王健
摘 要:隨著新課程改革的持續(xù)推進,基于學科核心素養(yǎng)的高考試題分析及思考,不僅是對開展核心素養(yǎng)教育的貫徹與落實,同時也是突出核心素養(yǎng)的高考改革必然趨勢。從化學學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)來看,近幾年高考化學試題注重對學科育人價值的體現(xiàn),突出了對學科核心素養(yǎng)的檢驗,強化了對學生關(guān)鍵能力掌握的考查?;诖耍疚牧⒆愫诵乃仞B(yǎng)內(nèi)涵,對歷年高考化學試題進行分析,探究高考試題所考查的核心素養(yǎng),以期能夠為高中化學教學和復(fù)習提供思路。
關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);高中化學;高考試題
2014年12月,國家教育部對2004年開始實施的普通高中課程標準實施了新一輪的修訂工作,并于2018年1月正式頒布了修訂后的課程標準。《高中化學新課標》中明確指出:“立德樹人是普通高中化學教學的核心任務(wù),同時化學課程是貫徹落實素質(zhì)教育、弘揚科學精神、培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要載體?!笨梢姡l(fā)展、評價和測試學生核心素養(yǎng)是新一輪課程改革風向標[1]。高考在高中教育中具有十分重要的導向性,考核試題對學科核心素養(yǎng)的考察直接影響著教師對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)方式,近幾年,高考命題也正努力將核心素養(yǎng)與考題結(jié)合起來。為實現(xiàn)2020年高考改革目標,實現(xiàn)與新課程的無縫銜接。對此,本文選取近幾來全國高考卷理綜化學必做題作為分析對象,基于化學學科核心素養(yǎng)理念進行試題分析。
一、普通高中化學學科核心素養(yǎng)內(nèi)涵
在《全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》(以下簡稱《意見》)中,教育部明確提出:“要著重提出各學段學生的核心素養(yǎng)體系,明確學生應(yīng)當具備的能夠適應(yīng)今后社會發(fā)展所必備的品質(zhì)與能力”“核心素養(yǎng)體系能夠指導學生在完成不同學段、不同學科后應(yīng)當要達到的水平、能力程度,指導教師準確把握教學的深度與廣度,使考試評價能更精準反映出人才培養(yǎng)標準?!痹凇兑庖姟分?,一方面明確了學生發(fā)展核心素養(yǎng)的內(nèi)涵,另一方面也側(cè)面反映出了考試評價與核心素養(yǎng)之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,《高中化學新課標》將“化學學科核心素養(yǎng)”界定為五個維度,即:宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、科學探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任[2]。同時對五個核心素養(yǎng)維度進行了水平分級,建立包括4個水平等級、16個條目內(nèi)容的學業(yè)質(zhì)量水平標準。核心素養(yǎng)水平的劃分與學業(yè)質(zhì)量水平標準的建立,為教師對學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)、教學深度與廣度的把握都提供了具體的參照指標,同時也為高考命題、學業(yè)評價、水平測試等提供了方向。
二、基于核心素養(yǎng)的高考試題評析
(一)試題分析框架設(shè)計
立足《高中化學新課標》,以學科核心素養(yǎng)為導向的高考試題命題,需要結(jié)合“核心素養(yǎng)”“真實情境”“實際問題”“化學知識”4個要素,并合理確定四者之間的相互關(guān)系[3],其命題框架設(shè)計如下圖1所示。
國務(wù)院于2014年9月頒發(fā)了《關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見》(以下簡稱《實施意見》),在該《實施意見》中明確提出了“高考試題命題要科學,提高試題的基礎(chǔ)性、綜合性,著重考察學生獨立思考以及學以致用的能力......”的高考命題原則。2015、2016年高考都很好地貫徹了這一命題原則,注重對學生基礎(chǔ)知識掌握以及分析問題、解決問題能力的考察,高考改革處于平穩(wěn)過渡階段;2017年是課程改革運行的關(guān)鍵之年,常言道:“春江水暖鴨先知”,高考歷來就具有風向標的作用,所命試題對一線教師教學方向、方法都具有較強的指導性。
情境是高考試題的重要載體,近幾年高考化學試題在命題上多選用真實情境,將所要考察的知識點與真實情境結(jié)合起來,立足考試大綱,根據(jù)對學生學習能力的要求,在情境背景下設(shè)置難易程度不一的問題,從而檢測學生的知識掌握情況、創(chuàng)新能力、分析能力等,以達到對學生核心素養(yǎng)的考察目的[4]。對此,我提出了基于核心素養(yǎng)的高考試題分析框架,如圖2所示。
該試題分析框架以真實情境入手,根據(jù)對學生學情、知識儲備、能力等考查要求,評估高考試題對學生核心素養(yǎng)的考察類型。當然,隨著高考試題的不斷優(yōu)化,一題可以對學生多個核心素養(yǎng)進行考查,而同一維度的核心素養(yǎng)可以從多個方面、多個問題來進行考查[5]。下面,以三道高考試題為例,詳細分析其對學生核心素養(yǎng)的考察。
(二)高考試題分析
試題1【2017年全國卷第11題】:支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作原理如圖3所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是。
A.通入保護電流使鋼管柱表面腐蝕電流接近于零
B.通電后電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管柱
C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流
D.通入的保護電流應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)賬
分析:該試題以海港碼頭作為情境載體,通過外加電流的陰極保護法對碼頭的鋼管樁進行防腐操作為情境內(nèi)容,并給出了具體的工作原理圖。這個情境的創(chuàng)設(shè)充分體現(xiàn)出了化學的實用性,利用化學反應(yīng)解決生活實際問題,是對“科學態(tài)度與社會責任”核心素養(yǎng)維度的考察。所提出的實際問題是“對鋼管樁外加電流后,在防腐過程中電流的變化及電極的損耗情況”,是對“變化觀念與平衡思想”這一核心素養(yǎng)維度的考察。同時,要求學生能夠運用原電池的工作原理這一知識點,考察學生能否從電流角度來分析說明鋼管樁防腐工作的原理,同時涉及“變化觀念與平衡思想”“科學態(tài)度與社會責任”這兩個核心素養(yǎng)維度。該試題從真實情境的創(chuàng)設(shè)到實際問題的解答,都體現(xiàn)出了對學生核心素養(yǎng)的考察,不論是知識點的應(yīng)用亦或是問題的解決,都涉及“變化觀念與平衡思想”“科學態(tài)度與社會責任”這兩個核心素養(yǎng)維度。
試題2【2018年高考全國卷I第27題】:焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印刷、食品等方面應(yīng)用廣泛。回答下列問題:
(1)生產(chǎn)Na2S2O5,通常是由Na2SO3過飽和溶液結(jié)晶脫水制得。寫出該化學反應(yīng)的化學方程式。
(2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為:
①PH=4.1時,l中溶液為 (寫化學式)。
②工藝中加入Na2CO3固體,并再次沖入SO2的目的是
制備Na2S2O5,也可采用三室膜電解技術(shù),裝置如圖所示,其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和NaSO3。陽極的電極反應(yīng)式為? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?,電解后,? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ,室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結(jié)晶脫水,可得Na2S2O5。
(3)Na2S2O5可用作食品 的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時,取50.00ml葡萄酒樣品,用0.01000mol·L-1的碘標準液滴定至終點,消耗10.00ml。滴定反應(yīng)的離子方程式為? ? ? ? ? ,該樣品中Na2S2O5的殘留量為? ? ? ? ? ? ? ?g·L-1(以SO2計)。
分析:該試題以生產(chǎn)生活實際作為情境素材,在試題中共提出了3中不同的焦亞硫酸鈉Na2S2O5的工業(yè)生產(chǎn)方案,圍繞我們真實的工業(yè)生產(chǎn)以及三室模電解技術(shù)來設(shè)置問題。這些真實情境體現(xiàn)出了化學學科的開放性和生活化。試題所涉及的知識點有:化學方程式的書寫、工藝流程中發(fā)生化學反應(yīng)所需條件的分析、物質(zhì)變化的判斷、氧化還原滴定、電極反應(yīng)式等。全面考查了學生對化學知識的掌握、分析能力,對數(shù)據(jù)信息的提取、歸納、處理以及邏輯推理能力,以及能否綜合運用化學知識解決實際問題的能力。
問題(1):要求學生根據(jù)所給素材信息,結(jié)合質(zhì)量守恒定律,在提取具有實質(zhì)性內(nèi)容的基礎(chǔ)上,對工業(yè)生產(chǎn)Na2S2O5的化學反應(yīng)原理以化學符號表示,主要考察學生“變化觀念和平衡思想”核心素養(yǎng)維度。
問題(2):Na2S2O5在廢氣生產(chǎn)中具有較高的實用性,體現(xiàn)出了化學學科在環(huán)保、污染治理方面的價值,彰顯出了“綠色化學”理念。其中問題①:PH=4.1呈酸性,要求學生分析在l流程中的酸式鹽產(chǎn)物的化學式??键c為:強酸制備弱酸的原理、判斷多元弱酸與堿液反應(yīng)所生成的物質(zhì)。是對學生“變化觀念和平衡思想”核心素養(yǎng)維度的考查。問題②:根據(jù)問題①所提供的Na2S2O5制備工藝流程圖,要求學生對物質(zhì)變化的生成物進行推理論證,學會分析實驗條件的選擇,并通過分析流程l,實現(xiàn)對流程Ⅱ、Ⅲ的知識遷移,從而探尋出加入Na2CO3固體后再次加入SO2氣體的目的。所涉及的知識點是“實驗條件對生成物影響”,著重考察學生知識遷移、邏輯推理能力。在一定程度上體現(xiàn)出了對學生“證據(jù)推理和模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”等核心素養(yǎng)維度的考查。
問題(3):根據(jù)所給出的電解質(zhì)裝置,對電極的正負極進行判斷;根據(jù)電極材料和電解質(zhì)環(huán)境,寫出電極反應(yīng)式:陽極:,陰極:。該問題主要是對“電解池工作原理”知識點的考查,要求學生能夠從宏觀、微觀等視野去分析和解決問題,體現(xiàn)了對學生“宏觀辨識和微觀探析”“變化觀念與平衡思想”等核心素養(yǎng)維度的考查。
問題(4):從食品抗氧化劑功效入手,對葡萄酒中Na2S2O5的殘留量進行測定,這一情境是符合現(xiàn)實生活的,并圍繞近幾年社會大眾關(guān)注的食品添加劑安全用量來設(shè)置考題,體現(xiàn)出了化學學科在食品安全領(lǐng)域的作用,著重對學生“科學精神和社會責任”這一核心素養(yǎng)維度的考查。此外,該問題還涉及氧化還原滴定的實驗原理、離子方程式書寫、定量計算等知識點,檢驗學生是否具備邏輯推理能力、數(shù)據(jù)分析能力以及探究思維,涉及“科學探究和創(chuàng)新意識”“宏觀辨識和微觀探析”“證據(jù)推理和模型認知”等學科核心素養(yǎng)維度的考查。
試題3【2017年全國高考理綜卷I第28題】:近期發(fā)現(xiàn),H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子,它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?;卮鹣铝袉栴}:
(1)下列事實中,不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強弱的是?______________(填標號)。
A.氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng),而亞硫酸可以
B.氫硫酸的導電能力低于相同濃度的亞硫酸
C.0.10mol·L-1的氫硫酸與亞硫酸的PH值分別為4.5和2.1
D.氫硫酸的還原性強于亞硫酸
(2)下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。
通過計算,可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學方程式分別為______________ ______________,制得等量H2所需能量較少的是______________。
(3)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng):在610K時,將0.10molCO2與0.4molH2S充入2.5L空鋼瓶中,反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.02.
①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率=______________%,反應(yīng)平衡常數(shù)K=______________。
②在620K重復(fù)試驗,平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.03,H2S的轉(zhuǎn)化率,該反應(yīng)的△H? ? 0。(填>或=)
③向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體,能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是? ?______________(填編號)
A.H2SB.CO2C.COSD.N2
分析:該試題的考點在于“熱化學與化學平衡”,并以“參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能”為情境來設(shè)置問題,體現(xiàn)出了對學生““科學探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)維度的考查?!钡冢?)問,主要涉及氫硫酸的酸性強度特點、導電能力以及電離程度等知識點,主要考察學生基礎(chǔ)知識的掌握情況;第(2)問,考點在于熱化學方程式直接加合,考察學生是否清楚氫氣制備所需的條件以及反應(yīng)原理,分析化學反應(yīng),涉及“變化觀念與平衡思想”這一核心素養(yǎng)維度;第(3)問中考查的知識點是“化學平衡”,要求學生通過分析試題已知條件得出:溫度升高,化學平衡正向移動,同時根據(jù)平衡移動原理,溫度升高,化學平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,所以該題中的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),涉及“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”等核心素養(yǎng)維度??梢哉f該試題設(shè)計難度適中,學生得分率較高。
三、啟示與建議
隨著新課程改革的持續(xù)推進,學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)逐漸成為了學科教學的重點。近幾年,高考化學試題命題積極貫徹落實“立德樹人”這一教育目標,對學生核心素養(yǎng)的考查愈發(fā)重視,不僅滿足了高校對人才的要求,同時又推動了新課程改革的全面推進[6]。通過高考試題分析,也為我們今后教學方向和重點提出了參考依據(jù)。
(一)深入鉆研課標與考綱,提高復(fù)習的針對性
通過試題分析我們可以發(fā)現(xiàn),在高考試題中均能夠體現(xiàn)出每年考綱對考試內(nèi)容的要求,而考綱的制定又是依托課程標準。因此,在教學互動中,教師不僅要關(guān)注歷年來考題的變化,還應(yīng)當要對課程標準與考綱進行深入研究,關(guān)注考點的考查內(nèi)容,關(guān)注學生能力層次考核的變化,從而提高復(fù)習的針對性和有效性。
(二)注重基礎(chǔ)訓練,培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)
在3道試題中,我們可以看出對學生基礎(chǔ)知識掌握能力要求較高,如果學生基礎(chǔ)知識薄弱,勢必會導致在解決化學問題上出現(xiàn)困難。所以,在平時的教學活動中,我們必須要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的應(yīng)試教育觀念,創(chuàng)新教學理念,引進先進的教學方法,比如案例教學法、情境教學法等,幫助學生鞏固基礎(chǔ)知識,掌握基本技能[6]。只有這樣才能有效提高學生解決化學問題的能力,才有利于實現(xiàn)學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
(三)注重方法引導,培養(yǎng)學生研究精神
《高中化學新課標》中明確提出:“要引導學生自主學習,重視學生探究精神的培養(yǎng),為學生搭建平臺,讓學生樂于參與,樂于探究?!睆娜涝囶}的分析中,都涉及學生探究精神的培養(yǎng),比如2017年全國卷第11題,以海港碼頭作為情境載體,考察學生能否從電流角度來分析說明鋼管樁防腐工作的原理;2018年高考全國卷I第27題,通過對知識點“實驗條件對生成物影響”的考查,要求學生分析流程l,并以此類推分析流程Ⅱ、Ⅲ,同樣體現(xiàn)出了對學生探究精神的考查。因此,在教學活動中教師要注重實驗方法的引導,從學生認知特點出發(fā),采取開放式的實驗教學,培養(yǎng)學生的探究精神??茖W探究是化學科學素養(yǎng)的重要內(nèi)容,教師要在實踐中不斷探索,將學生探究精神的培養(yǎng)貫穿于實驗教學之中。
總而言之,核心素養(yǎng)的培養(yǎng)并非一朝一夕就可造就,需要后續(xù)教育習得。為了更好地適應(yīng)高考改革,作為一線教師必須要對化學學科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵進行深入分析,吃透各個核心素養(yǎng)維度與知識考點之間的關(guān)系。同時,還要巧妙將學科核心素養(yǎng)滲透到教學之中,通過夯實基礎(chǔ)知識、以探究實驗為抓手、注重方法引導等手段,有目的、有針對性的培養(yǎng)、評價學生的核心素養(yǎng)[7]。
課題名稱:基于核心素養(yǎng)的化學概念教學研究
立項批準號:FJKYJD17-11
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