论文部分内容阅读
摘要：“发展科学探究能力”是高中化学新课程的一个重要目标。探究性试题是近年来高考出现的一种新题型。了解高考对化学实验与探究能力的要求。分析探究性试题的特点、一般解法。掌握探究性实验设计的原则。了解探究实验有探索性探究实验和验证性探究实验。探究性实验题复习对策及探究能力培养。
关键词：高中化学；高考题；分析；复习
探究性试题是近年来出现的一种新题型。以探究性的题材进行命题，要求学生在探究过程中把基本原理与科学方法应用于实际或新问题，并且同时具备分析问题的能力、假设验证的思想及评价和优化方案的意识。因此，此类试题能够较全面地考查和培养新课标明确提出的科学素养，具有良好的评价和导向功能，在近年的高考试题中应运而生。
一、高考对化学探究能力的要求
（一）探究性试题的特点。
1.探究性试题要求学生具有科学观念、科学方法、科学态度三者的综合和对科学研究过程的理解。
2.探究性试题是在新的情景中，将真实的实验事实作为探究的基础。需要学生用科学研究方式，运用已有的知识，通过猜测或假设、设计实验步骤和方案进行验证，最终解决问题，得出结论，并能进一步发展和应用。
3.问题性、开放性、综合性、社会性、探索性。
（二）探究性试题的一般解法。
理解提出的问题→猜与假设（实验验证、收集信息、分析讨论、推理判断）→反思与评价→解决问题，得出结论。
（三）探究性实验设计的原则。
1.科学性的原则。所设计的实验应该符合科学道理，不能凭空捏造。
2.对照性的原则。要设计一个对照性的实验，要想这个实验更能够说问题，一定要有正反两方面的实验。
3.等量性的原则。所设计的实验中的平行反应试剂的取用应该是等量的。
4.单因子的变量原则。对某个实验的影响，很多的因素，实验正是要人为控制条件，使众多变量中，只能有一个因素是变量，其余几个是一定的。
二、探究实验类型分析
（一）探索性探究实验的设计。
例1：含有酚酞的氢氧化钠的溶液中，滴加新制氯水，边滴边振荡，直到红色褪去。对于红色消失的原因，甲同学认为是氯气与水反应生成的HCl和HClO中和了NaOH所致；乙同学认为是氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性使红色酚酞变成了无色的物质。
请设计实验证明上述解释正区确与否。
分析：如果红色消失的原因是因为酸碱中和，则酚酞依然存在于溶液中，红色可以重现，如果红色消失的原因是因为被氧化，则酚酞已转变成其它物质，红色不可能重现。
实验设计：向上述刚好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液，若红色重现，则是因为HCl和HClO的酸性所致；若红色不再重现，则是因为HClO的强氧化性所致。
例2：在室温下，把铜片放入浓硫酸中，没有明显的反应现象。对此，甲认为这是铜在浓硫酸里发生钝化现象；乙认为室温下铜片放入浓硫酸中看不到明显的现象，主要是因为铜与浓硫酸在室温下反应速率很慢。
分析：如果铜发生钝化，则表面会覆盖致密的氧化物薄膜，一般情形下难于反应。
实验设计：在烧杯中放入一块铜片，再加入适量的浓硫酸，使铜片浸没在酸中，稍待片刻，用镊子取出，用水洗净铜片表面的酸液。将用浓酸处理过的铜片放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，观察现象。如果表面有白色的物质析出，溶液的颜色变蓝，说明铜在浓硫酸里没有产生钝化现象，乙的说法正确。如果表面没有白色物质析出，溶液的颜色也无明显变化，则甲的说法正确。
由上可看出：探索性探究实验方案设计过程重在分析比较，操作中的现象是对方案设计合理与否的检验，以及探究性结论得出的重要依据。此类型题重在考察对反应原理的掌握情况及学生的综合分析能力。
（二）验证性探究实验的设计。
例：请结合所学知识设计实验，证实AlO2-结合H+的能力比CO2-3强，供选试剂：NaOH溶液、AlCl3溶液、CuSO4溶液、pH试纸、NaHCO3溶液、FeCl3溶液（仪器自选）。
（1）应选试剂；（2）操作要点；（3）能证明AlO2-结合H+的能力强于CO2-3的反应的原理的离子方程式。
分析：该实验为验证性实验，如果AlO2-和HCO3-相遇时，生成Al（OH）3白色沉淀，即AlO2-结合H+的能力强于CO2-3
由上可看出：验证性探究实验方案要求学生能熟练掌握物质的物理、化学性质，并能根据要求设计实验方案，分析结果。只有在平时让学生多设计实验、动手做实验，才能正确分析、解答。
三、复习对策
（一）重视实验思维能力的训练。
让学生从日常练习中发现自己的思维特征，寻找思维受阻的解脱策略，总结解答实验探究题的思维方法，在探索性探究题中注重分析比较，而验证性探究要注意依据结论进行设计探究。
（二）收集探究性问题，总结解题方法。
在高三复习中，这样的试题比比皆是，例如：
（1）NaOH酚酞溶液中滴入氯水红色褪去。
（2）相同大小、纯度的铝片与分别同体积、同PH值的盐酸、硫酸反应，哪个反应快。
（3）CO2、SO2与澄清石灰水的反应，结果通入CO2可以看到先浑浊后澄清的现象，但通入SO2看不到浑浊现象。
总之，诸如此类的例子很多。只要教师引导学生去发现、去分析，从多个角度提出假设，学生们一起讨论、设计实验方案、做实验验证。在发现学习中不断提高，探究能力也一定得以提高，对于探究类题型自然迎刃而解。还有实验中的条件、装置、步骤、产物、异常现象、失败原因、安全性和环境保护以及趣味性、现代化、微型化；生活中的实验都值得我们探究。
关键词：高中化学；高考题；分析；复习
探究性试题是近年来出现的一种新题型。以探究性的题材进行命题，要求学生在探究过程中把基本原理与科学方法应用于实际或新问题，并且同时具备分析问题的能力、假设验证的思想及评价和优化方案的意识。因此，此类试题能够较全面地考查和培养新课标明确提出的科学素养，具有良好的评价和导向功能，在近年的高考试题中应运而生。
一、高考对化学探究能力的要求
（一）探究性试题的特点。
1.探究性试题要求学生具有科学观念、科学方法、科学态度三者的综合和对科学研究过程的理解。
2.探究性试题是在新的情景中，将真实的实验事实作为探究的基础。需要学生用科学研究方式，运用已有的知识，通过猜测或假设、设计实验步骤和方案进行验证，最终解决问题，得出结论，并能进一步发展和应用。
3.问题性、开放性、综合性、社会性、探索性。
（二）探究性试题的一般解法。
理解提出的问题→猜与假设（实验验证、收集信息、分析讨论、推理判断）→反思与评价→解决问题，得出结论。
（三）探究性实验设计的原则。
1.科学性的原则。所设计的实验应该符合科学道理，不能凭空捏造。
2.对照性的原则。要设计一个对照性的实验，要想这个实验更能够说问题，一定要有正反两方面的实验。
3.等量性的原则。所设计的实验中的平行反应试剂的取用应该是等量的。
4.单因子的变量原则。对某个实验的影响，很多的因素，实验正是要人为控制条件，使众多变量中，只能有一个因素是变量，其余几个是一定的。
二、探究实验类型分析
（一）探索性探究实验的设计。
例1：含有酚酞的氢氧化钠的溶液中，滴加新制氯水，边滴边振荡，直到红色褪去。对于红色消失的原因，甲同学认为是氯气与水反应生成的HCl和HClO中和了NaOH所致；乙同学认为是氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性使红色酚酞变成了无色的物质。
请设计实验证明上述解释正区确与否。
分析：如果红色消失的原因是因为酸碱中和，则酚酞依然存在于溶液中，红色可以重现，如果红色消失的原因是因为被氧化，则酚酞已转变成其它物质，红色不可能重现。
实验设计：向上述刚好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液，若红色重现，则是因为HCl和HClO的酸性所致；若红色不再重现，则是因为HClO的强氧化性所致。
例2：在室温下，把铜片放入浓硫酸中，没有明显的反应现象。对此，甲认为这是铜在浓硫酸里发生钝化现象；乙认为室温下铜片放入浓硫酸中看不到明显的现象，主要是因为铜与浓硫酸在室温下反应速率很慢。
分析：如果铜发生钝化，则表面会覆盖致密的氧化物薄膜，一般情形下难于反应。
实验设计：在烧杯中放入一块铜片，再加入适量的浓硫酸，使铜片浸没在酸中，稍待片刻，用镊子取出，用水洗净铜片表面的酸液。将用浓酸处理过的铜片放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，观察现象。如果表面有白色的物质析出，溶液的颜色变蓝，说明铜在浓硫酸里没有产生钝化现象，乙的说法正确。如果表面没有白色物质析出，溶液的颜色也无明显变化，则甲的说法正确。
由上可看出：探索性探究实验方案设计过程重在分析比较，操作中的现象是对方案设计合理与否的检验，以及探究性结论得出的重要依据。此类型题重在考察对反应原理的掌握情况及学生的综合分析能力。
（二）验证性探究实验的设计。
例：请结合所学知识设计实验，证实AlO2-结合H+的能力比CO2-3强，供选试剂：NaOH溶液、AlCl3溶液、CuSO4溶液、pH试纸、NaHCO3溶液、FeCl3溶液（仪器自选）。
（1）应选试剂；（2）操作要点；（3）能证明AlO2-结合H+的能力强于CO2-3的反应的原理的离子方程式。
分析：该实验为验证性实验，如果AlO2-和HCO3-相遇时，生成Al（OH）3白色沉淀，即AlO2-结合H+的能力强于CO2-3
由上可看出：验证性探究实验方案要求学生能熟练掌握物质的物理、化学性质，并能根据要求设计实验方案，分析结果。只有在平时让学生多设计实验、动手做实验，才能正确分析、解答。
三、复习对策
（一）重视实验思维能力的训练。
让学生从日常练习中发现自己的思维特征，寻找思维受阻的解脱策略，总结解答实验探究题的思维方法，在探索性探究题中注重分析比较，而验证性探究要注意依据结论进行设计探究。
（二）收集探究性问题，总结解题方法。
在高三复习中，这样的试题比比皆是，例如：
（1）NaOH酚酞溶液中滴入氯水红色褪去。
（2）相同大小、纯度的铝片与分别同体积、同PH值的盐酸、硫酸反应，哪个反应快。
（3）CO2、SO2与澄清石灰水的反应，结果通入CO2可以看到先浑浊后澄清的现象，但通入SO2看不到浑浊现象。
总之，诸如此类的例子很多。只要教师引导学生去发现、去分析，从多个角度提出假设，学生们一起讨论、设计实验方案、做实验验证。在发现学习中不断提高，探究能力也一定得以提高，对于探究类题型自然迎刃而解。还有实验中的条件、装置、步骤、产物、异常现象、失败原因、安全性和环境保护以及趣味性、现代化、微型化；生活中的实验都值得我们探究。