鄭興海
摘 要:實驗是高中化學教學的重要組成部分,新高考背景下化學實驗教學的重要性越來越突出。讓學生掌握有效的化學實驗解題技巧是提升學生化學考試成績的關鍵途徑。但高中化學實驗知識點零散且復雜,很多學生無法有針對性地備考。為此高中化學教師要以培養學生的核心素養為導向,匯總實驗習題類型以及帶領學生深入分析實驗解題技巧,穩步增強學生的解題能力。文章將分析新高考背景下的高中化學實驗特點和實驗題考查的內容,運用例題探究高中化學實驗解題技巧,并提出幫助學生掌握化學實驗解題技巧的策略。
關鍵詞:新高考;例題探究;實驗;解題技巧
化學是一門基礎自然科學,一切推理必須從觀察和實驗中獲得。因而在化學學習過程中,實驗的重要性不言而喻。實驗類題目也是新高考背景下高中化學的重要考點。高中化學教師要將認識實驗、理解實驗、會做實驗作為關鍵的教學任務,在潛移默化中提高學生解決實驗問題的能力。
一、新高考背景下的高中化學實驗題特點
新高考背景下實驗題目在高中化學試題中的占比明顯提高,難度系數合理且考查范圍越來越廣泛。通過分析典型例題,總結化學實驗題目的具體特點如下:
(一)變化性
隨著新高考的實行,高中化學實驗試題的考查內容產生了較大變化。傳統的實驗試題大多來自教材,學生只需記住教材中的基礎知識點便能很好地解出題目。而新的實驗試題只圍繞教材的某一基礎知識點展開,題目的形式、內容變化多樣,給學生的解題能力帶來了較大考驗。學生必須轉變以往只記住教材基礎知識點的學習方法,有側重性地提高自身對基礎知識點的靈活運用能力,才能成功迎接新高考帶來的挑戰。
(二)研究性
新高考與新課程改革相輔相成,新高考背景下的化學實驗試題也體現著新課程改革的要求。學生不僅要明確問題探究的目的,合理制訂實驗方案,還要配以有效的調查手段,才能在實驗中掌握知識、積累經驗。這也決定了新高考背景下的化學實驗題目具備研究性特點,重點考查學生的研究能力。為此教師在實驗題目的解題教學中要注重發展學生的研究能力,培養學生良好的實驗研究意識,利用合理、科學的實驗教學為學生解題能力的提升打好基礎。
(三)生活性
化學與學生的日常生活之間聯系緊密,化學實驗能夠為社會生產活動及人們的生活服務,因而學習化學知識與開展化學實驗都需要真實的生活情境幫助。新高考背景下的高中化學實驗需要與生活掛鉤,才能深化學生對化學實驗題目的理解。這要求教師提高自身選擇生活化實驗解題教學素材的能力,努力為學生創設真實的生活化學習情境,在提高學生對實驗解題知識掌握效率的同時,也能深化學生對“化學知識來源于生活而又應用于生活”這一觀點的認識,更好地培養學生的化學素養。
二、新高考背景下高中化學實驗題目的考查內容
熟練掌握重點內容是學生靈活運用所學知識解決實驗問題的必要前提。新高考背景下高中化學實驗題目的考查內容具有多樣化特點,這給學生的記憶能力帶來了較大挑戰。一是化學實驗儀器。要想高效率解答實驗題,學生必須全面掌握與化學實驗儀器相關的知識[1]。如化學實驗儀器的分類和用途等。二是化學反應的特點。學生需要記憶、背誦的化學反應并不多,但化學實驗問題的綜合性較強,學生不能用死記硬背的方式來記憶化學反應的相關特征,而要將重點放在對化學反應的靈活運用上。
三、新高考背景下高中化學實驗解題技巧
(一)例題分析法
新高考背景下高中化學實驗題的種類多樣,包括反應原理題、定量分析題、現象觀察題與綜合分析題等。不同類型的問題需要用到的實驗解題技巧也不盡相同,教師要秉持具體問題具體分析的教學思想,帶領學生分析典型例題,以此提高學生對解題技巧的掌握速度。例如,反應原理題重在考查學生對化學反應原理的理解是否準確,以及能否將化學反應原理運用到具體的實驗當中。解答反應原理題時,學生不能操之過急,而要遵循從整體到局部的解題原則,根據題目所給實驗的基本特征展開深入分析[2]。
例題:以氯化鈉為主要成分的融雪劑會腐蝕橋梁、鐵軌等鐵制裝備,某化學實驗小組要探究氯化鈉溶液對鋼鐵腐蝕的影響,便用3.5%的氯化鈉溶液將濾紙潤濕,涂上鐵粉、碳粉的混合物,放到表面皿上;在濾紙上加幾滴檢驗試劑,再加入氯化鈉溶液至沒過濾紙。產生的實驗現象如下:在A中加入了酚酞溶液,濾紙變紅。在B中加入了鐵氰化鉀溶液,濾紙變藍。在C中加入了鐵硫氰化鉀溶液,沒有發生任何變化。回答如下問題:1.碳粉的作用是______。2.為了說明氯化鈉的作用,需要補充的對照實驗是_______。學生需要關注題目中所給的關鍵詞,即氯化鈉溶液與鐵制品。碳粉與鐵可以組成原電池,碳粉是正極。為了突出氯化鈉的作用,實驗小組需要在保持其他條件不變的情況下,更換氯化鈉溶液,如把氯化鈉溶液換成水,查看是否還會出現上述實驗現象,以此判斷氯化鈉溶液對鐵制品的影響大小。
(二)歸納法
化學實驗知識通常會關聯到相應的教學要點,學生必須牢固掌握基礎知識,才能更好地提升解題能力。教師要運用歸納法幫助學生分類記憶基礎知識與技能,有效強化學生的記憶效果。例如,為了讓學生熟練掌握化學實驗中的玻璃儀器,教師需要結合玻璃儀器的具體特征為學生歸納總結:一是可以在酒精燈火焰上直接加熱的玻璃儀器,包括試管、硬質玻璃管等。二是需要擱置石棉網才能加熱的玻璃儀器,如燒杯、燒瓶等;三是不能加熱的玻璃儀器,如滴管、冷凝管和U形管等。教師可以鼓勵學生運用思維導圖、表格等輔助記憶,可以進一步優化學生的記憶效果。
(三)排除法
排除法主要考查學生的思維辯證能力。教師在講解實驗習題時要教給學生如何去偽存真,通過求證某個命題的反例錯誤性,得出反命題的正確性。或者剔除錯誤定論來保留正確命題。在使用排除法時,學生需要深入分析題干中的隱含信息,避免審題不精準而導致解題錯誤。例如,某無色、澄清的溶液中可能含有如下離子:Na+、Cl-、Cu2+、HCO3-、CO32-、H+、SO42-,且每種離子的濃度相等。依次進行如下實驗:1.向溶液中滴加2到3滴紫色石蕊溶液,溶液變紅。2.向溶液中滴加BaCl2溶液和稀鹽酸,有白色沉淀生成。將沉淀過濾,向濾液中加入AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成。仔細審題發現,溶液的顏色是無色的,而Cu2+有顏色,故要將該選項排除;H+與石蕊溶液反應變紅,因而該溶液中一定包含H+。根據互斥性原則排除HCO3-和CO32-;條件二說明該溶液中一定含有SO42-,綜合以上分析,該溶液呈電中性,所以必須包含正離子Na+。
(四)直接記憶法
化學實驗學習包含的知識點多且復雜,會關聯到不同的儀器和實驗步驟。技巧性不強、直接提取知識點類的實驗題目需要學生熟練掌握大量化學知識。學生可以使用直接記憶法鞏固化學實驗知識,但要注意不能死記硬背,而要配合解題訓練來提高記憶的針對性,以達到融會貫通的目的[3]。
四、幫助學生掌握化學實驗解題技巧的策略
(一)提高化學實驗教學的趣味性
以往部分高中化學教師只單純地向學生講解實驗理論知識,不給學生更多參與實驗互動的機會,很難提高學生對化學實驗知識的掌握質量。要想轉變這一現狀,教師要與時俱進地更新化學實驗教學觀念,摒棄傳統的“填鴨式”教學方法,以激發學生的實驗學習興趣和培養學生的化學核心素養為導向,設置探究式實驗學習任務,將實驗學習主動權交還給學生,讓學生在主動學習實驗、探究實驗的過程中高效地掌握知識、提升技能。與此同時,新穎、有趣的事物對高中生有較大的吸引力,有助于推動學生全身心投入實驗學習當中。在興趣的驅使下,學生才能形成正確的學習習慣和優化對實驗知識的記憶效果[4]。例如,學習“焰色反應”相關知識時,教師可以借助多媒體設備向學生播放實驗視頻,以便所有學生都能清楚、直觀地觀察到實驗的細節,如鐵絲蘸取碳酸鈉固體在酒精燈上燃燒,火焰顏色呈淡黃色;蘸取硫酸銅溶液在酒精燈上燃燒,火焰顏色呈綠色等。同時,教師要用問題引導學生思考,為什么每次實驗前都要用鹽酸洗滌鐵絲,并要將鐵絲在火焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同?學生經過探討得出這種做法是為了除去鐵絲上的雜質,以防干擾最終的實驗結果。教師啟發學生積極思考、探究,不僅能加深學生對實驗知識的印象,還能提高學生的探究能力,這對學生的長遠發展意義突出。待學習完畢,教師要將學生劃分成不同的實驗小組,要求各個小組長合理安排組內成員的實驗任務,有的學生負責實驗操作,有的學生負責記錄實驗現象,也有的學生負責匯報實驗結果等。學生在動手實驗的過程中將進一步理解“焰色反應”的實驗原理,相比以往機械地背誦、記憶,這種學習方式更能提高學生的實驗學習興趣。最后,教師要鼓勵學生在安全范圍內選擇更多金屬材料加入“焰色反應”實驗當中,更利于維護學生的實驗學習熱情,學生對實驗解題技巧的記憶效果也更加理想。
(二)發揮學生在化學實驗解題技巧學習中的主體作用
教師要采取措施調動學生學習、分享化學實驗解題技巧的積極性,在班級營造化學實驗解題技巧學習氛圍,才能在潛移默化中提高學生的化學實驗解題能力。首先,教師要建立有效的化學實驗解題技巧學習激勵制度,如規定每個化學學習小組每周必須在班級范圍內分享一個化學實驗解題技巧,對任務完成出色的小組實施加分獎勵,以此維護學生自主總結、主動分享化學實驗解題技巧的積極性。同時,對于任務完成效率低下的小組,教師要耐心與組內成員溝通,幫助這部分學生找到問題所在,以及端正這部分學生的化學學習態度。在各個小組的良性競爭氛圍中,班級所有學生的化學實驗解題能力都能有所提升。其次,教師要將學生的化學實驗解題技巧掌握情況納入對學生的總體評價范圍內,在豐富評價內容、保證評價內容科學性的同時,也能提高學生對掌握化學實驗解題技巧的重要性認識。最后,高中生自主總結化學實驗解題技巧的能力尚不成熟,教師必須扮演好指導者的角色,結合實際情況為學生提供必要的幫助,才能助力學生更好地掌握實驗解題技巧。
(三)創新化學實驗教學模式
新高考背景對高中化學實驗教學模式提出了新要求,教師必須實施一定的教學創新措施,才能提升化學實驗教學質量。進入信息化時代,人工智能、大數據技術的發展給高中化學實驗創新提供了新的契機。高中化學教師也要與時俱進地提升自身的信息化教學素養,能夠借助信息技術帶來的便利性、共享性優勢進一步提升化學實驗教學質量[5]。例如,學習鋁與酸、堿溶液的反應時,教師可以在信息化平臺上將該實驗的準備材料、實驗步驟等內容推送給學生,要求學生按照預習清單的要求自主預習實驗內容,并完成相應的預習檢測。學生的預習成果能夠以數據的形式反饋到教師端,方便教師及時完善實驗教學活動。同時,學生在課前對實驗內容有了一定了解,課上便能有更多時間完成實驗細節討論、實驗操作等任務,這對學生實驗能力的提升有積極作用,也能推動學生牢固掌握該實驗所涉及的知識點內容,有效提升學生的實驗解題能力。此外,不同學生的化學實驗學習基礎各不相同,對解題技巧的掌握速度也不一樣。教師可以在信息化平臺上發送不同類型、不同難度的化學實驗內容與解題技巧,方便學生結合自身情況展開復習。同時,教師可以借助大數據技術向學生推送更多優質的化學實驗習題,讓學生不斷積累化學實驗解題技巧,逐步增強學生的化學實驗學習信心。
(四)明確實驗教學重難點
教師在組織實驗教學前要向學生講明實驗重點,使學生明確實驗的關鍵,才能提高學生對實驗知識的掌握效果。教師首先要做好備課工作,全面分析課標內容、教材及學情,明確化學實驗教學的總目標,以及合理安排實驗教學步驟,體現實驗教學的層次性,將重難點內容生動、形象地呈現在學生面前,才能取得理想的實驗教學成績。例如,學習“離子反應”相關知識時,教師設置的實驗教學重點為電解質在水溶液中的微觀行為、電離方程式的書寫、構建離子反應的概念,教學難點為電解質在水溶液中的微觀行為和微粒觀的建立。在具體的實驗教學過程中,教師要圍繞教學重難點設計教學架構和選擇教學方法,促使學生掌握不同離子間的反應情況,為學生解題能力的提升,打下堅實基礎。
結束語
新高考背景下高中化學實驗題目的重要性越來越突出,實驗題目也呈現變化性、研究性、生活性等特點。常用的高中化學實驗解題技巧有例題分析法、歸納法、排除法和直接記憶法等。學生要根據實驗題目的具體類型選擇相應的解題技巧。為了幫助學生更好地掌握化學實驗解題技巧,教師要提高化學實驗教學的趣味性,發揮學生在化學實驗解題技巧學習中的主體作用,創新化學實驗教學模式,以及明確實驗教學重難點等。
參考文獻
[1]楊道菊.新高考背景下高中化學實驗解題技巧探究[J].新課程導學,2023(25):48-51.
[2]邱長恩.新高考背景下高中化學實驗解題的探究[J].數理化解題研究,2022(28):143-145.
[3]陳鳳英.新高考背景下高中化學實驗解題的探究[J].數理化解題研究,2021(25):103-104.
[4]王秀丹.高中化學實驗設計與探究題的解題技巧研究[J].中學生數理化(教與學),2021(1):49.
[5]張露萍.高中化學實驗題的解題技巧芻探[J].成才之路,2019(24):62.