劉四方
2011年,教育部頒布了修訂后的義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),教材也隨之改版修訂。修訂后的課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出“要給學(xué)生提供未來發(fā)展所需要的最基礎(chǔ)的化學(xué)知識和技能,提高學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識和科學(xué)方法分析、解決簡單問題的能力”,強(qiáng)調(diào)“應(yīng)重視以化學(xué)基本觀念為線索選擇教學(xué)內(nèi)容,將化學(xué)基本觀念與具體知識內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,滲透在教材內(nèi)容的學(xué)習(xí)之中,使學(xué)生通過對具體化學(xué)知識和概念的學(xué)習(xí),促進(jìn)其化學(xué)學(xué)科思想和基本觀念的初步形成”。在中考命題中,以核心知識為載體,將學(xué)科思想和基本觀念融入能力立意的命題視角,聚焦核心素養(yǎng),考查核心能力,彰顯學(xué)科特點(diǎn),導(dǎo)引教學(xué)方向,一直是我們命題人孜孜以求的奮斗目標(biāo)。
一、基于化學(xué)基本觀念的命題
所謂化學(xué)基本觀念,是指學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中,通過對化學(xué)基礎(chǔ)知識或化學(xué)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思所形成的能夠反映化學(xué)本質(zhì)特征的總觀性認(rèn)識?;瘜W(xué)基本觀念主要包括元素觀、分類觀、變化觀、守恒觀等。教材中的核心概念往往蘊(yùn)含有豐富的化學(xué)基本觀念,在考查時,一方面,從形成基本觀念所需要的素材來看,必須有合適的、能有效形成化學(xué)基本觀念的核心概念;另一方面,有能形成這些核心概念的具體的化學(xué)知識。
【命題1】下列反應(yīng)中,不屬于置換反應(yīng)的是( )
A.Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
B.2Mg+CO2[點(diǎn)燃]2MgO+C
C.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
D.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【命題意圖】考查單質(zhì)、化合物、置換反應(yīng)的定義及對定義的理解;考查化學(xué)基本觀念——分類觀。
【試題點(diǎn)評】四個反應(yīng)均是高中教材上出現(xiàn)的反應(yīng),但并未“超綱”,只要學(xué)生能區(qū)分哪是單質(zhì)、哪是化合物(不必讀出陌生物質(zhì)的具體名稱),對照置換反應(yīng)的概念就不難判斷。由于部分老師仍然停留在課本上的例題所概括的通式AB+C→A+CB上,給學(xué)生造成一種很不好的錯覺:置換反應(yīng)僅限于此種形式。以至于后來很難糾正這一片面認(rèn)識,遇到AB+C→AC+B或ABC+D→ADC+B就不敢確定了。
二、基于化學(xué)思想方法的命題
1.“控制變量,對比設(shè)計(jì)”的思想
現(xiàn)有教材在編寫時,都將實(shí)驗(yàn)中的“控制變量,對比設(shè)計(jì)”這一科學(xué)探究的重要思想方法貫穿教材的始終,從教材中設(shè)置的探究活動中可以尋找到這一思想方法的應(yīng)用。對比是一把解剖刀,它能訓(xùn)練學(xué)生的思維能力。深刻挖掘教材的編寫意圖,認(rèn)真揣摩實(shí)驗(yàn)的目的,應(yīng)用現(xiàn)有的教材資源,可以為我們命制出區(qū)分度非常好的試題。
【命題2】控制變量、設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)探究的重要方法。
【命題意圖】考查學(xué)生科學(xué)探究中控制變量、對比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用能力。
【試題點(diǎn)評】本題為原創(chuàng)試題。正如本題總題干“控制變量、設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)探究的重要方法”,教材中許多實(shí)驗(yàn)都蘊(yùn)含著這一實(shí)驗(yàn)思維。本題充分應(yīng)用、挖掘教材中隱含的智力因素,給學(xué)生和老師展示如何控制變量,以及如何通過設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)得出正確的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)一是回顧教材中的一個定量對比實(shí)驗(yàn),落點(diǎn)在相同的實(shí)驗(yàn)藥品用量上;實(shí)驗(yàn)二是評價對比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),落點(diǎn)在通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論;實(shí)驗(yàn)三是運(yùn)用對比實(shí)驗(yàn)的方法,落點(diǎn)在通過實(shí)驗(yàn)得出正確判斷。三個實(shí)驗(yàn)考查點(diǎn)不同,卻又有異曲同工之妙的效果。
本題設(shè)計(jì)靈感全部來源于教材,它的導(dǎo)向一方面是將學(xué)生學(xué)習(xí)方向引向教材而不是資料;另一方面是將教師的教學(xué)研究引向深鉆教材、活用教材、用好教材,深刻理解教材編寫者的意圖和目的,從中獲得解決問題的方法,而不是一味追尋題海戰(zhàn)術(shù)。
2.“性質(zhì)決定用途,用途反映性質(zhì)”的思想
“性質(zhì)決定用途,用途反映性質(zhì)”的思想同樣貫穿教材的始終。如氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)不活潑,故可用作保護(hù)氣;干冰因升華吸熱,故可用作制冷劑;二氧化碳不能燃燒,也不支持燃燒,且密度比空氣大,故可用作滅火劑。教學(xué)中,教師要善于從大量物質(zhì)與性質(zhì)的對應(yīng)關(guān)系中,有意識地引導(dǎo)學(xué)生得出此結(jié)論,并應(yīng)用此結(jié)論來分析陌生物質(zhì)的性質(zhì)或用途,最終潛移默化地形成這一學(xué)科思想方法。
【命題3】我國藥學(xué)家屠呦呦因研制新型抗瘧藥青蒿素和雙氫青蒿素而獲得2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。東晉名醫(yī)葛洪《肘后備急方》中就有青蒿素抗瘧的記載:“青蒿一握,以水二升漬,絞取汁,盡服之。”這里的“水”作 。上述水煎青蒿治療瘧疾,藥性很不穩(wěn)定,效果很差。屠呦呦改用乙醇提取,控溫60 ℃,藥效顯著提高,說明青蒿素具有的性質(zhì)是 (答一條)。
【命題意圖】考查溶液的組成及物質(zhì)的性質(zhì),滲透“性質(zhì)決定用途,用途反映性質(zhì)”的思想方法。
【試題點(diǎn)評】本題為原創(chuàng)試題。背景素材取自《化學(xué)通訊》2015年第6期第1頁屠呦呦獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎介紹一文,其中提到,屠呦呦查閱有關(guān)文獻(xiàn)時,特別注意在歷代用藥經(jīng)驗(yàn)中吸取合理提取方法的線索,以尋找突破口。原文素材為“東晉名醫(yī)葛洪《肘后備急方》中稱,有‘青蒿一握,水二升漬,絞取服”可治“久瘧”的記載,屠呦呦根據(jù)這條線索,改進(jìn)提取方法,采用乙醇冷浸法,將溫度控制在60 ℃,所得青蒿提取物藥效顯著提高。受此文啟發(fā),中考命題時,將素材適當(dāng)精減改編,以青蒿素為載體,從“性質(zhì)決定用途,用途反映性質(zhì)”這一學(xué)科思想方法上巧妙設(shè)問,將溶液相關(guān)知識滲透于素材中,既能考查學(xué)生對核心概念溶液及其組成的理解,還能讓學(xué)生從科學(xué)家孜孜以求的探索中受到科學(xué)精神的熏陶,將我國傳統(tǒng)文化和科學(xué)熱點(diǎn)相結(jié)合,在考查物質(zhì)的用途和性質(zhì)的同時,激發(fā)學(xué)生榮譽(yù)感和愛國情懷。本題更是對學(xué)生情感態(tài)度與價值觀的考查,避免了空洞的說教。同時,通過屠呦呦獲得諾貝爾獎這一至高榮譽(yù)來體現(xiàn)我國傳統(tǒng)文化的博大精深,引導(dǎo)學(xué)生正確對待祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué),繼承和發(fā)揚(yáng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。
三、基于化學(xué)特有思維方式的命題
化學(xué)學(xué)科不同于其他學(xué)科最顯著的思維特點(diǎn)是:從宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象入手,在分子、原子、離子層面上建立描述、解釋和認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)的模型,最終通過化學(xué)符號將宏觀物質(zhì)和微觀反應(yīng)過程建立起有機(jī)的聯(lián)系。學(xué)生要能從宏觀、微觀和符號三種水平上認(rèn)識和理解化學(xué)知識,并建立三者之間的內(nèi)在聯(lián)系,能在三種表征之間自由、靈活地轉(zhuǎn)換,從而形成化學(xué)學(xué)科特有的思維方式。
【命題4】氫氣是理想的清潔高能燃料,以水為原料生產(chǎn)氫氣的方法有多種。
方法Ⅰ:電解水法;方法Ⅱ:光解水法。
我國科學(xué)家已研制出在新型高效光催化劑作用下,利用太陽能分解水制氫氣。反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。水在通過并接觸催化劑表面時,分解的微觀過程用示意圖表示如下(“ ”表示氫原子,“ ”表示氧原子,“ ”表示催化劑):
① ② ③ ④ ⑤
則水分解微觀過程的正確順序是
(填序號);上述過程中,不能再分的粒子是 。
【命題意圖】從分子、原子的層次上考查學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)的認(rèn)識,更深層次地考查學(xué)科特有的思維方式。
【試題點(diǎn)評】本題為原創(chuàng)試題。本題素材來源于《化學(xué)通訊》2015年第4期上兩篇科學(xué)動態(tài)文章《科學(xué)家制備出高效光催化劑》和《寬光譜響應(yīng)光催化劑分解水制氫研究獲進(jìn)展》,其中第二篇還有相應(yīng)的宏觀和微觀的圖示,再結(jié)合現(xiàn)有教材中電解水實(shí)驗(yàn)的微觀分析,以光分解水為情景設(shè)置問題,考查化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì);學(xué)科核心素養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”的考查也盡顯其中。借助在新型高效光催化劑作用下,利用太陽能分解水制氫氣這一新的化學(xué)前沿信息情景,通過構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)微觀過程模型,將宏觀與微觀巧妙結(jié)合,旨在引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠建立起分析問題的模型結(jié)構(gòu),進(jìn)而逐步建立起解決一般問題的思維框架。
往年的中考題對化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)的考查僅停留在分子分成原子,原子再進(jìn)行重新組合生成新物質(zhì)的分子上,以教材中電解水為例,建立微觀分析模型。實(shí)際上,許多公開課涉及化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)時,均采用了水電解的模擬動畫,來直觀展示其變化的過程,學(xué)生如果能仔細(xì)觀察,會看到兩極產(chǎn)生的氣泡不斷逸出,實(shí)質(zhì)是兩極產(chǎn)生的大量分子脫離電極材料表面,聚集成氣體逸出。對照電解水,光解水的微觀過程順序也就呼之欲出。本題知識看似課外,考點(diǎn)卻在課內(nèi),沒有超出考試大綱,凸顯了分析問題能力和學(xué)科特有思維方式的考查。
四、基于實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識的命題
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的靈魂,也是化學(xué)的魅力所在。通過科學(xué)探究,系統(tǒng)建構(gòu)知識、發(fā)展探究能力、感悟探究方法,一直是我們教學(xué)的指向和原點(diǎn)。探究過程中,善于發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學(xué)問題,反映了學(xué)生思維的深度;能依據(jù)探究目的設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案,或優(yōu)化原有的實(shí)驗(yàn)方案,完成實(shí)驗(yàn)基本操作,反映了學(xué)生創(chuàng)新意識的強(qiáng)度。
【命題5】下圖是實(shí)驗(yàn)室常用氣體制備裝置,據(jù)圖回答問題。
(1)實(shí)驗(yàn)室制取氨氣:Ca(OH)2(固)+2NH4Cl(固)[]CaCl2(固)+2H2O+2NH3↑。要制取并收集干燥的氨氣,所選裝置正確的連接順序是( )→( )→( )(填字母代號)。
(2)為探究氨氣的性質(zhì),按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。觀察到黑色粉末變紅,白色無水硫酸銅變藍(lán),同時反應(yīng)中還有一種氣體單質(zhì)生成。
【查閱資料】
Cu2O是紅色,易與稀硫酸反應(yīng):Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。
【提出問題】
得到的紅色物質(zhì)是什么?
【猜想】
①是Cu;
②是Cu2O;
③是 。
若猜想①成立,玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ,說明NH3具有 性。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
請你設(shè)計(jì)一個簡單的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證紅色物質(zhì)中是否存在Cu2O: 。
【命題意圖】考查科學(xué)探究的一般過程和方法;考查實(shí)驗(yàn)室氣體制取的一般思路和方法;考查物質(zhì)性質(zhì)的推斷,以及依據(jù)性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力。
【試題點(diǎn)評】本題是原創(chuàng)試題,是對教材中常見氣體氧氣和二氧化碳制取思路和方法的理解并應(yīng)用的延伸。借助“陌生”氣體氨氣的制取,給定反應(yīng)原理,要求學(xué)生:能從反應(yīng)原理中讀懂有關(guān)顯性信息——反應(yīng)條件和反應(yīng)物的狀態(tài),據(jù)此選擇氣體的發(fā)生裝置;提煉隱含信息——氨氣的密度比空氣小(相對分子質(zhì)量小于29)、能溶于水(教材中氨分子運(yùn)動實(shí)驗(yàn)結(jié)論),據(jù)此選擇氣體的收集裝置;挖掘反應(yīng)信息——氨氣是堿性氣體,能與酸反應(yīng)(性質(zhì)對立則反應(yīng)),據(jù)此選擇氣體的干燥裝置。一套完整的制氣裝置包括:
本題對氣體的制取、干燥和收集多個考點(diǎn)進(jìn)行綜合考查,增大了試題的難度和思維的深度,以及思維的全面性,是對方法性知識的靈活考查。
第二問仍以氨氣為載體——氨氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn),表面上看是考查化學(xué)方程式的書寫,實(shí)際上生成物一個都沒有直接呈現(xiàn),需要通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及知識類比遷移才能得出。對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物成分進(jìn)行探究,則是利用資料信息,引導(dǎo)學(xué)生提出問題、合理猜想、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不確定性得出不同的結(jié)論,很好地考查了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的簡潔性和科學(xué)性,更是考查了學(xué)生思維的縝密性和完整性,同時還對學(xué)生語言表達(dá)提出了更高的要求。該實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)實(shí)際上是物質(zhì)Cu2O的檢驗(yàn)設(shè)計(jì),其基本思路和方法是:取樣→加試劑→觀現(xiàn)象→得結(jié)論。該實(shí)驗(yàn)取材于教材上氧化銅與一氧化碳、木炭或氫氣的反應(yīng),只是將還原性氣體換成了氨氣,主裝置是教材裝置的“克隆”,學(xué)生看到此題,有種“似曾相識燕歸來”的親切感?!皩?shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識”和“證據(jù)推理”是學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容,該題很好地落實(shí)了這一核心素養(yǎng)的考查。
聚焦核心素養(yǎng),落實(shí)立德樹人的根本任務(wù),是化學(xué)教師義不容辭的使命。在化學(xué)課程中重視學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的形成,是精簡教學(xué)內(nèi)容,減輕學(xué)生過重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),提高學(xué)生問題解決能力的重要途徑。加強(qiáng)中考命題中核心素養(yǎng)的考查,無疑將是今后中考命題的重要內(nèi)容和方向。