■福建省厦门第一中学 赖德贵
(吴淑媛)
自1977年高考恢复以来,高考的考查方式与命题理念经过几次革新,已经发生了很大的变化,但始终未变的就是高考极为稳定的社会地位。因为高考不仅是社会对高等人才选拔的最佳参照,也是学校与教师的社会价值体现的主要参考。因此,从主观上讲,高考是学生人生中极为重要的一个转折点,从客观分析,高考就是高中阶段教学的风向标。对高考试题特点与规律的研究,能让教育工作者清晰地知道自己教什么,如何教等问题,进而让课堂教学更为有效。高考作为高等与初等教育衔接的桥梁,每年内容与形式上细微的变化都会影响当前的教学方式。高考是高中教学的风向标。基于此,本文立足高中化学学科,通过对高考化学实验试题呈现特点的分析,并对其命题的规律进行总结,以期从中得到一定的实验教学启示,让高中化学实验教学得以优化与完善,有更长足的发展。
高考化学实验试题多以课本教材中的实验为原型,结合社会热点、实际生产以及生活所需等因素进行适当的改进与创新,重点考查学生的信息挖掘与处理、实验设计与创新、知识迁移与应用等能力。
在当前信息化的时代,鱼龙混杂的信息充斥在人们的日常生活中,需要人们进行有效筛选与甄别,由此,当前化学学科对学生信息的获取、理解与处理能力更加看重。而当前化学高考非选择题中的第一题,也大多是以流程图的形式呈现信息,如2020年全国理综Ⅰ卷26题(节选部分如图1)。
图1 2020年全国理综Ⅰ卷26题部分节选流程图
此实验试题呈现的信息就是实际工业生产中NH4VO3制作的工艺流程图,不仅考查学生对金属“钒”知识点的理解与掌握,还考查学生对信息的获取、理解与运用的能力,学生需通过对“流程图”进行细致的观察与分析,才能获取解决问题的有用信息。
设计实验是化学学科较为重要的一环,因此,在近年来的高考化学中,也常以“实验设计探究”类的题材,着重考查学生对化学元素知识掌握的情况,以及实验设计、文字表达、图像分析等诸多能力。如2021年全国理综Ⅰ卷27题,就为学生创设了在实验室利用废铁屑制备硫酸铁铵的实验探究活动,包括铁屑的除污、尾气处理、温度控制等。此类实验试题的编写目的,一方面是让学生能依照课本教材中各类物质的反应原理及实验装置的使用原则为参考;另一方面也是考查学生思维的严谨性与创新性。这样学生才能结合题意合理选择所需的实验装置,以此科学组合、合理连接、完成设计。
近年来,高考实验试题的选材几乎都来自现实的生活与生产,其焦点也大多是社会时下的热点,如新能源中的锂电池、医药领域的新药物、生活与生产需要的新型材料、人们常议的环保等,这些都与学生的现实生活紧密相连。这些实验试题,不仅能帮助学生认识到科学、技术、社会与环境之间的紧密联系,也能让学生用化学的眼光看待问题,用化学的思维解决问题,凸显化学学科中“科学精神与社会责任”的核心素养。高考化学每一个实验试题都具有这样的特点,它往往并不是以突出某个化学知识点为重点,而是多方面、多角度、多层对学生各类素养进行全面考查。
近年来的高考实验试题已经很难再看到“偏、难、繁、怪”的内容,每一道实验试题都能在课本教材中找到原形,且大多都是以课本教材中的“实验装置”为背景,将其实验装置细分为简单的、具有实验功能的组合或片段,让学生结合所学的知识,按照题目要求,依据实验原理,选取合适的实验进行组合、连接,以此完成实验,着重考查学生化学基础知识的掌握情况及运用学科知识进行创新的综合能力。比如,实验试题中经常会出现的除杂、制气、物质检验、尾气处理等。由此可见,当前高考实验试题“立足教材”,但又“高于教材”,考查学生对课本教材中实验是否掌握扎实,能综合运用创新等能力的再考核。
通过对近年来高考实验试题特点的分析可以看出,高考化学实验试题的考点并非发生过很大的变化,其内容仍是实验仪器主要用途与使用方法、实验事故的有效预防与处理方法、常见气体的收集与处理、一般实验的控制条件与改进方案等,但其命题理念有了很大的改观,逐渐从“知识立意”向“能力立意”转变;从“偏怪题型”向“新颖题型”转变。笔者通过对近年来高考化学实验试题特点的分析,总结出以下命题规律。
当前高考化学实验试题已经很难遇见以往古怪、刁钻的题型,但更加突出一个“新”字,实验试题的内容几乎是学生未曾见过的。但是,无论题型怎样新颖,内容如何创新,当前高考化学实验试题都是以实际生活为基础,以课本教材为参考,再以一定的方式进行融合与重组。如2010年全国理综Ⅰ卷第27题。
例题:在溶液中,反应A+2B⇔C分别在三种不同试验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L及c(C)=0mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如上图所示。
此题虽然没有给出具体的化学物质,用符号“A、B、C”代替,仅是考查学生化学的基础理论“反应速率”与“化学平衡”两大知识点,可以说此题所涉及的内容极为基础,看似新颖,却是通过“基础型”的化学知识勘察学生图形观察、化学计算、语言表达等综合能力。与此同时,高考化学实验试题在充分体现“基础性”的同时,也紧密结合实际的生活与生产,凸显着化学学科的“实用性”。即高考化学的命题趋势往往是将一些“基础型”的化学知识点放置于实际的生活与生产中。比如,上文所说的钒矿粉制备NH4VO3的生产工艺,就是考查化学实验“制备”与“提纯”知识点,而这些内容都是学生在日常学习中经常接触、应用的基础知识与基本操作。可以说当前高考化学实验既体现了知识的基础型,也呈现了生活的实用性,今后的高考化学实验试题,也会秉着这样的命题规律。
纵然在当前信息极为发达的时代,学生可以通过网络、课外书等途径拓展与延伸一定的化学知识,但课本教材仍是学生学习化学知识不可或缺的重要素材。分析近年来高考化学实验试题所涉及的知识点不难发现,任何一个化学实验试题都能在课本教材中找到其原形。举例来说,2021年全国Ⅰ卷27题,让学生在探究实验中利用废铁屑制备铁盐(硫酸铁铵),它的原型就是课本教材实验活动中“盐类水解的应用”知识点,只不过课本教材中是利用废铁屑制备氯化铁(FeCl3)。
可以说,当前高考化学中的实验试题,就是以课本教材为模板,今后无论高考化学试题如何变化、教育理念如何革新、教学方式如何改进,课本教材都是高考化学实验试题命题的唯一素材,依托教材而编写高考试题这一规律,是永远不会改变的。但是,高考化学实验试题的命题绝不是课本教材中实验试题的再现,让学生死记硬背课本教材中的实验内容、过程与结果是毫无用处的。高考化学实验试题都是以课本教材为基础,结合时下热点内容与热议话题进行不断创新设计,重点考查学生运用“旧”知识,解决“新”问题的能力。
通过上文对高考化学实验试题特点的分析与规律的总结,在结合当前新课标的革新内容与教学要求,从中教师也能收获颇丰的教学启示,进而结合实际,开展有效的实验教学举措。
在以往化学实验教学中,由于教学环境、硬件设施、理念差异等因素的存在,部分教师实验教学的方式往往是“由讲代做”,将一些实验的操作细节、注意事项、实验现象等讲授给学生“听”,再由学生背。这种以口述代替操作的教学方式,会造成学生对各类实验的理解并不深入,看似极为熟悉课本教材上化学实验的理论与流程,但是面对高考中较为新颖的题型,学生就会束手无措,找不到解题的关键点与切入点。将化学实验作为学生认识化学、学习化学、应用化学的重要手段,能让学生对化学的感性、具体、表象的认识上升到理性、抽象、本质的认识,进而了解各类物质的变化规律及多种实验仪器的使用原则,让学生在切实的操作中掌握化学实验知识,这应该是化学实验教学最为基本的前提。因为学生若没有实际的亲身体验与真实的动手操作,光靠“听”与“背”,是难以掌握化学实验的关键点。由此而言,一方面,教师要将化学实验作为一种探究类活动,充分发挥学生的主体性,让学生在切身探究、体验与操作中发现与构建化学知识。另一方面,将化学实验作为一种科学的方法,让学生将“知识”变为“能力”,将“书本”变为“实际”,进而利用课堂所学解决生活中的实际问题。
当前实验教学存在的较大弊端之一就是书本上的知识讲得很少,课外习题却讲得极为仔细。近年来高考化学实验试题都非常新颖,面对学生初次遇见时的束手无策,教师在教学中往往会采用“题海战术”,让学生在更多的“实战”中见识不同类型的实验试题,进而积累一定的经验。但是,不可否认,化学实验试题是无限的,而学生的时间与精力是有限的,他们不可能经历与体验所有类型的实验试题。万丈高楼之所以能平地而起,那是因为有着较深的地基。立足基础,回归教材,让学生构建完整的化学实验知识体系,在掌握课本知识的内涵的前提下,再进行拓展与延伸,这样才是实验教学的根本。以“盐类水解的应用”实验教学活动为例,笔者为了让学生能对此内容有更加深入的了解,一方面,在课上让学生切身体会,通过动手操作,利用废铁屑制备氯化铁,让学生深刻理解其实验原理,熟悉实验的现象及操作流程,并注意影响实验成败的关键步骤及干扰因素,以此在课本教材实验的基础上,进行实验装置、药剂、方式上的创新;另一方面,在课下,让学生在生活中寻找盐类水解的应用,并找出应用中的不足,结合课堂所学,提出相关建议及实验设计,最后通过班集体的探讨与议论,选出较优的设计方案,以小组的形式开展实验探究活动。如此一来,课内外相结合的方式能让学生以课本教材为基础,以实际生活为舞台,举一反三,逐渐提高自身的实验能力与素养。
化学作为自然类学科之一,其研究的目的就是改善人类的生活,所有研究的内容及结论都是为人类的生活而服务,所以,高考化学实验试题的内容选择势必紧密联系当今社会的实际生活,这也将是未来高考化学实验试题的命题思路之一。与此同时,在日常生活中,有很多现象都可以作为化学内容的选择素材,其内容极为丰富,并且,这些内容学生相对也较为熟悉,不仅有利于学生更好地理解化学实验教学的内容,也能让学生以化学的眼光及思维观察生活现象,解决生活难题。比如,课本教材中“铝盐和铁盐的净水作用”“除水垢”“收集水样测pH值”等实验活动,都与学生的生活息息相关,所以,教师在化学实验教学中,要关注科学技术与社会的发展,并从学生已有的生活经验与社会经历的实际出发,时刻关注学生面对与化学相关社会问题的反应,以此引导学生学习化学、运用化学,这样他们才能将知识融入自己的实际生活中,进而具备化学思维,解决生活中的问题。
总而言之,实验是化学教学的重点,教师不仅要传授必要的实验理论基础与实验操作原则,更要立足生活,着重培养学生的动手能力,这样学生才能理论联系实际,不仅能更深刻地了解与掌握化学实验知识,也能具备化学思维,利用课堂所学解决生活中的问题。