田益民
摘要:在解讀實驗探究題的基礎上,分析了化學反應原理實驗探究的特點。結(jié)合2016年高考北京卷理綜(化學)的2道試題,闡述了化學反應原理實驗探究題的命題視角和解題方法。指出提升教師素養(yǎng)是促進學生核心素養(yǎng)養(yǎng)成的推動力,并對落實探究性教學作了一些思考。
關鍵詞:化學反應原理;實驗探究題;核心素養(yǎng);命題解題;教學啟示
文章編號:1005–6629(2017)3–0085–04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
1 問題的提出
國家教育部已全面啟動對2004年開始施行的普通高中課程標準的修訂工作,提出凝煉核心素養(yǎng),推動落實“立德樹人”。實驗探究是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要載體,探究活動按其任務類型可大致分為四類:①物質(zhì)的制備或合成;②物質(zhì)的鑒別、分離與提純;③物質(zhì)性質(zhì)的探究;④化學反應原理的探究[1]??v觀歷年高考真題,前三種類型的實驗探究題較常見,而2016年北京卷理綜(化學)第26題、第28題(以下簡稱2題)則堅守了化學反應原理實驗探究的陣地。筆者對2題的命題視角做一些分析,以期為命題和教學提供借鑒。
2 對化學反應原理實驗探究的理解
實驗探究題源于真實的化學,重視學科能力及科學素養(yǎng)的考查,具有信息的新穎性、結(jié)論的不確定性和知識的綜合性等特點。學生必須從多角度多層次多種模式去解決問題,這類試題對學生的發(fā)散性思維能力、分析問題的能力提出較高的要求[2]。
魯科版選修4“致同學們”中指出,中學化學反應原理性問題在于探索紛繁的化學反應的本質(zhì)和規(guī)律,根據(jù)化學反應的規(guī)律控制和利用化學反應,獲取人類生產(chǎn)和生活所需要的能量和物質(zhì);從“化學反應與能量轉(zhuǎn)化”、“化學反應的方向、限度與速率”及“物質(zhì)在水溶液中的行為”三個方面介紹有關化學反應的基本原理和研究方法[3]。由此,化學反應原理實驗探究應與基本概念、基礎理論及思想方法相結(jié)合,注重思維深度,追求學科本質(zhì),彰顯科學性、抽象性、方法性、理解性、未知性及發(fā)展性等等。
3 對化學反應原理實驗探究題的命題分析
3.1 新穎課題引領探究
高考試題一般以某個課題作為探究載體,引導學生將學過的內(nèi)容、已掌握的知識遷移到解決新問題的過程中來,在考查學生面對新情境時靈活運用知識、方法和規(guī)律解決實際問題的能力方面做足文章[4]。2題在題干上均給出明確的研究課題指向,體現(xiàn)“科學精神與社會責任”,第26題基于環(huán)境保護的熱點問題,研究“用零價鐵(Fe)除去水體中的硝酸鹽(NO3-)”;第28題研究“以Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實驗對象,探究鹽的性質(zhì)和鹽溶液間反應的多樣性”,秉持嚴謹求實的科學態(tài)度。
3.2 探究要素組織試題
實驗探究涵蓋了提出問題和假設、設計方案、實施實驗、獲取證據(jù)、分析解釋和建構模型、形成結(jié)論及交流評價等要素,雖命題不拘泥于程序化的探究過程,但科學的用詞足以體現(xiàn)探究性特點。如第26題使用了“研究”“反應原理”“結(jié)果”“原因”“假設”“實驗”“結(jié)論”“同位素示蹤法”“解釋”“數(shù)據(jù)對比”等;第28題使用了“實驗對象”“探究”“檢驗”“解釋”“實驗現(xiàn)象”“實驗實證”“推測”“證實”“假設”“對比”“實驗方案”“根據(jù)”等。
3.3 關鍵信息支撐探究
這兩道題提供多種多樣信息,有文字、表格、數(shù)據(jù)、信息反應、實驗現(xiàn)象、圖像等,信息和考查目標關聯(lián)度高,許多信息直觀明了,避免閱讀量過大,有利考生在有限時間內(nèi)合理摒棄干擾信息,獨立接受、吸收、整合有效信息,順利解決新問題。
[試題片段賞析1]第26題(1)(2)
3.4 方法手段增添活力
科學問題的類型不同,其解決方法與策略也有所不同[5],正由于學科思想方法和研究手段支撐,化學反應原理探究題具有獨特的魅力,針對科學假設設計實驗時,合理控制實驗的變量,應用對比實驗的方法,關注現(xiàn)代化的實驗手段,注重定量化分析論證。
[試題片段賞析3]第26題(3)
②對于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設:i.被Al(OH)3所吸附;ii.存在于鋁的堿式鹽中。對假設ii設計了對比實驗,證實了假設ii成立。
a.將對比實驗方案補充完整。
借助實驗數(shù)據(jù)定量分析步驟一、二。若假設i成立:沉淀中亞硫酸根被Al(OH)3所吸附,固體經(jīng)過洗滌后,步驟一、二中稀NaOH溶液均用于溶解0.4mmol Al(OH)3,V1=V2。若假設ii成立:沉淀中亞硫酸根存在于鋁的堿式鹽中,步驟一NaOH溶液溶解堿式鹽[設為0.4mmol Al(OH)3-2x(SO3)x],最終產(chǎn)生0.4mmol NaAlO2及0.4x mmol Na2SO3,依據(jù)Na+守恒,消耗(0.4+0.8x)mmol NaOH;而步驟二消耗0.4mmol NaOH,V1>V2。
3.5 問題驅(qū)動實現(xiàn)飛躍
思維源于問題,以驅(qū)動性問題組織學生展開研究活動,凸顯“宏觀-微觀-符號”三重表征,融合考查知識-能力-素養(yǎng)。第26題體現(xiàn)實驗-微觀推理-理性認識,探究問題的關聯(lián)度較高,學生的思維環(huán)環(huán)相扣,由茫然到頓悟。第28題體現(xiàn)實驗-宏觀現(xiàn)象-感性認知,多角度研究反應本質(zhì),問題由淺入深,探究結(jié)論由多元到聚焦,考生在分析、推理、比較、綜合中反思整個研究過程,形成結(jié)構化的知識框架。
[試題片段賞析5]第26題(4)
其他條件與(2)相同,經(jīng)1小時測定NO3-的去除率和pH,結(jié)果如下:
4 教學啟示
限于條件,學業(yè)水平和高考的測試,目前只能通過紙筆測驗進行,因此,研究命題如何測試學生的核心素養(yǎng)尤為重要[7]。2016年北京卷的2道化學反應原理探究試題關注學生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成,凸顯“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認知”、“科學探究與創(chuàng)新意識”、“科學精神與社會責任”的培養(yǎng)主旨。值得一提的是,2016年江蘇省高考題第20題突然大改風格,亦帶有明顯的原理性探究特點,在此不再贅述。
4.1 教師素養(yǎng)是促進學生核心素養(yǎng)養(yǎng)成的推動力
探究性教學的能力并非一朝一夕能夠速成,教師應提升自身修養(yǎng),爭做課堂轉(zhuǎn)型的探索者。虛心向校內(nèi)、外名師學習,在反思性教學研究中提升專業(yè)素質(zhì);養(yǎng)成思考的習慣和持久的熱情,善于發(fā)現(xiàn)有價值的問題,主動展開實驗研究或文獻研究;挖掘內(nèi)部動力,主動開發(fā)課程資源,鼓勵師生對話交流,掌握引領學生自主、合作、探究的方法。
4.2 在課堂轉(zhuǎn)型中將探究教學落實于行動
原理探究的科學性強,原創(chuàng)難度大。一方面,立足基礎,循序漸進,善于挖掘課本素材,展開探究性實驗教學;另一方面,研究和整合經(jīng)典,積極揣摩高考原創(chuàng)題的學科價值,將試題加工后應用于課堂研究。課堂教學不允許也不可能有充足的時間按全部流程逐一進行探究,更多的是就其過程中的某一個或某幾個片基(環(huán)節(jié))進行深入探究[8]。以實驗事實情境作為背景,主張學生質(zhì)疑、課堂留有懸念、變更研究主體、觀念引領教學、鼓勵交流評價,以提升學生探究的能力和技巧。
參考文獻:
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[2]張俊華,鄒映波.怎么做,讓學生不再恐懼實驗探究題[J].化學教與學,2012,(11):73.
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