王云生(福建教育學(xué)院化學(xué)教育研究所,福建福州350025)
充分認識高考內(nèi)容改革對化學(xué)教學(xué)的導(dǎo)向作用
——2017年全國理綜Ⅰ卷化學(xué)試題分析與思考
王云生
(福建教育學(xué)院化學(xué)教育研究所,福建福州350025)
依據(jù)高考考試內(nèi)容改革要求分析2017年全國理綜Ⅰ卷化學(xué)試題的特點,提出要充分認識高考內(nèi)容改革對化學(xué)教學(xué)的導(dǎo)向作用。就處理化學(xué)教學(xué)基礎(chǔ)性和綜合性的關(guān)系,把化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識、基本技能的學(xué)習(xí)融入實驗探究的全過程,以學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)統(tǒng)領(lǐng)化學(xué)教學(xué),加強理科各學(xué)科間的聯(lián)系和溝通,努力落實對學(xué)生的科學(xué)精神和人文教育等五個維度做論述和探討。
高考內(nèi)容改革;高考化學(xué);試題特點;導(dǎo)向作用
高考考試內(nèi)容的改革是課程改革不可或缺的?!秶鴦?wù)院關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見》[1]指出,“要依據(jù)高校人才選拔要求和國家課程標準,科學(xué)設(shè)計命題內(nèi)容,增強基礎(chǔ)性、綜合性,著重考查學(xué)生獨立思考和運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力?!毙滦抻喌母呖伎荚嚧缶V強調(diào),為了有利于選拔具有學(xué)習(xí)潛能和創(chuàng)新精神的考生,以能力測試為主導(dǎo),在測試考生進一步學(xué)習(xí)所必需的知識、技能和方法的基礎(chǔ)上,全面檢測考生的發(fā)展核心素養(yǎng)。[2]“新修訂的考試大綱集中反映了高考立德樹人、服務(wù)選拔、導(dǎo)向教學(xué)的核心立場”。[3]通過高考試題的分析研究,領(lǐng)會考試內(nèi)容改革的方向和精神,認識并發(fā)揮高考對于教學(xué)的導(dǎo)向作用,是一線教師的重要工作。
2017年全國理綜Ⅰ卷的化學(xué)試題在命題內(nèi)容的設(shè)計上,進一步增強了基礎(chǔ)性、綜合性,更有效地考查考生的獨立思考和運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力。仔細體會高考命題設(shè)計所體現(xiàn)的高考內(nèi)容改革方向和精神,研究如何發(fā)揮高考對于化學(xué)教學(xué)的導(dǎo)向作用,對于提高學(xué)科教學(xué)質(zhì)量,增強學(xué)生應(yīng)考能力是非常重要的。
高考試題考試內(nèi)容的設(shè)計,指向?qū)W科的最基礎(chǔ)、最核心的知識。考查的內(nèi)容十分基礎(chǔ),但在知識的應(yīng)用上又要求有較強的綜合性、靈活性。理綜Ⅰ卷中幾乎沒有孤立考查基礎(chǔ)知識的試題,但每一道試題,卻都能有效地考查考生化學(xué)基礎(chǔ)知識、基本技能和基本的學(xué)習(xí)研究方法以及綜合運用這些基礎(chǔ)核心知識分析解決問題的能力。
例如,選擇題第12題,以4種短周期元素在周期表的位置、原子結(jié)構(gòu)特點和性質(zhì)遞變規(guī)律為線索,利用4種元素組成的5種化合物的性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)和用途等知識為載體,考查考生對元素周期律、周期表、元素原子結(jié)構(gòu)的最基礎(chǔ)、最核心的知識的理解和靈活運用能力;考查考生能否把化學(xué)原理知識和具體的元素化合物知識相互印證,深刻理解元素周期律。試題難度不大,考查面很廣,考查的思維深度、廣度也不小。第13題要求考生利用己二酸和NaOH溶液反應(yīng)過程溶液pH與離子濃度變化的關(guān)系曲線,分析實驗數(shù)據(jù)、判斷題設(shè)選項的正確性??疾榭忌鷮θ蹼娊赓|(zhì)電離常數(shù)的理解和掌握程度,能否正確分析溶液離子濃度與pH變化的定量關(guān)系,并據(jù)此進行推理、判斷。
以下簡要分析該試題是如何把基礎(chǔ)性和綜合性的考查融為一體的。試題如下:
將NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯誤的是:
A.Ka(2H2X)的數(shù)量級為10-6
C.NaHX溶液中c(H+)〉c(OH-)
D.當(dāng)混合溶液呈中性時,c(Na+)〉c(HX-)〉c(X2)〉c(OH-) =c(H+)
解答需要的基礎(chǔ)知識包括:二元酸的分級電離、電離平衡常數(shù)、離子濃度、溶液pH、酸堿中和反應(yīng)、對數(shù)及其簡單的運算、函數(shù)曲線的基礎(chǔ)知識。試題設(shè)問,不在于回答這些基礎(chǔ)知識的要點,而是要綜合運用這些知識做分析、推理和判斷。例如,要知道Ka2(H2X)的數(shù)量級,必須依據(jù)平衡常數(shù)計算式Ka2(H2X)=c(H+)·c(X2-)/ c(HX-),從曲線中找出一對最適當(dāng)?shù)膒H與lg c(X2-)/c(HX-)的數(shù)值,通過簡便計算得到答案。這首先需要判斷應(yīng)當(dāng)從曲線M還是N中選擇數(shù)據(jù),選擇哪一對數(shù)據(jù)。這一分析判斷過程,融合了多項基礎(chǔ)知識、基本技能,需要較強的思維能力。同樣的,要判斷C、D選項的正確性,需要利用曲線N中的數(shù)據(jù),斷定lg c(HX-)/c(H2X)=1.2時,溶液仍呈酸性。利用曲線M中的數(shù)據(jù),斷定lg c(HX-)/c(X2-)=0時,溶液呈酸性。依此推斷溶液呈中性時,c(X2-)/c(HX-)一定大于1。這些解答過程,不僅需要整合利用多項基礎(chǔ)知識、基本技能,還需要一定的分析、判斷和推理能力。
分析、解決問題能力的形成,掌握最核心的基礎(chǔ)知識、技能是第一位的。但這并非是形成解決問題能力的充要條件。能依據(jù)問題的情景,充分利用題設(shè)條件,思考、搭建已知和未知的橋梁,是不可或缺的環(huán)節(jié)。學(xué)科教學(xué),不抓最基礎(chǔ)的知識、技能萬萬不行;只重知識、技能習(xí)得,忽視思維能力、信息能力的培養(yǎng)也談不上是高質(zhì)量的教學(xué),談不上提高學(xué)生靈活運用所學(xué)知識解答(解決)實際情景中綜合性問題的能力。
2017年化學(xué)試題,一如既往地重視物質(zhì)性質(zhì)、變化探究能力的考查。利用比較陌生的問題情境、探究實驗過程的描述設(shè)問,考查考生設(shè)計、完成、評價實驗的能力、對實驗現(xiàn)象和所獲得的數(shù)據(jù)做解釋、說明或歸納出結(jié)論的能力、獨立思考和創(chuàng)新能力。第10題,要求考生閱讀、分析氫氣還原WO3的實驗裝置,考查考生對實驗所用儀器、試劑用途、作用的認識,對實驗操作中關(guān)鍵技能的掌握程度。第26題,利用測定蛋白質(zhì)的經(jīng)典測定方法為實驗情景,在簡介實驗原理之后,要求考生閱讀實驗裝置圖,說明常見實驗裝置儀器的名稱、作用,描述實驗中發(fā)生的主要反應(yīng),對關(guān)鍵的實驗操作做解釋,處理實驗數(shù)據(jù),得出實驗結(jié)果(樣品含氮量和純度)。試題的設(shè)問和解答的9個得分點涉及實驗全過程。從答案的內(nèi)容看,無一不是實驗的基礎(chǔ)知識、基本技能在具體實驗情景中的應(yīng)用。但是答案的得出,又需要考生對實驗全過程,包括實驗?zāi)康?、裝置、操作、數(shù)據(jù)采集和處理,有整體的了解。做到知其然、知其所以然,能簡潔做解答說明,處理好實驗數(shù)據(jù)得到結(jié)果。
探究實驗的設(shè)計和完成,需要有扎實的實驗基礎(chǔ)知識和基本技能,但是,這些只是實驗探究的工具。工具只有在有效的使用中,才顯示出它的價值。游離于使用情景,單純地學(xué)習(xí)實驗基礎(chǔ)知識、基本技能,一定學(xué)不好。即使背得滾瓜爛熟,充其量,不過是備足了一袋不知怎么使用的“死工具”而已。正因為如此,化學(xué)考試的實驗題,總是在真實的化學(xué)探究實驗情景中考查學(xué)生的實驗?zāi)芰蛯嵺`能力。在教學(xué)和備考總復(fù)習(xí)中,許多教師都十分重視實驗基礎(chǔ)知識、基本技能的教學(xué)。口訣、要點、表格通覽,各種歸納、記憶的教學(xué)策略都用到。但也往往存在脫離探究實驗課題(任務(wù))的學(xué)習(xí)和實踐,孤立講授歸納的問題。在應(yīng)考的探究實驗試題的解答訓(xùn)練中,也往往止步于各個得分點答什么,怎么答。沒有啟發(fā)學(xué)生著眼于整個實驗課題的實施和完成來分析、思考實驗的目的、裝置、條件和操作關(guān)鍵點。注重實驗課題全局,重視實驗的實踐,讓學(xué)生在真實的實驗情景中親歷實驗課題的完成,對實驗結(jié)果做反思是克服這一弊病的最好辦法。
2017年的化學(xué)試題十分注重對考生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查。依據(jù)化學(xué)學(xué)科的特點,試題注重從化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)關(guān)系的視角,考查常見無機物和有機物的組成、結(jié)構(gòu)、反應(yīng)和應(yīng)用等必備知識,考查考生的化學(xué)觀念和化學(xué)學(xué)習(xí)研究方法,體現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的主旨。Ⅰ卷中3道非選擇必考題和2道選考題的解答的各個環(huán)節(jié),無論是對試題情境的把握,對設(shè)問的領(lǐng)會和解答思路的確定、答案的組織、呈示,都能顯示出考生是否掌握學(xué)科最核心的基礎(chǔ)知識、學(xué)科學(xué)習(xí)和研究的基本方法,反映出考生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展程度。例如,是否具備對對物質(zhì)及其變化的宏觀現(xiàn)象的辨識能力,并且能從微觀視角進行探析;是否能用變化的觀念和平衡思想看待物質(zhì)世界及其多樣的變化;在學(xué)習(xí)和解決問題過程中能否運用基于證據(jù)的分析推理方法,能否運用模型化的科學(xué)方法;是否具備一定的科學(xué)探究學(xué)習(xí)能力;是否具有創(chuàng)新意識、科學(xué)精神和社會責(zé)任感。
例如,第27題各小題的解答,都需要考生依據(jù)題設(shè)情景,運用化學(xué)反應(yīng)原理做分析、判斷,理出解題思路,做出解答。如,①從鈦鐵礦酸浸的浸出率與溫度、時間的5曲線中,提取數(shù)據(jù),基于證據(jù)做分析推理,找到浸出率達到70%的適宜條件。②分別對鈦鐵礦酸浸反應(yīng),高溫煅燒FePO4和Li2CO3、H2C2O4的混合物的反應(yīng)做分析,判定它們屬于氧化還原反應(yīng),能依據(jù)反應(yīng)中元素的價態(tài)變化,從微觀層次分析反應(yīng)中電子得失的數(shù)量關(guān)系,寫出配平的離子反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)的方程式。③分析30-50℃間TiO2·xH2O沉淀與雙氧水,氨水反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù),找出轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的規(guī)律,再應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)的有關(guān)原理,聯(lián)系反應(yīng)物的性質(zhì),探尋40℃時轉(zhuǎn)化率最高的原因。④為了從陌生的化合物L(fēng)i2Ti5O15中Ti的化合價(+4),分析其中過氧鍵的數(shù)目,需要以H2O2中過氧鍵數(shù)目與氧元素的化合價關(guān)系作為認識模型,通過類比,推算出答案。⑤運用難溶電解質(zhì)的溶度積概念和計算式,依據(jù)題設(shè)數(shù)據(jù)通過計算判斷制備過程中,F(xiàn)e3+恰好完全轉(zhuǎn)化為FePO4沉淀時,溶液中是否有Mg3(PO4)2沉淀生成。這些解答過程,運用的化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能都是化學(xué)反應(yīng)原理的最核心的基礎(chǔ)知識。但是試題解答的正確率,決定因素則是考生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。
Ⅰ卷中物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系、基礎(chǔ)有機化學(xué)的考查試題,也一樣體現(xiàn)了“在測試考生進一步學(xué)習(xí)所必需的知識、技能和方法的基礎(chǔ)上,全面檢測考生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)”的命題要求。第35題,要求考生判斷I3AsF6中I3+離子的幾何構(gòu)型、中心原子的雜化軌道類型,定性、定量的分析KIO3晶胞中K、I、O的位置關(guān)系,這些要求體現(xiàn)了對考生邏輯思維能力、空間想象能力、思維靈活性和創(chuàng)新意識的考查。第36題,有機化合物合成路線分析試題,以考生十分陌生的芳香化合物H(有機光電材料中間體)的合成路線為問題情景,比較全面地考查了有機化學(xué)基礎(chǔ)知識。如,簡單有機化合物的命名、有機反應(yīng)基本類型、有機化合物結(jié)構(gòu)簡式和有機反應(yīng)方程式的書寫技能、有機化合物鍵線式的閱讀理解、利用核磁共振氫譜的特征判斷有機化合物的結(jié)構(gòu)特征。試題還要求考生能綜合運用這些基礎(chǔ)知識,依據(jù)題設(shè)提供的初始反應(yīng)物設(shè)計(寫出)給定的新有機化合物的合成路線,考查考生的創(chuàng)新意識和能力。
2017年的化學(xué)試題,在理科綜合能力測試上,做了新的探索。第35題,要求考生判斷元素K的焰色(紫紅色)對應(yīng)的輻射波長的范圍、分析KIO3晶體的晶胞結(jié)構(gòu)。這些要求涉及物理學(xué)和幾何學(xué)的基本知識。此外,試題的化學(xué)計算考試要求中,需要運用對數(shù)、指數(shù)運算。同時,2017年化學(xué)試題的閱讀量、試題提供的信息的理解、獲取和整合應(yīng)用的要求也有了提高。考生的語文素養(yǎng)、閱讀能力(包括簡單文言文的閱讀理解),從數(shù)據(jù)、圖表(包含函數(shù)圖像、物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)模型圖、有機化合物鍵線式等)獲取有用信息的能力,對解題和解答速度的影響也越來越大。這些考試要求提醒我們在化學(xué)教學(xué)中必須注意學(xué)科間的溝通;要幫助學(xué)生認識語文、數(shù)學(xué)作為化學(xué)學(xué)習(xí)和研究的工具,是不可忽視的。
這些考試內(nèi)容要求提醒我們在化學(xué)教學(xué)中必須注意學(xué)科間的溝通和聯(lián)系??茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展,學(xué)科間的交叉、融合愈來愈重要。培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),需要各門學(xué)科的配合。學(xué)生才能全面掌握能適應(yīng)未來社會的核心知識和技能,使核心素養(yǎng)的發(fā)展落地。
讓參加國家考試選拔的考生在考試過程中能再一次接受科學(xué)和人文精神教育,提高自身的素養(yǎng),是考試內(nèi)容改革伴隨帶來的另一個特點,也是我國考試文化的一個特色。
2017年理綜Ⅰ卷化學(xué)試題,十分明顯地體現(xiàn)了這一特點。選擇題第8、9、11題,分別從我國歷史文獻、國際化學(xué)研究史料和社會生產(chǎn)中化學(xué)技術(shù)應(yīng)用中取材,在考查考生對化學(xué)基本概念、基礎(chǔ)知識和研究基本方法的理解的同時,讓學(xué)生受到科學(xué)精神和人文教育。第8題,利用有關(guān)從砷礦提取三氧化砷的分離技術(shù)的歷史文獻記載,在考查考生對幾種分離基本操作方法的理解和辨識能力的同時,讓考生感受到中國古代科技文明的發(fā)展成就。第9題,利用19世紀中后期3位國外化學(xué)家提出的苯三種可能結(jié)構(gòu)的事實,改編成考查考生能否從物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)關(guān)系的視角分析、推測分子式相同而有分子結(jié)構(gòu)式不同的三種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)特點、相互間的關(guān)系。用鮮活的化學(xué)研究史實,考查考生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)基本概念的理解,也讓考生感受到化學(xué)研究應(yīng)當(dāng)尊重物質(zhì)本身的屬性,以客觀事實為證據(jù)做分析、推理,才能得到正確的結(jié)論。第11題,要求考生對海港碼頭基礎(chǔ)鋼管樁的電化防護設(shè)施的原理做分析、推斷??疾榱丝忌鷮﹄娀瘜W(xué)基礎(chǔ)知識的理解和靈活運用能力,也讓學(xué)生感受到理論與實際相結(jié)合的重要性,了解了電化學(xué)知識在生產(chǎn)建設(shè)中的應(yīng)用和貢獻。
非選擇題選取的內(nèi)容也都和生產(chǎn)、生活、科技發(fā)展中鮮活的實際問題有緊密的聯(lián)系。這些試題的問題情景涉及蛋白質(zhì)含量的測定、鋰離子電池電極材料的制備、新發(fā)現(xiàn)的生命體系中氣體信號分子硫化氫的性質(zhì)分析、兩種氫能源開發(fā)反應(yīng)系統(tǒng)原理的分析、在各領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用的碘和鉀單質(zhì)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)分析、有機光電材料中間體的合成路線分析。試題給出的這些信息,告訴考生們,化學(xué)科學(xué)的發(fā)展,為能源、材料、化工、醫(yī)藥、食品生產(chǎn)和環(huán)境保護領(lǐng)域的發(fā)展、創(chuàng)新做出多方面的貢獻。能引領(lǐng)考生正確認識化學(xué)對社會發(fā)展和人類進步的巨大貢獻,認識化學(xué)學(xué)科的價值,激發(fā)考生為國家發(fā)展、人類的文明進步努力學(xué)習(xí)的積極性。運用這些情景考查考生,能促進考生將化學(xué)基本概念、基本原理和化學(xué)學(xué)習(xí)研究方法運用到實際生產(chǎn)生活中去。試題中許多設(shè)問的思考解答,都在提醒考生,努力學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ),繼承人類在科技發(fā)展過程中積累的知識、經(jīng)驗,是為創(chuàng)新發(fā)展做準備。人類只有不斷對原有認識提出質(zhì)疑,才會有新發(fā)現(xiàn)、新創(chuàng)造。
考試可以如此發(fā)揮教育、發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的功能。化學(xué)學(xué)科的平時教學(xué),更應(yīng)該以立德樹人為宗旨,加強對學(xué)生的科學(xué)精神、科學(xué)倫理和人文教育。
[1]國務(wù)院關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見[Z].2014-09-03.
[2]教育部考試中心.2017年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱(理科)[M].北京:高等教育出版社,2016.
[3]姜鋼.探索構(gòu)建高考評價體系全方位推進高考內(nèi)容改革[N].中國教育報,2016-10-11.
(責(zé)任編輯:張賢金)