从近几年高考化学实验题看化学实验教学的改 4页

从近几年高考化学实验题看化学实验教学的改革 ‎--------探究式实验教学法兼析近三年高考中化学实验题 首先让我们一起看看近几年高考中理科综合中的化学实验题：‎ 近三年夏季全国高考理科 题号 考查的主要实验内容 考查关键点 ‎2002年全国理科高考题（全国）‎ ‎29题II 氨气的喷泉实验 引发喷泉操作 ‎2003年全国理科高考题（全国）‎ ‎33题 氢氧化亚铁的制取 防止Fe2+被氧化 ‎2004年全国理科高考题（全国卷2—湖南等省使用）‎ ‎28题 活泼金属碘化物的电解、碘的萃取、钾钠等焰色反应 萃取原理和焰色反应操作 ‎2005年全国高考理科综合题（全卷1-湖南等省用）‎ ‎28题 测定样品的纯碱纯度的操作（含氯化钠杂质）‎ 碳酸盐和二氧化碳的性质 从考试的结果来看，学生普遍反应是：题目很难、不知道如何分析、不知道怎么答题等，得分率特别低。为什么会出现这种情况？我认为主要原因有以下几点：‎ 1． 一些中学教师对实验教学不重视，观念落后，认为实验做不做，一个样。‎ 2． 一般中学的实验教学方式仍停留在传统的、落后的模式上，传统的实验教学的主要方式是：重理论轻操作、重结果轻过程，从思维的层次上看一般只训练了简单的直觉行动思维，没有涉及比较高级的抽象逻辑思维，如集中思维、发散思维等。‎ 3． 教材中编写的实验，无论是学生实验，还是演示实验，绝大部分为验证性实验。‎ 4． 大部分中学实验教学，一般是背实验、记实验，没有亲自动手做实验。‎ 5． 有些中学学生既使动手做实验，也是按着书上叙述按步就班，或照搬照抄。‎ 6． 学校教学的硬件条件太差等等。‎ 为了改变这种落后的化学实验教学模式，我通过几年的实践，采用探究式实验教学方 式，效果较好，在近几年高考中，我教的学生中大部分学生在做化学实验题时，一般能顺利完成。‎ 现首先将该教学方式与传统的实验教学方式的各方面比较如下：‎ 传统实验教学方式 探究式实验教学方式 按着书上的实验内容和实验步骤进行验证，然后回答“是”还是“不是”‎ 提出实验问题，进行各种假设，对各种假设用实验进行论证，直到问题解决 背诵和记忆实验知识为主 从做实验的过程中掌握知识 只重视实验结果和表面内容 重视实验过程和思维过程 一般只有简单思维 高级思维如集中思维和发散思维 学生不太感兴趣，积极性低 学生好奇心强，积极性高 不利于培养学生的科学态度 有利于培养学生的科学态度和精神 不利于培养学生的发现创新能力 有利于培养学生的发现创新能力 从上面比较中，我们能看到，探究式实验教学，非常适用于当今的实验教学改革的要 求，同样，对于做好高考的化学实验题很有帮助。‎ 如我在讲有关喷泉实验这一内容时，我运用了实验探研式教学，具体是这样进行的：‎ 1． 课前观察、回忆生活中我们看到的喷泉（如广场的人工喷泉、泉水中自然喷泉等），通过各种渠道去了解这些喷泉产生的原因。（去问相关工作人员、或查资料，可上网等）‎ 2． 用氨气演示喷泉实验，介绍相关物质和具体操作。‎ 3． 通过讨论分析人工喷泉、用氨气进行实验喷泉和自然泉中的喷泉产生的根本原因。‎ 4． 根据喷泉产生的原理，设计喷泉实验。‎ 5． 根据每个人自己的设计方案自己完成喷泉实验，并分析自己实验成功或失败的原因。‎ 6． 总结归纳出喷泉原理，得出设计喷泉实验的最隹方案和注意事项。‎ 下面是其中一个小组的实验完成过程：‎ 1． 课前，利用业余时间到火车站广场问了工作人员，了解到该广场喷泉的工作原理是利用机械压力把水压上来，通过喷嘴行成喷泉。下面的压强大于上面的压强，喷嘴要较小。‎ 2． 分析用氨气进行喷泉实验：先用少量水溶解瓶内的氨气，这样瓶内压强会迅速减小，这时候大气压比瓶内压强大，烧杯中水在大气压作用下被压到烧瓶内，通过尖嘴形成喷泉。‎ 1． 通过上述两个实验可以设计下例喷泉实验方案并进行实验：‎ ‎ ⑴用一个小的泵将水通过一个小喷嘴喷出就可形成喷泉。‎ ⑵用HCl、HI、HBr等易溶于水的气体代替氨气进行实验。‎ ⑶用CO2、H2S、NO2等气体代替氨气与水进行实验；‎ ⑷用CO2、H2S、NO2等气体进行喷泉实验时，用氢氧化钠等强碱溶液代替水。‎ 2． 上述⑴⑵⑷实验成功，而⑶没有成功，是因为该实验中的气体在水中的溶解度小，不能使瓶内压强减小很多，上下压强差不大，所以不能形成喷泉。‎ 3． 总结：‎ I、喷泉原理是下面水的压强大于上面水的压强，水通过一个小喷嘴压出即成。‎ II、上下产生压强差的方式：‎ ①增大下面水的压强，如用泵、打气筒、用手挤压胶囊等方式。‎ ②先在瓶内先装满气体，然后用少量水溶解大量气体，使瓶内压强减小，即产生负压，外面的大气压大于瓶内压强，④要注意正确的操作过程，‎ III、完成实验必须注意的几个事项：‎ ①装置气密性要好，②喷嘴要小，③如用气体溶解于某液体中进行喷泉实验时，气体要易溶于相应的液体中，④所用的气体必须是纯净的。‎ 我们通过对喷泉实验进行认真的探讨和研究，掌握了喷泉实验发生的原理和实质，这样我们在完成高考中喷泉实验题时就能轻松地解决，如2002年高考中的全国理科综合卷中实验题：‎ ‎2002年高考（全国卷）理科综合29题II。 图1 图2‎ 大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响。‎ Ⅱ．（20分）制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。‎ ‎（1）写出实验室制取氨气前化学方程式： 。‎ ‎（2）收集氨气应使用 法，要得到干燥的氨气可选用 做干燥剂。‎ ‎（3）用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是 。该实验的原理是 。‎ ‎（4）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。‎ 解析：该题的第1、2小问，比较容易，一般学生都能很顺利解决。但要做好第3、4小题，难度较大，由于一部分学生在做该实验时，只讲了该实验，没有动手去做实验，所以只记得要挤压胶头滴管，不知道在挤之前没有要先打开止夹，这样不能正确完成第3小问；有些同学做了该实验，但没有弄清其中的原理，所以只死记了书中该实验的操作过程，对第4小问就无能为力了。我们在完成该实验时，特别注意正确的操作程序，所以一般学生都知道在挤压胶关滴管之前打开止水夹。又我们完成该实验时采用了实验探研教学模式，所以在完成第4小问也能轻松解决，因知道要完成该实验必须保证瓶内压强比下面烧杯内水的压强要小，根据题中条件不可能增大烧杯内水的压强，只可能减小烧瓶内气体的压强，要到达目的只能使氨气与水接触，然后通过类似到吸的方式使瓶内压强减小，但由于导管内有难溶于水的空气，所以可以通过增大里面的压强或减小外面的压强把导管内空气赶出去，由于下面导管在水中不好减压，所以只好增大上面的压强，把空气超出后，使氨气与水接触，这样氨溶于水后压强迅速减小，烧杯中水在大气压作用下压上形成喷泉，要增大上面的压强可用通过用热毛巾等加热等方式来增大压强，这样就能顺利完成实验，同时也就能顺利完成该题。‎ ‎2003年全国高考第33小题：用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2：沉淀 方法一：用不含Fe2+的FeSO4溶液与用不含O2的 蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。‎ ‎（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时 还需加入 。‎ ‎（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。‎ ‎（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤 出NaOH溶液。这样操作的理由是 。‎ 方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。‎ ‎（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是 。‎ ‎（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是 。‎ ‎（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 。‎ ‎（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 ‎ ‎ 。‎ 解析：该题考查关键点是如何防止二价铁被空气中氧气氧化，防止氧化的主要方式有三种：1、在溶液中加入还原性比Fe2+强的物质，但又不能将Fe2+还原的物质，如铁单质等。‎ ‎2、先将溶解在溶液中氧气赶出，然后在溶液中加入密度比水小的油等防止空气中氧气进入溶液中，再制取氢氧化铁时，就不会被氧化了。‎ ‎3、也可以用还原性气体将氧气消耗，并使溶液上的空间充满还原性气体，这样也能防止氢氧化亚铁被氧化。‎ 所以得方法一用方法1解答：用稀H2SO4铁屑作还魇剂，用煮沸将氧气赶出，这样能避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2。‎ 而方法二则用方法3解答为：Ⅰ中用稀H2SO4铁屑产生还原性氢气，Ⅱ中加入NaOH溶液，当检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度，当排出的H2纯净时，即Ⅱ中氧气已除去，且溶液中空间充满还原性氢气，再夹紧止水夹。这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入。 ‎ ‎2004年全国第1套试题的第28小题：‎ 在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：‎ ‎（1）阳极上的电极反应式为_____________________。‎ ‎（2）阴极上的电极反应式为_____________________。‎ ‎（3）原上层液体是_____________________________。‎ ‎（4）原下层液体是______________________________。‎ ‎（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是______ 。‎ ‎（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是_____________________________， 现象是__________________________________________________________ __ _ ‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 解析：该题是将电化学和萃取实验、及金属离子的检验方法综合在一起考查，综合性较强，是当今实验考查的主要方向。用电化学知识分析得在阴极产生的气体一般只能为氢气，又因原溶液是中性的溶液，则它应为强酸强碱盐溶液，且其中的金属离子只能是活泼的金属离子，可能是钠或钾等，要检验它们只能用焰色反应。电解后阳极周围溶液颜色加深，且搅棒上下剧烈搅动后下层变红棕色，则证明溶液中是碘离子被氧化为碘单质，且原下层液体只能是密度比水大的不与水互溶液有机溶剂。（答案略）‎ 由于我们在平时做实验时，一般都用探研式完成，所以学生在碰到这样的实验题时都能很好地完成，它与一般的教学方式相比有如下四大优点：‎ ‎ 1.有利于充分发挥学生的主体作用 ‎ 现时代，在社会中需要主人翁意识，学生呼唤主体精神。“实验探究教学”模式与传统教学模式最大的不同，就在于学生不再是一味听教师讲、看教师做或是自己对着书本照搬照抄地做实验，而是在足够的时间和空间范围内，由自己来确定时间的分配，进行方案设计并进行实验操作，对实验的事实加以分析并做出结论。在这样的学习氛围中，学生就能真正感受到自己是学习的主人。是课堂教学活动的主体，由此激发其主动参与的热情，变“要我学”为“我要学”。 同时也能培养学生的主人翁精神。‎ ‎ 2.有利于培养学生的学习兴趣 ‎ 兴趣是最好的老师。孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。《化学教学大纲》就明确指出：“化学的首要任务在于培养学生学习化学的兴趣”。而实施“实验探究教学”‎ 模式乃是培养学生学习化学兴趣的有效途径。因为实验本身就能引发学生浓厚的认知兴趣和强烈的求知欲望,同时在实验过程中学生能体验实验的快乐和成功的喜悦，实验兴趣是认知兴趣中重要的一种。只有当学生通过亲自探究实验现象产生的原因和规律时所形成的兴趣，才具有一定的稳定性和持久性。实践证明，实施“实验探究教学”模式既可促使学生形成对化学学习的持久兴趣，同时又可激发学生的求知欲和科学探研的精神。 ‎ ‎ 3．将利于充分挖掘学生的潜力，培养其创造思维能力 传统的教学模式往往是教师牵着学生鼻子走，致使学生一味死记硬背而无暇顾及“创造思维”。“实验探究教学”模式却能给学生提供主动探求知识的宽松环境，让他们在成功的设计和实验操作的愉悦情绪下，潜力得到充分发挥，思维更加活跃。在对未知领域的探索过程中，通过自己的实验设计、操作、分析和验证，积极地去思考去探索，从中就会迸发出更多的智慧和灵感，能从成功中体会成就感，从失败中能找出问题，因为成功的实验一定会诞生在千百次失败的实验之后，如果坚持不断地加以训练，就十分有益于学生创造思维能力的培养，同时，也培养学生耐心和坚韧的意志。‎ ‎4．有利于培养学生思维的周密性和科学性 因为在探研过程中，要自己设计好实验方案，自己亲自动手操作完成每一步，然后再分析成功与失败，最后得到相关结论，在操作和分析中可能会发现方案的不足，如得到的结果不正确、或不能操作、或是与实验要求不符等。这样使学生在今后考虑问题会更全面，更科学，操作时会更规范。‎