在教材实验的基础上创新——浅谈近三年全国高考理科综合化学实验题的特点，本文主要内容关键词为：基础上论文,浅谈论文,近三年论文,化学实验论文,全国高考论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
近三年全国高考理科综合化学实验题，都是在现行教材中实验的基础上创新而得。将现行化学教材中的演示实验、学生实验和研究性实验等进行实验装置、方法、条件等方面的改进，确实能创造出源于教材又高于教材的化学实验题。本文研究了近三年全国高考理科综合化学实验题与现行化学教材中某些实验的相关性，提出近三年全国高考理科综合化学实验题的特点，供中学化学实验教学时参考。
一、装置创新
实验室制氢气是中学化学实验中一个非常基本的实验。教材中的演示实验和学生实验都采用图1装置来进行。在试管里放几粒锌粒，加5mL稀硫酸，塞紧带导管的橡皮塞就可进行氢气的一系列实验。由于该装置简单、易于装配和操作，确实给这个实验在中学的普及创造了条件。但由于这个装置过于简单，因此也产生一些不足，如实验不易控制，只要锌粒与稀硫酸一接触，就发生反应直到结束；在进行实验时，药品用量和实验进度都必须准确把握等，给初学化学者带来了一定的困难。
图1 实验装置
2001年全国高考理科综合化学实验题就是针对实验室制氢气装置存在的不足而提出装置创新的。题目首先提出用图2装置来制取氢气，并叙述了这个装置的用法和特点：在塑料隔板上放粗锌粒，漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸，若打开弹簧夹，则酸液由漏斗流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应，产生的氢气由支管导出；若关闭弹簧夹，则试管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒脱离接触，反应自行停止。需要时再打开弹簧夹，又可使氢气发生。这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。然后，围绕这个装置提出层层深入的四个问题。从回答“为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降？”开始，引导学生通过阅读理解题中文字、观察分析图2装置进而领悟出固液的分离与接触是气压的变化引起的。制气的条件是块状固体跟液体不加热反应。悟出制气原理和条件之后再回答这种制气装置在加入反应物后，怎样检查装置的气密性；回答①用大理石与盐酸反应制取二氧化碳，②黄铁矿与盐酸反应制取硫化氢，③用二氧化锰催化分解过氧化氢制氧气，这三个实验哪一个可用这种随制随停的装置。最后指出食盐跟浓硫酸反应制取氯化氢不能用这种装置随制随停，让学生说明理由。这是一个学习者领悟别人创造该装置的创新过程。
图2 实验装置
实验室制取氢气是中学生非常熟悉的基础实验之一。通过对学生非常熟悉的实验进行改进并围绕改进后的装置提出问题，来考查学生认识事物、分析事物、揭示规律并运用获得的规律来解决问题是近几年高考考查学生思维品质和创新能力的一个非常重要的视角，应是今后化学实验教学改革的一个方向。
二、方法创新
在高中化学演示实验中，喷泉实验留给学生的印象是深刻的。这个实验操作简便，现象明显，只要打开图3装置中橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，就产生美丽的喷泉。这个实验用来说明氯化氢和氨等气体极易溶于水，效果极好。因此，在化学实验教学中教师很少去考虑如何改进这个实验以获得更明显的现象，或使这个实验更易于操作，或使这个实验更能培养学生的实验能力。
图3 实验装置
2002年全国高考理科综合化学实验题是针对喷泉实验的引发方法而设计的。在29题（Ⅰ）考查了与气压有关的物理问题的基础上，29题（Ⅱ）先考查了氨的实验室制法的化学方程式；氨的收集与干燥；图3装置进行喷泉实验的引发方法。然后提出如果喷泉实验用图4的装置来进行，请说明引发实验的方法。图3和图4相比较仅差一个预先吸入水的滴管。这个差异可以说是喷泉实验教学很少考虑的问题，无疑是一个创新。这一变化会促使学生重新审视喷泉实验产生的原理，使学生认识到要使喷泉实验发生就必须想方设法造成烧瓶内外的压强差，促使氨气与水接触。学生会按照阿伏加德罗定律的有关推论，想到用加热使瓶内气体体积膨胀，赶走空气，使氨气与水接触，或用冷却使烧瓶内气体体积收缩，让大气压把水压进烧瓶等等。这一解决问题的过程，考生需要对自身的认知结构进行调整，产生认知结构中原本没有的解决问题的办法，生成引发实验的新方法，有效考查了学生的实验能力。
图4 实验装置
目前，中学化学实验教学还是囿于中学化学教材，不仅学生按教材中的实验步骤进行实验，教师也是按教材中的实验步骤进行教学。1995年全国高考化学试卷，在选择题中对喷泉实验可用的气体和液体进行考查之后，化学教师在喷泉实验教学中开始注意“什么样的气体和什么样的液体能形成喷泉”的问题，可以说这是喷泉实验教学的进步。但是中学化学教学对该实验的其他方面仍然缺乏关注。可以说在2002年高考前，喷泉实验教学很少去考虑把“预先吸入水的滴管”取掉之后，喷泉实验的引发问题。2002年高考后，喷泉实验教学才开始注意喷泉实验的引发问题。这一方面说明了高考实验试题对中学化学实验教学的导向作用，另一方面也说明中学化学实验教学很少自觉地对中学化学教材中原有实验进行创新，以培养学生的实验能力。
三、条件创新
制备氢氧化亚铁是中学化学实验中实验条件要求比较严格的实验。中学化学教材用图5装置来制备氢氧化亚铁。实验时要求用“新制备的硫酸亚铁溶液”；“将滴管尖端插入试管里溶液以下，慢慢挤出NaOH溶液”等，这些都是保证生成的氢氧化亚铁不被空气中氧气氧化的基本条件。但是仅有这些条件显然不够。在中学化学教学中，化学教师为培养学生严谨的科学态度，激发学生学习化学的兴趣，曾对这个实验条件进行挖掘，如在硫酸亚铁的液面上覆盖一层苯等。
图5 实验装置
2003年全国高考理科综合卷33题，就是对高中化学教材中的氢氧化亚铁制备的实验条件进行挖掘和创新而得。题目指出可用两种方法制得白色的Fe（OH）[，2]沉淀。方法一：用不含Fe[3+]的FeSO[，4]溶液与用和含O[，2]的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。题目就这种制备方法提出相关的问题：（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO[，4]溶液时还需加入什么？（2）除去蒸馏水中的O[，2]常采用什么方法？（3）用长滴管吸取不含O[，2]的NaOH溶液，插入FeSO[，4]溶液液面下，再挤出NaOH溶液，让学生说出这种操作的理由。这是对教材中制备氢氧化亚铁实验的挖掘。只要考生高中化学基础知识掌握得比较好，就能很好地回答这些问题。
方法二：在图6装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H[，2]SO[，4]等试剂制备。
图6 实验装置
题目就这种制备方法提出：（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是什么？（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是什么？（3）为了制得白色Fe（OH）[，2]沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是什么？（4）这样生成的Fe（OH）[，2]沉淀能较长时间保持白色，其理由是什么。
从方法一到方法二，问题情境由熟悉到陌生，思维由表面到深层。究竟试管Ⅰ和Ⅱ中放什么物质，学生要以实验目的“制得白色的氢氧化亚铁沉淀”为引导，认真思考题目所给的试剂，想办法创造条件尽量减少生成的Fe（OH）[，2]与空气的接触。经历一番深思，才能发现试管Ⅰ应放稀硫酸和铁屑；试管Ⅱ应放NaOH溶液；为了制得白色Fe（OH）[，2]沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后应检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度，等排出的H[，2]纯净时，再夹紧止水夹；由于试管工中反应生成的H[，2]充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界的空气不容易进入，如此生成的Fe（OH）[，2]沉淀就能较长时间保持白色。
中学化学实验中有许多实验对条件并没有作严格的要求。这些实验在促使学生掌握化学知识，培养学生的学习兴趣方面具有重要作用。而严格实验条件不仅能获得精确的实验结果，而且更能培养学生严谨的科学态度，获得对自然及科学本身更加真实的看法。因此把实验条件变得更加严格，既是高考实验试题改革的方向，又是中学化学实验教学一项基本要求。
近三年全国高考理科综合化学实验题表面上看很普通、很平常，实则都不同程度打中了中学化学实验教学的薄弱环节。这也说明了目前的中学化学实验教学还没有真正落实创新教育的理念。在教材实验的基础上进行创新，不仅是高考改革的方向，而且更是中学化学实验教学落实创新教育的有效措施。