新高考化学实验试题分析及教学策略研究

刘志平 梁凤燕 汤希雁

【摘 要】实验试题是高考试题的重要组成部分，文章以2022年新高考背景下五套化学试题的实验内容为对象，从分值及其呈现形式、考查内容及其认知水平、学科素养等方面进行了对比，分析新高考化学试题命制特点，并提出实验教学建议，以期为新高考化学实验教学及实验研究提供参考。

【关键词】高考化学 化学实验 备考策略

【中图分类号】G633.8  【文献标识码】A  【文章编号】1002-3275（2023）06-29-03

化学是一门以实验为基础的学科，纵观历年高考试题，实验试题是高考试题的重要组成部分。在新高考背景下对高考实验试题进行分析，把握试题特点和考核的关键能力，对于准确把握高考命题方向，培养学生实验问题解答能力有着重要意义。本文选取了2022年高考全国甲卷、乙卷和三套自命题卷（广东卷、湖南卷和浙江卷）所考查的化学实验试题进行对比分析。

一、高考化学实验试题分析

（一）分值权重及其呈现方式

五套试题对于化学实验内容的考查题型均包括选择题和实验综合题，分值为18～21分。自命题卷中单项选择题相对于全国卷数量较多，但单题赋分减少，湖南卷选择题首次出现了不定项选择题。化学实验试题以不同的情境材料为载体，采用文字表述、装置图、流程图、图表四种形式呈现。

（二）考查内容及其认知水平

根据《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》，可将高考化学实验试题的考查内容分为以下四个部分：①常见实验仪器及使用操作、用途等（记忆认知水平）；②物质的制备、鉴别检验、除杂、分离提纯（理解认知水平）；③描述或解释实验现象、分析处理实验数据（综合应用与分析认知水平）；④实验评价或实验方案设计（评价与创新认知水平）。将五套高考化学实验试题所考查的具体内容与认知水平进行统整分析，结果如表1所示。

由表1可知，常见实验仪器名称、选择、用途，以及实验基本操作、评价等化学实验基础知识和基本技能是高考化学实验试题的必考内容，实验原理方程式的书写、实验现象的描述、实验目的和结论的分析评判也是高考化学实验试题的热点内容。五套高考化学试题的考点和题型整体上体现了高考化学试题的基础性。此外，广东卷增加了学生绘制滴定曲线图的内容，广东卷和湖南卷分别考查了滴定计算和产品质量分数的计算，对学生的综合能力要求更高，充分体现了新高考的创新性。

高考化学实验试题对学生认知水平的考查主要集中在记忆、理解、综合应用与分析这三个认知水平，广东卷和浙江卷试题对评价与创新认知水平有所重视，这体现了自主命题卷对学生综合能力的要求更高。

（三）化学学科核心素养的考查

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》要求高考试题落实化学学科核心素养的考查。下面以全国乙卷的一道选择题和一道综合题为例进行分析。

由实验操作和现象，可得出相应正确结论的是（选择题例题，试题材料略）：

这道题通过实验操作、实验现象、实验结论的描述来判别正确的选项，所涉及的四个不同的实验命题素材两个来自元素（卤素）、糖类的性质，两个来自生活方面的物质（油脂、聚乙烯薄膜），充分体现了考查内容与生活、技术、科学等的融合。实验操作及现象的判别需从微观视角探析反应的实质，其核心素养的考查落在“宏观辨识与微观探析”“科学探究与创新意识”两个方面。

二草酸合铜（Ⅱ）酸钾（K2［Cu（C2O4）2］）可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜（Ⅱ）酸钾可采用如下步骤（综合题例题，试题材料略）：

这道题以二草酸合铜（Ⅱ）酸钾（K2［Cu（C2O4）2］）的实验室制法为试题背景，以制备工艺为主线设置问题，考查了仪器的辨识与选择、溶液配制、分离提纯、硫酸铜晶体和草酸盐的性质、实验操作方法选择及分析评价、水浴加热、溶液结晶、实验原理方程式的书写等化学核心知识。其中每个小问所体现的化学核心素养如下：第（1）问以配制硫酸铜溶液所需的实验仪器，考查学生对化学实验的观察和仪器辨识的能力，落实“宏观辨识与微观探析”“科学探究与创新意识”素养的考查。第（2）问以久置CuSO4·5H2O中出现少量白色固体的原因，考查学生语言表达、分析与解释化学实验现象的变化，并根据分析结果得出实验结论的能力，落实“宏观辨識与微观探析”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”素养的考查。第（3）问以实验中间产物的推断，考查学生综合分析实验的能力，落实“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”素养的考查。第（4）问以原料配比为1.5：1的H2C2O4和K2CO3固体反应原理方程式的书写，考查学生多角度地分析问题与解决问题的能力以及计算能力，落实“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”素养的考查。第（5）问、第（6）问和第（7）问分别以防止H2C2O4和K2CO3反应过于剧烈而造成液体喷溅的具体操作方法、反应加热方式的选择和从溶液中获得晶体所需的一系列操作，考查学生应具备的化学方法、实验操作的能力，落实“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”素养的考查。

在统整分析中发现，五套高考化学试题中化学实验部分对于化学核心素养的考查情况大体一致，其中“科学探究与创新意识”素养考查频次最多，这与《中国高考评价体系》中对关键能力考核的要求相符合；对于“变化观念与平衡思想”素养的考查比较少，这与实验试题的特点有关，一般是化学反应速率及平衡常数方面的小题考查这一素养。另外，无论是全国统考卷还是自主命题卷，对于“证据推理与模型认知”素养的考查也相对较多，充分体现了当前高考对于学生分析推理、建模能力的重视。

二、高考化学实验试题的命题特点

（一）以情境素材为载体呈现

五套高考化学实验综合试题均注重以真实情境为载体，并基于情境创设问题，让学生切身感受化学知识的实际应用。高考化学试题情境素材主要来源于日常生活、工业生产、实验室物质性质与制备等方面。例如全国甲卷第27题的情境素材为“工业生产的硫化钠含杂质，用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品”，以此情境为载体考查学生实验室制备物质的能力，落实对学生“科学探究与创新意识”素养的考查。

（二）以实验基础知识为重心

五套高考化学实验试题均包含实验仪器和装置、实验基本操作和技能、实验现象描述和解释等实验基础知识的考查。例如全国乙卷第27题考查了配制硫酸铜溶液所需的仪器、硫酸铜晶体的性质、水浴加热、溶液结晶的系列操作过程，涉及元素化合物知识和重要的化学实验。浙江卷第30题考查了醋酸溶液的配制、容量瓶的使用等知识。湖南卷第15题考查了装置作用、沉淀完全的判断方法、过滤操作的仪器选择等知识。实验基础知识与基本技能是学生进行实验探究的前提和条件，试题注重考查基础知识、基本技能和操作，体现了化学学科本质。

（三）以化学关键能力为突破

关键能力是核心素养的重要组成部分。化学关键能力包括“理解与辨析能力”“分析与推测能力”“归纳与论证能力”“实验与探究能力”［1］。例如广东卷第17题，在理解与辨析能力、实验与探究能力的基础上考查学生的归纳与论证能力。题目提供25℃下醋酸的电离平衡常数，探究25℃下醋酸电离平衡的影响因素，提出“稀释醋酸溶液或改变醋酸根离子浓度，醋酸电离平衡会发生移动”的假设，并设计实验方案验证假设是否成立。

三、实验教学的建议

第一，重视创设真实情境开展实验教学。高考化学实验试题大多以真实情境为载体，考查学生分析问题、解决问题的能力。因此，在实验教学过程中教师要重视开展情境教学，将所学知识与实际的生活生产、科技前沿、化学工艺等有机地联系起来，让化学实验知识得到延伸和拓展。例如学习氢气的燃烧可选用冬奥会火炬的情境（2022年北京冬奥会火炬以碳纤维及其复合材料制成，氢气为燃料，使火炬燃烧时的碳排放量为零，体现出“绿色”办奥理念和科技冬奥成果），以此情境展开教学能够落实学生“科学态度与社会责任”素养的培养。

第二，注重培养学生的实验动手操作能力。如果教师以口述或实验视频来代替实验操作，那么学生真正动手操作实验的机会较少，从而导致对实验仪器不熟悉、对实验现象记忆不深刻等。因此，在实验教学过程中，要注重培养学生的实验动手操作能力，激发学生对化学实验的兴趣，培养学生的科学探究态度，发展学生的“科学探究与创新意识”素养。

第三，提升学生的实验综合能力。从五套高考化学实验试题的命题特点来看，高考对于化学实验内容的考查侧重点为实验综合题。因此，实验教学要注重将分散的实验知识构建成知识网，加强学生对于实验综合题的解题训练。同时还要加强学生对于实验评价或实验方案设计的能力，以此不断提高学生的实验综合水平。

第四，回归教材，重视教材原型实验。通过对高考化学实验试题进行分析，发现某些试题能从教材找到出处。例如全国乙卷第10题的理解选项考查了蔗糖的水解实验，该实验属于“糖类的性质”实验中的一部分，是课程标准规定选择性必修课程学生必做实验之一。全国甲卷第13题的D选项考查了乙醇与金属钠反应的相關实验，该实验属于“乙醇、乙酸的主要性质”实验中的一部分，是课程标准规定必修课程学生必做实验之一。因此，在备考时教师要回归教材，关注课程标准要求学生必做的18个实验，让学生掌握实验原理，规范实验操作及化学用语。

【参考文献】

［1］单旭峰．高考化学学科关键能力的建构思路、基本内涵与考察实施路径［J］．课程·教材·教法，2022，42（6）：139．