學科關鍵能力視閾下高考化學實驗綜合題分析

潘賢凱

摘? ?要：化學實驗是化學學科特色。實驗綜合題是高考對學生化學核心素養及學科關鍵能力考查重要方式。研究化學關鍵能力在高考化學實驗綜合題中的考查形式，有利于教師更加精準地在實驗教學中培養學生的學科關鍵能力，落實學生的化學核心素養。對高考化學實驗綜合題的研究，可以發揮高考化學試題引導一線化學課堂教學的作用。

關鍵詞：學科關鍵能力；高考實驗綜合題；化學學科核心素養

1? 問題提出

2020年1月，教育部考試中心在《中國高考評價體系》明確提出以“一核四層四翼”作為高考試題命制準繩，高考命題從此發生了深刻的變化，對學生的考查從“考知識”向“考能力”的方向轉變^{[ 1 ]}，試題聚焦于考查學生的思維品質及能力素養，其中學科關鍵能力的考查成為高考考查的重點^{[ 2 ]}。

化學學科關鍵能力要求考生在遇到與化學學科有關的生活或學習情境時，能運用學科知識，分析和解決與化學有關的問題。作為“四層”的重要一環，對學生運用關鍵能力解決問題的考查是高考改革內容的必然選擇^{[ 3 ]}。新課程標準指出：“學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力^{[ 4 ]}。”高考正是通過對學生關鍵能力的考查，檢測學生的核心素養，“聚焦核心素養，加強對關鍵能力的考查是本輪新高考內容和命題改革的重要理念和關鍵指標”^{[ 1 ]70}。

教育部考試命題中心單旭峰研究員^{[ 5 ]}將化學學科關鍵能力概括：理解與辨析能力、分析與推測能力、歸納與論證能力、探究與創新能力。在本次研究中，運用單旭峰老師對化學關鍵能力四個方面的表述，研究高考化學實驗綜合題對學生關鍵能力的考查特點。

2? 2022年高考化學實驗綜合題對化學關鍵能力的考查分析

本次研究選取2022年高考全國甲、乙卷及北京江蘇等地共12套高考試卷中的實驗綜合題，比較分析實驗綜合題的考分比重、考查內容，探索化學關鍵能力在實驗綜合題中的考查特點，為化學實驗課堂教學提供參考。

對高考化學實驗綜合題的分值及考查內容進行分析統計，見表1。

從實驗在高考綜合題的分值占比來看，12套試題中實驗綜合題分值占全部綜合題分值比重在20%～25.9%，大多數省份的高考實驗綜合題分值占綜合題總分值20%以上，說明實驗綜合題是高考化學中的一個重要組成部分。從考查內容上看，2022年各地高考試題中的實驗綜合題大多以某一物質的制備為實驗情境，考查內容涉及儀器的辨識、選用及組裝、試劑的選擇及作用分析、物質的分離與提純、化學用語表述、設計與評價實驗等，從設問題型上看，明顯增加了原因分析方面的文字表述題，北京及廣東卷尤其注重實驗探究型考查。學生要能夠順利作答，必須要有足夠的化學基礎知識、實驗操作技能、熟悉化學儀器及其使用規則。對實驗綜合題的解答，能充分考查學生化學學科關鍵能力。

3? 教學啟示

3.1? 夯實基礎，筑牢學生理解與辨析能力

通過對2022年12套各地高考實驗綜合題的分析，可以發現化學實驗綜合題的考查，涉及對化學方程式的書寫、實驗儀器安裝順序，實驗操作步驟的確定等。考生要有扎實的基礎知識，包括對基礎概念的掌握如氧化還原概念的理解及運用，各種儀器的辨識與使用，物質制備、分離、提純方法的熟練掌握等，才能順利解答此類問題。

理解與辨析能力的提升，有賴于教師平時教學對學生的刻意訓練，尤其是對教材中的經典實驗的利用，課本的實驗原型蘊藏了豐富的實驗原理及操作規則，教師要在課堂教學中把實驗原理及實驗涉及的儀器規格、使用方法，講清、講透，于平時的教學中訓練學生的理解與辨析能力。分析2022年高考實驗綜合題，可以發現，部分試題選用了與課本相似的實驗，如氯氣的制備、溶液的配制、滴定操作等，教師在教學中，可以對課本實驗原型適度拓展，增加知識的思辨性。以氯氣的制備為例，可以讓學生思考：將分液漏斗改為恒壓滴液漏斗，對實驗有什么影響？怎樣除去氯氣中混有的雜質氣體？集氣瓶在實驗中還可以有哪些用途？教師對學生長期的刻意引導，能提高學生對信息抓取的準確性，增強學生對問題辨析能力。

3.2? 精選情境，培養學生分析與推測能力

2022年各地高考實驗綜合題均是基于一定情境下對學生實驗能力的考查。學生必需在試題情境中找準解決問題所需信息，進行合理分析，得出所需答案。高考問題情境是通過“文字與符號描述的方式進行建構的”^{[ 3 ]36}。構成問題情境的字符數越多，學生獲取信息進行分析推測的難度也就越大。12份高考試題中，實驗綜合題的平均字符達到503.58個（見表2），除海南卷的實驗綜合題為244個字符外，其余試卷的實驗綜合題的字符數均超過了340個字符，這無疑增加了學生提取信息進行分析推測的難度。

要提高學生的分析與推測能力，教師在具體實驗教學實踐中，要有清晰的思路，合理的邏輯，從實驗原理、實驗現象、物質性質的分析，推斷儀器的用途，選擇出實驗試劑，推測出反應結果。

2022年山東卷實驗綜合題的實驗情境對學生有著較大的困難度，學生要面對復雜的裝置圖及較多的化學情境中解答問題。如第1問中，對實驗裝置加熱先后順序的回答，就需要學生對實驗原理的認真分析，明確FeCl2·4H2O和亞硫酰氯（SOCl₂）在實驗中的作用，分析解讀題干中物質性質，根據物質性質及儀器作用，得出合理答案。該題要求學生能夠依據對關鍵信息的提取，從物質的分子結構分析其物理性質、化學性質；能根據儀器特點，結合經典化學實驗，推測儀器裝置的作用，考查學生的分析與推測能力。

教師要在具體的實驗情境中培養學生的分析與推測能力，要注重對實驗試題的設計，把問題隱藏于精心設計的各種情境中，訓練學生在多字符的環境中提取有效信息，提高學生分析推測物質性質或實驗現象等能力。

3.3? 啟發引領，提升學生歸納與論證能力

教師在教學中要注意對學生思維方式的引領，幫助學生建構一定的思維模型，有利于學生迅速找到有效證據，轉化處理數據，總結歸納規律。

以研究物質的性質為例，教師在教學中，可以幫助學生建立探究陌生物質性質的基本思維模型：（1）從物質結構入手，判斷物質性質；（2）從周期律出發，探尋物質性質的遞變規律；（3）從物質類別分析，考慮物質的通性；（4）以元素的化合價的變化思考，確定物質在反應中所起的作用。

促進平衡右移，持續生成SO₂。可以從各物質性質出發利用平衡移動原理得出答案。第6問涉及對反應I₂+ SO₂+ 2H₂O =2I^-+ 4H^＋+ SO₄^2－的分析，依題意可以發現，共有1.3 mL的碘標準溶液被消耗，其中，做空白實驗消耗了0.1 mL，實際消耗的碘標準溶液為1.2 mL，根據化學反應方程式對應的數量關系，即可算出SO₂含量，注意到SO₂的平均回收率為95%這一信息，所得結果還應除去0.95這一數值，才是實際 SO₂含量。要完成本題的設問，學生需要有較強的分析問題及提取關鍵數據并運用關鍵數據得出恰當結論的能力。

教師在課堂教學中要有意識地利用教材中的實驗，引導學生利用思維模型，尋找有效信息，驗證設想，進而提升論證能力，如課本必做實驗亞鐵鹽及鐵鹽性質的研究，學生根據思維模型，可以注意到鐵元素的價態，尋找氧化劑驗證其還原性，尋找還原劑驗證其氧化性，利用物質分類，尋找試劑，驗證其作為鹽類所具有的通性，歸納總結出鐵鹽及亞鐵鹽的性質。

3.4? 注重實踐，激發學生探究與創新能力

化學實驗因其實踐過程中可以發生的多種不可預測性，非常有利于學生的探究與創新精神的激發。教師要留意學生在實驗中發現的問題，用問題引領學生思考問題背后的化學原理，激發學生探究欲望和創新思路。

筆者在教學魯科版高中化學必修一“科學使用含氯消毒劑”中引導學生完成84消毒液氧化性驗證時，有部分學生發現，淀粉遇到I₂溶液時，溶液呈藍色，當對藍色溶液加熱時，則發現藍色消失，這是什么原因引起？根據學生發現的問題，筆者嘗試引導學生利用網絡資源及課外化學書籍積極探索問題答案，學生在尋找答案的同時，反復通過實驗驗證，終于圓滿地解決了心中的疑問：原來是淀粉的結構原因，使得在加熱時，碘單質與淀粉重新分離，溶液藍色消失，當溶液部冷卻時，淀粉結構復原，與碘單質重新結合，呈現藍色^{[ 6 ]}。學生在探究實驗的過程中，既得到了問題的解答，通過對實驗的設計，探究與創新能力及對信息搜索和利用能力也得到了提升。

4? 小結

對高考實驗綜合題的分析，可以看出，要提升學生的關鍵能力，教師要深刻理解學科關鍵能力的內涵，在實施教學時，有意識地引導訓練學生的關鍵能力，注重在實踐中提升學生的關鍵能力。教師要注重教材中的實驗，通過對教材典型實驗的深度分析、適當拓展，夯實學生實驗基礎，提升學生的理解辨析、分析推測及探究創新等能力。與普通實驗綜合題相比，高考化學實驗綜合題是命題專家千錘百煉后的產物，天然具有“權威性”，教師可以將高考實驗綜合題擇機引入平時教學，解析其結構，或是走進實驗室還原驗證原題中的實驗，激發學生對化學學習的興趣的同時，又可訓練學生的關鍵能力。

參考文獻：

［1］ 中國高考報告學術委員會.中國高考報告[R].2022：76，70.

［2］ 中華人民共和國教育部考試中心.中國高考評價體系[M].北京：人民教育出版社，2019：30.

［3］ 教育部考試中心.中國高考評價體系說明[M].北京：人民教育出版社，2019：30，36.

［4］ 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[S]北京：人民教育出版社，2018：3.

［5］ 單旭峰. 基于高考評價體系的化學科考試內容改革實施路徑[J].中國考試，2019（12）：45-51.

［6］ 刑其毅，徐瑞秋，周政，等.基礎有機化學[M].第二版.北京：高等教育出版社，1994：998-999.

福建省教育科學“十四五”規劃2023年度“協同創新”專項課題：指向學科關鍵能力的高中化學大單元教學實踐研究（Fjxczx23-265）研究成果