的“課本內容”中成長起來不太容易，但有時還是行之有效的。Fe（OH）2制備的關鍵在于與空氣隔絕，教師可以在課堂中引導學生發散思維，提高認識。

【案例2】某研究性學習小組的同學經過討論，設計出了兩套能較長時間觀察Fe（OH）2沉淀顏色的裝置，如圖4。教師要讓學生說明這兩套裝置的特點，并說明具體的操作方法。如裝置Ⅱ是利用電解原理來達到實驗目的的，電極材料是鐵棒（Fe）和石墨棒（C），可讓學生說明：A極應為什么材料，電解質溶液可選用什么物質，該實驗準備用來隔絕空氣的有機物有哪些等。

當然，課堂教學并非是簡單地教學一個知識點、一個反應原理，更重要的是用知識點、反應原理去拓展學生的思路，培養學生的核心素養。

總之，未來的化學考試評價將更加注重對化學學科核心素養的考查，實驗試題也不例外。高考化學試題將從命題立意、載體選擇、問題設置和評價方式等方面進行創新和發展，更多地關注學生的信息提取、質疑存疑、釋疑解疑、感悟交流。這是試題抽象出來的學科核心素養和綜合品質。因此，唯有站在高考化學實驗題特點的高度上進行思考，化學課堂教學才能有效，學生的實驗學習探究才能高效。

參考文獻：

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