新课程背景下高考化学实验题的特点及教学策略_化学实验论文

新课改背景下高考化学实验试题的命制特点及教学策略,本文主要内容关键词为:试题论文,新课改论文,化学实验论文,教学策略论文,背景下论文,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。

综观近4年上海化学“一卷两分叉”(共同部分和选择部分)高考试题,其涉及实验内容的题目呈现出:形式新颖独特,试题的可操作性与重复性不断增强,总赋分略高于考试手册的命题取向。命题者通过多视角选材、整合设计成题,全面、公平、客观地考查学生所具备的实验能力。为此,本文结合2005~2008年全国高考上海化学卷中的实验试题来解读新课改背景下高考化学实验试题的命制特点及对实验复习教学的启示,以引起同仁对此问题的关注。

一、实验试题题型基本固定,实际赋分略高于大纲且趋向平稳

近4年由于上海正处于一期课改向二期课改的过渡期,因此其试题的编制既要适用于“使用一期课改课程标准的考生”,也要适用于“使用二期课改课程标准的考生”。而命题者在实验试题的设计时很好地体现了这一要求,其实验题主要分布在第(Ⅰ)卷的选择和第(Ⅱ)卷的填空(26A、B题和27无机化工实验题)中。实验题在试卷中分布合理,题型基本稳定,分值略高于考试手册(大纲)且趋向平稳,分叉题考生选择的自由度大,符合两类考生所学教材实际和应试心理,突出了实验试题在学科选拔中的功能与地位。具体结构分布见表1(试卷总分为150分)。

表1 上海新课改过渡期高考化学实验试题结构分布

题型

年份

合计比例

选择题号(分值)填空题号(分值) %

20058(3),9(3),10(3),15 26(12),27(12)

44 29.3

(3),19(4),21(4)

200611(3),13(3),16(3),1826(12),27(12)

41 27.3

(4),21(4)

6(3),7(3),9(3),11

2007(3),16(3),17(3),18 26(12),27(12)

50 33.3

(4),22(4)

200810(3),12(3),15(3),1826(12),27(12)

43 28.7

(4),19(2),21(4)

由表1统计结果可知,过去4年配合新课改的高考题的考查力度比重增加(当然,试题中也涉及元素化合物、概念和理论、化学计算等的考查),趋向稳定态势。这是新课改课程标准的具体体现,充分说明化学实验教学在实施“三维目标”中的重要地位和作用。近年高考题命制很好地配合了新课改,符合时代发展趋势,值得肯定和赞赏。

二、实验试题命制特点及教学对策

1.选材源于教材资源的综合,注重对基本实验操作、原理现象和绿色化学理念的考查

例1 (2008年第26A题)如图1所示,将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来,将乙针筒内的物质压到甲针筒内,进行下表所列不同实验(气体在同温同压下测定)。试回答下列问题:

图1 实验示意图

续表

(1)实验1中,沉淀最终变为______色,写出沉淀变色的化学方程式______。

(2)实验2甲针筒内的现象是:有______生成,活塞______(填“向外”“向内”或“不”)移动。反应后甲针筒内有少量的残留气体,正确的处理方法是将其通入______溶液中。

(3)实验3中,甲中的30mL气体是的混合气体,那么甲中最后剩余的无色气体是______,写出反应的化学方程式______。

(4)实验4中,已知:。甲针筒除活塞有移动、针筒内有白烟产生外,气体的颜色变化为______,最后针筒内剩余气体的体积约为______mL。

命制特点 在首倡绿色化学、微型化学实验教学之一的上海,早在上世纪80年代末(先于人教版等高中教材),一期课改教材主编刘正贤先生就把针筒实验写进课本,因此,这类试题出现在高考卷中具有先进性。注射器针筒实验具有操作方便、现象明显的优势,尤其是具备药品用量少、仪器结构简捷的微型化特征,易实现有害物质零排放。同时,展示了两针筒完成多组实验的过程,反映了实验试题的综合性强。而所考查的4个反应是一、二期课改考生都必须掌握的实验,因此,试题也适合使用一期课改教材考生选做,这就为考试设置了宽松而又公平的竞争环境。此外,试题不仅透视实验教学的绿色化、微型化理念,也富有人文性。

解题思路 本题借助针筒实验,考查了高中重要的4个反应原理、实验操作、现象观察、分析与推理。实验1考查了氢氧化亚铁的制备、氢氧化亚铁碱性环境极易氧化的性质及现象描述;实验2的硫化氢与二氧化硫的趋中反应(原理及实验)源于高中必修教材,其反应发生的必然性和现象判断考生十分熟悉:实验3着重考查二氧化氮在水中易发生歧化反应的性质和生成NO体积预测;实验4的实验反应原理以信息给出,通过实验考查考生对过量判断以及过量反应物与生成物反应的认知推理能力。实验(2)~(4)还要求通过反应前后气体体积的变化,应用阿伏加德罗定律对反应进行压强、体积变化的观察与判断。

教学对策 新课程高考(无论是上海卷还是全国卷)的试题明显回归教材,反映出“用教材考”的命题策略。以中学教材中的实验为依据(基本素材取自教材),并进行改编整合生成实验试题,这已成为一种趋势,也是新课改精神的使然。因此,高考前的实验复习教学应充分利用、挖掘新课程教材中的资源,尤其是重要基础实验的规范操作、装置设计、现象的观察与描述、现象变化及变化原因的解释等。这些实验主要包括:物质制备与生成、海水提溴和海带提碘的一系列操作(如灼烧、萃取、分液、过滤、蒸发等)、喷泉实验、物质的量浓度溶液配制、中和滴定、纸上层析等。同时,要注重通过实验复习的教学与组织,训练和促进学生描述、分析实验现象,进而通过实验现象探讨实验原理。在这一过程中,学生逐步提高了解决实验问题的综合能力。

2.选材源于教材实验的整合,突出对实验设计创新、反应原理应用和学习能力的考查

例2 (2008年第12题)取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电源,一段时间后,发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为白色,外圈呈浅红色[见图2(Ⅰ)],则下列说法错误的是()。

图2 实验示意图

A.b电极是阴极;

B.a电极与电源的正极相连接;

C.电解过程中,水是氧化剂;

D.b电极附近溶液的pH变小。

命制特点 电化学实验(原电池和电解)是上海卷规定的必考内容,学生考前对用惰性电极电解饱和食盐水、氯化铜等原理、电解反应与产物已非常熟悉。本题以电解饱和食盐水为素材,考查了有关电学与电极名称判断、电解原理与产物、电解产物氯气与水反应的产物和对实验现象的分析与判断,设计新颖创新,对电解原理、产物及其性质实现了全方位的深入细致的考查。其实,2007年高考上海化学卷第16题[见图2(Ⅱ)]与该题的设计具有同样的新意和考查功能;但2008年第12题选项设计的视角、考查的思维深刻性要求更高,且实验的真实性、实验的可操作重复性好。

答案 D。

教学对策 凡是综合性实验题的素材都直接源自对教科书中实验的整合和改进。例如,2005年第26(B)题考查的是溴苯制取实验的优化装置探究、2007年26(B)题考查的则是胆矾的制取及结晶水含量的测定探究等。此类试题都要求考生应用已学知识去解决或探索生成的递进关联性问题,或设计新的方案并进行评价。因此,教师在高考复习时应引导学生重温并熟练掌握已做过的教材实验,尤其要对一些理论、物质的性质与实验有紧密联系的复习内容进行深入探究;对实验中涉及的反应原理、重要现象要引导学生分析、总结和归纳。在充分利用教材实验资源的基础上,教师可结合考试大纲中实验考查的“内容和要求”编写实验探究性练习题。其练习题的编撰要求亲近教材,以真实实验为本或为生长点,组织学生进行练习,并根据需要及时辅以具体操作佐证。

3.选材源自课标内容的多维组合,重视规范操作、问题解决和可持续发展能力的考查

例3 (2008年第27题)明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如图3所示:

图3 实验生产分离流程框图

根据图3所示,完成下列填空:

(1)明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水(每升含有251.28 g氨)______mL,用规格为______mL量筒量取。

(2)氨水浸出后得到固液混合体系,过滤,滤液中除外,还有大量的,检验的方法是______。

(3)写出沉淀物中所有物质的化学式:____________。

(4)滤液Ⅰ的成分是水和______。

(5)为测定混合肥料中钾的含量,请完善下列步骤:

①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量______溶液,产生白色沉淀。

②______、______、______(依次填写实验操作名称)。

③冷却,称重。

(6)若试样为m g,沉淀的物质的量为n mol,则试样中的物质的量为______mol(用含m,n的代数式表示)。

命制特点 无机化工框图题在高考上海化学卷上世纪80年代中期诞生,一直延续至今。此题以明矾石为起始原料,生产氢氧化铝、钾氮肥等一系列化工产品为线索,信息以框图呈现,问题设置梯度符合考生认知“最近发展区”,考查的实验知识与技能覆盖面广,包括规范的实验操作、分离提纯及要领的把握,或考查其中某个产品的检验,某道工序方案的优化、多角度评价等。渗透的教育教学理念主要有资源的合理综合利用、绿色化学实验(绿色化工生产)、可持续发展等。考查的结果能较好地表征考生实验水平、解决实验问题的能力高低等学科素养,具有很好的区分和选拔功能。

解题思路 识图解读是解决所有问题的前提。由实验生产分离流程框图可知,原料经焙烧、浸出、加氨水后过滤,得沉淀和滤液。由滤液分离生产铵盐、钾盐混合肥料;沉淀经由强碱溶解、过滤、洗涤沉淀得产品氧化铁,向滤液中通入空气(应是富的空气)使偏铝酸钠转化为沉淀。理解生产实验操作的两条主线与目的后,再运用物质的量浓度溶液配置容量瓶的选择、氨根离子的检验,根据待检物必须完全反应选择沉淀剂和根据化学方程式中的计量数进行物质的量计算技能,题设所有问题的解决即水到渠成。

教学对策 虽然本类题考查的综合性强,涉及的实验知识、技能广,但都源于中学教材,是新课程标准要求达到的知识技能。然而,考查偏重基础的倾向性却由于情境陌生、组合性强,读图理解答题要求较高等特点,是定性、定量、基本操作与设计、方案分析、数据处理的综合考查;而这些能力与要求恰恰是大多数考生所欠缺的,也是造成考生失分的重要原因。由于这类实验题的答题准确率不是高考前短时突击就能奏效的,所以教师在日常教学中要结合典型的无机物生产(制备),让学生尝试、体验实验探究过程,并做到实验前充分预习准备,实验中规范完成每步操作,认真观察记录,实验后客观分析并完成实验报告。

总之,基于新课改理念下的高考化学实验试题在试卷中占有举足轻重的地位。因此,高考复习教学应重视对近年来高考化学实验试题选材、考查范围、考查目标要求和命题改革方向的了解和研究,以期引导学生有效地改进实验复习方法,提高化学实验复习教学的针对性、合理性和有效性。

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