新高考下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)及實(shí)施研究

趙春宇

摘 要：新高考下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)應(yīng)有所變革，既要注重基礎(chǔ)知識(shí)的講解，又要注重學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，使其能夠靈活運(yùn)用所學(xué)，以科學(xué)的態(tài)度，靈活地解決一些新的實(shí)驗(yàn)問題，促進(jìn)其核心素養(yǎng)更好的提升，更好地滿足新高考要求，在高考中取得理想的成績(jī)。本文基于對(duì)新高考背景的解讀，探討高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，以供參考。

關(guān)鍵詞：新高考;高中化學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);設(shè)計(jì);實(shí)施

實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)的重要構(gòu)成內(nèi)容，是新高考的必考知識(shí)點(diǎn)。為落實(shí)新高考要求，給實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)提供針對(duì)性的指導(dǎo)，應(yīng)做好有關(guān)文件內(nèi)容的學(xué)習(xí)，把握新高考對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作提出的新要求，充分吃透其精髓，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，并積極尋找高效的實(shí)施策略，不斷提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，拓展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)深度，為教學(xué)目標(biāo)的順利達(dá)成、學(xué)生核心素養(yǎng)的提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一、新高考背景概述

黨的十八大和十八屆三中全會(huì)提出的關(guān)于立德樹人的要求落到實(shí)處。2014年印發(fā)《教育部關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》將提出與明確各階段學(xué)生核心素養(yǎng)作為重要內(nèi)容。核心素養(yǎng)課題組歷時(shí)三年集中攻關(guān)，確定核心素養(yǎng)相關(guān)內(nèi)容，并研制完成高考評(píng)價(jià)體系。其中《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》和《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系說明》是高考評(píng)價(jià)體系研制成果的凝練和結(jié)晶，為新高考工作的穩(wěn)步推進(jìn)提供堅(jiān)實(shí)保障。與此同時(shí)，教育部啟動(dòng)高中化學(xué)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)修訂工作，明確了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)容，給高中化學(xué)教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施提供良好依據(jù)。

對(duì)新高考背景下相關(guān)文件內(nèi)容的研讀可知，新高考將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)納入核心。從實(shí)施新高考的省份來看，高考試卷很好地體驗(yàn)了核心素養(yǎng)內(nèi)容，凸顯“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”特點(diǎn)。

二、新高考下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)原則

為深入貫徹新一輪課程改革精神，將核心素養(yǎng)培養(yǎng)工作落到實(shí)處，新高考下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)應(yīng)做好認(rèn)真的設(shè)計(jì)，尤其應(yīng)注重以下原則的落實(shí)：其一，基礎(chǔ)性原則。學(xué)生必備品格與關(guān)鍵能力的形成建立在對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)牢固掌握上，因此高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)應(yīng)從整體上把握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將基礎(chǔ)知識(shí)劃分成合理的板塊，如實(shí)驗(yàn)試劑板塊、實(shí)驗(yàn)儀器板塊、實(shí)驗(yàn)原理板塊、實(shí)驗(yàn)操作板塊。其中實(shí)驗(yàn)試劑板塊主要講解相關(guān)化學(xué)試劑的物理化學(xué)性質(zhì)、保存方法、操作要求等內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)儀器板塊講解常見實(shí)驗(yàn)儀器的名稱、操作方法、校驗(yàn)方法等。實(shí)驗(yàn)原理板塊講解高中階段相關(guān)實(shí)驗(yàn)的原理，使學(xué)生把握相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)、誤差分析等。實(shí)驗(yàn)操作板塊則為學(xué)生提供動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，使學(xué)生感受實(shí)驗(yàn)過程、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)討論，深入對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?。其二，引?dǎo)性原則。這里的“引導(dǎo)”既指將實(shí)驗(yàn)教學(xué)向提升核心素養(yǎng)方面引導(dǎo)，也包括實(shí)驗(yàn)過程中圍繞重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，幫助學(xué)生更好地理解與掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)，增強(qiáng)其實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的自信心。其三，創(chuàng)新性原則。設(shè)計(jì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容時(shí)為更好地鍛煉學(xué)生的能力，應(yīng)基于學(xué)生現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)知識(shí)儲(chǔ)備，對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合、創(chuàng)新，提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)趣味性，拓寬學(xué)生視野的同時(shí)，更好地鍛煉其遷移所學(xué)解決問題的能力。

三、新高考下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體設(shè)計(jì)

在認(rèn)真學(xué)習(xí)新高考下各類文件內(nèi)容的基礎(chǔ)上，綜合分析與新高考有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)題，得出其具備以下特征：其一，創(chuàng)新性。新高考中的實(shí)驗(yàn)習(xí)題情境較為新穎，多與人們的生產(chǎn)生活相關(guān)，一來凸顯化學(xué)知識(shí)在社會(huì)發(fā)展中的重要性，二來能很好地檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)以致用能力。其二，基礎(chǔ)性。實(shí)驗(yàn)習(xí)題一般涵蓋較多的小問，其中對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的考查占有較高比例。如考查實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)儀器名稱、尾氣處理、實(shí)驗(yàn)儀器氣密性的檢驗(yàn)等。其三，綜合性。實(shí)驗(yàn)習(xí)題考查的知識(shí)點(diǎn)多，幾乎能夠涵蓋高中階段多數(shù)的重點(diǎn)知識(shí)。部分問題難度較大，對(duì)學(xué)生綜合分析問題的能力要求較高，具有一定的區(qū)分度，體現(xiàn)了高考選拔性考試的特點(diǎn)。另外，注重學(xué)生關(guān)鍵能力的考查。學(xué)生只有牢固掌握基礎(chǔ)知識(shí)，理解實(shí)驗(yàn)情境，吃透實(shí)驗(yàn)原理，靈活地遷移所學(xué)，進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评恚拍艿贸稣_結(jié)果?；诖耍Y(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際以及具體教學(xué)內(nèi)容，專門設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)情境要求學(xué)生思考、作答：

氟碳鈰礦的主要成分為CeFCO3，是提取稀土元素的重要原料。氟碳鈰礦的冶煉工藝流程如圖1所示：

已知：①+3、+4是鈰的常見化合價(jià)。流程圖中“焙燒”后生成CeO2與CeF4;②三價(jià)稀土元素易進(jìn)入溶液，四價(jià)鈰不易進(jìn)入溶液;酸浸Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)為：9CeO2+3CeF4+45HCl+3H3BO3=Ce（BF4）3↓+11CeCl3+6Cl2+27H2O;③溶液中Ce3+的濃度不足10-5mol/L時(shí)可認(rèn)為完全沉淀。

回答以下問題：

（1）①焙燒氟碳鈰礦的目的為________;②焙燒產(chǎn)生的CeO2是汽車尾氣凈化催化劑的重要成分，其在還原、氧化氣氛中能夠供氧、耗氧。消除尾氣中進(jìn)行著CeO2=CeO2（1-x）+xO2↑（0≤x≤0.25）的循環(huán)，則CeO2消除CO尾氣的化學(xué)方程式為：______。

（2）在酸浸Ⅰ中使用鹽酸浸出時(shí)發(fā)現(xiàn)有少量的鈰進(jìn)入到了濾液中并產(chǎn)生了黃綠色氣體，則發(fā)生的離子方程式為：____________________________。

（3）向Ce（BF4）3中加入KCl溶液的目的是______。

（4）操作Ⅰ的名稱為______;操作Ⅱ中使用的硅酸鹽儀器為________。

（5）“操作Ⅰ”后為得到Ce（OH）3沉淀，需要向溶液中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)PH值。常溫下溶液的PH應(yīng)大于____，則可認(rèn)為Ce3+已沉淀完全。其中Ksp[Ce（OH）3]=1.0×10-20。

（6）上述操作后共獲得5g的Ce（OH）4產(chǎn)品，將其溶于酸后向其中加入含有0.033molFeSO4的溶液，當(dāng)Ce4+被全部還原成Ce3+后，使用0.1mol酸性高錳酸鉀溶液滴定至終點(diǎn)，共消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20mL，則該產(chǎn)品中Ce（OH）4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____（已知Ce4+的氧化性強(qiáng)于高錳酸鉀，Ce（OH）4的相對(duì)分子質(zhì)量為208）。

該實(shí)驗(yàn)習(xí)題的設(shè)計(jì)靈感來源于教材，而又高于教材。設(shè)計(jì)的問題涵蓋的知識(shí)面較廣，即需要學(xué)生結(jié)合所學(xué)，又需要學(xué)生運(yùn)用給出的已知條件進(jìn)行分析。其中問題（1）（2）（3）（4）考查了實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理等知識(shí)，看似較為基礎(chǔ)，但要想正確作答需要充分利用給出的已知條件。問題（5）（6）考查學(xué)生的計(jì)算能力，并融合“溶液滴定”實(shí)驗(yàn)知識(shí)，綜合性強(qiáng)。

四、新高考下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施

在進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教學(xué)中，為起到鞏固學(xué)生所學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生自信，鍛煉學(xué)生能力，提升核心素養(yǎng)的目標(biāo)，采取以下授課策略：

（一）預(yù)留空白，引導(dǎo)學(xué)生回顧所學(xué)

講解該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容前預(yù)留5分鐘左右的空白時(shí)間，要求學(xué)生迅速瀏覽實(shí)驗(yàn)習(xí)題，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有整體把握，尤其認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)的問題，明確各小問考查的知識(shí)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上認(rèn)真回顧對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)以及日常學(xué)習(xí)中積累的解題經(jīng)驗(yàn)，激活實(shí)驗(yàn)思維。如問題（4）考查固液分離，萃取知識(shí)，其中萃取使用的硅酸鹽實(shí)驗(yàn)儀器燒杯和分液漏斗。教學(xué)中通過預(yù)留一定的空白，先要求學(xué)生回顧所學(xué)，有助于學(xué)生做好充分的心理準(zhǔn)備，提高其回答問題的針對(duì)性，鞏固其所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，能夠很好地暴露出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的不足，使其能夠在課下及時(shí)地進(jìn)行復(fù)習(xí)，及時(shí)堵住知識(shí)漏洞，更為全面地掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)。

（二）注重互動(dòng)，啟發(fā)學(xué)生把握細(xì)節(jié)

為使學(xué)生盡快地找到正確的解題思路，避免挫傷學(xué)生的思考熱情，課堂上應(yīng)注重與學(xué)生積極互動(dòng)，通過互動(dòng)啟發(fā)其更好地把握具體的細(xì)節(jié)，充分挖掘習(xí)題中的隱含條件，積累相關(guān)的技巧。針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)問題可設(shè)計(jì)如下互動(dòng)問題：“1.怎樣利用題干中給出的已知條件？2.書寫化學(xué)反應(yīng)方程式、離子方程式應(yīng)注意哪些問題？3.計(jì)算時(shí)除依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式還應(yīng)注重哪些思想的應(yīng)用？”通過設(shè)計(jì)上述問題啟發(fā)學(xué)生重視給出的已知條件，能夠從已知條件尋找解題的突破口。同時(shí)，在書寫化學(xué)反應(yīng)方程式、離子方程式時(shí)關(guān)注物質(zhì)的狀態(tài)，保證書寫的正確性。另外，進(jìn)行計(jì)算時(shí)善于運(yùn)用電子守恒、質(zhì)量守恒思想以達(dá)到簡(jiǎn)化計(jì)算的效果。

（三）重視鼓勵(lì)，要求學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)推理

上述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)中，為更好地鍛煉學(xué)生的能力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的分析實(shí)驗(yàn)問題的習(xí)慣，應(yīng)注重結(jié)合學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，給予學(xué)生鼓勵(lì)，使其樹立必勝的信念，成功回答習(xí)題的自信心，尤其當(dāng)學(xué)生正確地回答出了相關(guān)問題時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)靥岢霰頁P(yáng)，使其再接再厲。在解答上述習(xí)題時(shí)提倡學(xué)生獨(dú)立思考，詳細(xì)地寫出解題過程。如此才能更好地暴露出其在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的不足，為其在課下開展針對(duì)性的復(fù)習(xí)活動(dòng)提供良好的指引。另外，為保證學(xué)生在解題的過程中能夠進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?，鼓?lì)學(xué)生在回答每一問時(shí)都應(yīng)有充分的依據(jù)，以保證最終結(jié)果的正確性。

結(jié)束語

新高考下開展高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作時(shí)應(yīng)在學(xué)習(xí)、研究相關(guān)文獻(xiàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上樹立明確的目標(biāo)，把握新高考對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作提出的要求以及主要考查方向，立足課本中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行巧妙的整合，設(shè)計(jì)出新穎的實(shí)驗(yàn)問題情境，尤其注重將核心素養(yǎng)融入實(shí)驗(yàn)情境中，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)習(xí)題的作答，更好地掌握高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，核心素養(yǎng)能夠得到進(jìn)一步提升，順利地完成新高考下的教學(xué)目標(biāo)。

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