新疆 張新芹 福建 洪茲田
目前,說題活動(dòng)已成為教研部門和中小學(xué)開展試題研究、提高試題講評(píng)質(zhì)量的重要舉措?!罢f題說什么”“僅僅描述試題的考查內(nèi)容和解題過程夠不夠”“說題的程序和準(zhǔn)備有哪些”“如何規(guī)范撰寫說題稿”“如何說題才能切中本質(zhì)并切實(shí)提高試題講評(píng)課的實(shí)效”……基于以上問題筆者對(duì)說題的內(nèi)涵、程序、關(guān)鍵和要素進(jìn)行梳理和總結(jié)。同時(shí),以2013年全國(guó)卷Ⅰ理綜化學(xué)工藝流程題為例,呈現(xiàn)完整說題案例稿,梳理說題的功能價(jià)值。希望通過說題促進(jìn)教師研究試題并提升專業(yè)水平。
1.說題的內(nèi)涵
說題包括教師說題、學(xué)生說題和師生互動(dòng)說題(本文所討論的說題特指教師說題)。說題是類似于說課的一種教育教研展示和討論活動(dòng),是說課的延續(xù)和創(chuàng)新,是一種深層次備課后的展示。說題的內(nèi)涵界定如下:教師以教育教學(xué)理論為指導(dǎo),在深入分析與研究試題的基礎(chǔ)上,向其他教師、教研人員或?qū)<也捎每陬^語(yǔ)言和有關(guān)輔助手段(如PPT等),對(duì)該道(類)試題講評(píng)時(shí)的教學(xué)規(guī)劃(即教學(xué)設(shè)想)及依據(jù)進(jìn)行闡述的一種教研活動(dòng)形式。
2.說題的程序
對(duì)于說題的教研活動(dòng),通常包括“選題——做題與析題——規(guī)劃——說題”四個(gè)階段。各個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)和流程如圖1。
圖1 說題的程序
3.說題的關(guān)鍵點(diǎn)
說題的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):說出題、說解題和評(píng)題。具體闡述如下(圖2)。
圖2 說題的關(guān)鍵點(diǎn)
4.說題的基本要素
針對(duì)所選擇的一道(類)題,著重說清以下要素:
圖3 說題的基本要素
1.試題呈現(xiàn)及答案
回答下列問題:
(1)LiCoO2中,Co元素的化合價(jià)為________。
(2)寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:________________________________________。
(3)“酸浸”一般在80℃下進(jìn)行,寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________;可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺點(diǎn)是____________________________________。
(4)寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________。
(5)充放電過程中,發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化,寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式:________________________________________________。
(6)上述工藝中,“放電處理”有利于鋰在正極的回收,其原因是____________________。在整個(gè)回收工藝中,可回收到的金屬化合物有________(填化學(xué)式)。
【答案】(1)+3
(6)Li+從負(fù)極中脫出,經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動(dòng)并進(jìn)入正極材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
2.考點(diǎn)分析及思想方法
(1)試題情景
本題緊密聯(lián)系生活實(shí)際,以鋰離子電池的正極材料再生利用的工藝流程作為情境,體現(xiàn)化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學(xué)”思想的重要性,自然地融入了“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的素養(yǎng)教育。通過工藝流程、電化學(xué)、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)技術(shù)常識(shí)等多維融合,考查學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)、原理、方法解決工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。
(2)內(nèi)容領(lǐng)域和測(cè)試目標(biāo)
本題為典型的工藝流程題,涉及元素化合物、電化學(xué)和化學(xué)新技術(shù)的內(nèi)容。考查學(xué)生必備知識(shí)的同時(shí)也考查學(xué)生信息理解、信息轉(zhuǎn)化能力,分析和解決化學(xué)問題的能力和實(shí)驗(yàn)探究能力,體現(xiàn)了以理論和實(shí)踐為基礎(chǔ)的多元學(xué)習(xí)能力的考查要求。一方面要求學(xué)生能通過對(duì)流程圖的觀察、分析,準(zhǔn)確提取題目中的有效信息解答問題,如第(3)(4)題反應(yīng)產(chǎn)物的準(zhǔn)確尋找;另一方面更要求學(xué)生根據(jù)基本概念、原理,準(zhǔn)確判斷、合理推理和遷移解答問題,如第(5)題需利用電化學(xué)的相關(guān)原理。整體思維容量較大,較好地考查思維的整體性和深刻性,實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生思維品質(zhì)的深度考查。
首先,重點(diǎn)發(fā)展傳統(tǒng)專業(yè)。傳統(tǒng)專業(yè)是高職學(xué)校從建校以來(lái)在此方面就一直很有建樹的專業(yè),在長(zhǎng)期的教學(xué)過程中,不但有專業(yè)師資隊(duì)伍,還形成了獨(dú)特的培養(yǎng)模式。對(duì)此,高職學(xué)校就應(yīng)該在自己優(yōu)勢(shì)專業(yè)的基礎(chǔ)上,迎合時(shí)代發(fā)展潮流,繼續(xù)增強(qiáng)優(yōu)勢(shì)專業(yè)的社會(huì)地位,讓優(yōu)勢(shì)專業(yè)成為學(xué)校的名片,在此基礎(chǔ)上廣泛吸收社會(huì)各種資源,從而進(jìn)行其他專業(yè)的開設(shè)。
(3)學(xué)生應(yīng)答要求
在知識(shí)層面上,學(xué)生應(yīng)可以根據(jù)化學(xué)式判斷元素化合價(jià),具有氧化還原反應(yīng)的基本思想,了解原電池和電解池的工作原理,熟練書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式,了解常見金屬單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用,掌握物質(zhì)的分離方法。在能力層面上,學(xué)生應(yīng)具有通過文字信息、流程圖等獲取信息、解決化學(xué)問題的能力;設(shè)計(jì)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)給出的實(shí)驗(yàn)方案作出評(píng)價(jià)或改進(jìn),評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案優(yōu)劣的能力;樹立珍惜資源、愛護(hù)環(huán)境、合理使用化學(xué)物質(zhì)的綠色化學(xué)思想。
3.解題思路分析
本題緊密聯(lián)系生活實(shí)際,以鋰離子電池正極材料的再生利用工藝為情境,考查內(nèi)容涉及常見金屬元素、非金屬元素及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用,化學(xué)方程式、離子方程式與電極反應(yīng)式的書寫,氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)與配平,常見化學(xué)電源的種類及其工作原理,常見元素的化合價(jià)及根據(jù)化學(xué)式判斷元素化合價(jià),反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物的控制與影響,離子反應(yīng)的概念、質(zhì)量守恒定律的含義。
(1)此問較簡(jiǎn)單,LiCoO2中Li、O分別為+1、-2價(jià),易求出Co為+3價(jià),屬送分題。
思維障礙:學(xué)生無(wú)法正確判斷出鈷酸鋰、乙炔黑與NaOH溶液均不發(fā)生反應(yīng),造成學(xué)生對(duì)體系成分分析的極度混亂和極大干擾。問題產(chǎn)生的根源在于:①部分學(xué)生不知道乙炔黑即炭黑,無(wú)法判斷出乙炔黑(炭黑)不與NaOH溶液反應(yīng);②學(xué)生未曾學(xué)過鈷酸鋰(LiCoO2),對(duì)其性質(zhì)一無(wú)所知,很難判斷出其不與NaOH溶液反應(yīng)。本題考查學(xué)生的元素守恒觀、證據(jù)推理意識(shí)和思維的系統(tǒng)性,要求學(xué)生根據(jù)流程圖中的物質(zhì)變化,特別是含鈷物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及核心元素Co的價(jià)態(tài)變化進(jìn)行分析推理。據(jù)此推測(cè)出鈷酸鋰(LiCoO2)存在于“正極堿浸”后過濾得到的濾渣中,即鈷酸鋰(LiCoO2)不與NaOH溶液反應(yīng)。
②根據(jù)“可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液”,結(jié)合“酸浸”步驟的反應(yīng)進(jìn)行分析。因H2SO4表現(xiàn)酸性、H2O2表現(xiàn)還原性,故HCl與LiCoO2反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)酸性和還原性,LiCoO2與HCl發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),LiCoO2被還原生成CoCl2(Co由+3價(jià)→+2價(jià)),HCl被氧化生成有毒的Cl2,故缺陷是有Cl2生成,污染較大。實(shí)驗(yàn)方案的缺點(diǎn)一般可從原料的價(jià)格、來(lái)源或是否產(chǎn)生污染物等角度分析。
思維障礙:學(xué)生未建立陌生方程式,特別是氧化還原反應(yīng)型和復(fù)分解反應(yīng)型書寫的思維模型,對(duì)陌生方程式的書寫存在畏難情緒,不敢放手去分析或推測(cè)反應(yīng)機(jī)理。平時(shí)復(fù)習(xí)時(shí)往往更重視氧化還原反應(yīng)型,而此題恰好是復(fù)分解反應(yīng)型,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)此題“驚慌失措”。
思維障礙:未建立電池的思維模型和電化學(xué)電極反應(yīng)式的書寫模式。
(6)放電時(shí),負(fù)極上生成Li+,Li+經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動(dòng)并進(jìn)入正極材料中,生成LiCoO2,故有利于鋰在正極的回收。學(xué)生只要明確原電池放電過程中內(nèi)電路離子移動(dòng)方向,即陰離子移向負(fù)極,陽(yáng)離子移向正極,問題即可迎刃而解。根據(jù)整個(gè)流程圖中的化學(xué)反應(yīng),可回收到的金屬化合物有Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4。
思維障礙:對(duì)于“放電處理”有利于鋰在正極的回收的分析普遍存在困難,根本原因在于學(xué)生未能結(jié)合放電時(shí)負(fù)極、正極反應(yīng)式,從微觀視角分析Li+的移動(dòng)方向及轉(zhuǎn)化形式。
4.試題拓展延伸及變式分析
(1)氧化還原反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)中極為重要的一種類型,幫助學(xué)生樹立氧化還原觀也貫穿于整個(gè)高中化學(xué)教學(xué)。對(duì)氧化還原反應(yīng)這一重要概念、觀念的考查,可做如下變式:
變式1:“酸浸”步驟,氧化劑和氧化產(chǎn)物分別是____________、____________。
變式2:“酸浸”步驟,1 mol H2O2參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目是________________________________________________。
變式3:重鉻酸鉀、高錳酸鉀等氧化劑在酸性條件下氧化性更強(qiáng),這兩種氧化劑為何不用鹽酸酸化,而常用稀硫酸酸化?
(2)電化學(xué)一直是高考中的高頻考點(diǎn)及重難點(diǎn)。學(xué)生必須熟悉原電池和電解池的工作原理,并能熟練書寫相應(yīng)電極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。對(duì)電化學(xué)相關(guān)知識(shí)的考查,可做如下變式:
變式1:寫出該鋰離子電池充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式:________________________________________。
變式2:該鋰離子電池充電時(shí)Li+向________(填“陰極”或“陽(yáng)極”)移動(dòng)。
變式3:放電時(shí)當(dāng)外電路有1 mol電子從________(填“正極”或“負(fù)極”,下同)到________移動(dòng)時(shí),內(nèi)電路中有________mol Li+向________移動(dòng)。
5.試題的價(jià)值、反思及感悟
(1)試題的價(jià)值
本題以流程圖形式展示整個(gè)工藝流程。知識(shí)層面上涉及金屬回收、物質(zhì)性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)規(guī)律、電化學(xué)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)、物質(zhì)的分離提純?cè)淼鹊目疾?;能力層面上主要考查了信息理解能力及信息轉(zhuǎn)化能力。另外,試題情景素材貼近社會(huì),隱含了珍惜資源、愛護(hù)環(huán)境、合理使用化學(xué)物質(zhì)的“綠色化學(xué)”理念,重視化學(xué)概念原理、化學(xué)技術(shù)與人文內(nèi)涵的完美結(jié)合。試題較為綜合,起點(diǎn)高、落點(diǎn)適中,區(qū)分度較高,如本題中電極反應(yīng)式的書寫是難點(diǎn),做題時(shí)應(yīng)注意從題目中獲取關(guān)鍵信息,對(duì)學(xué)生的思維能力要求較高。
(2)試題的反思及感悟
本題對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)、思維品質(zhì)、認(rèn)知水平及能力要求較高,教學(xué)中應(yīng)注意如下問題。
①要注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΓM可能多地帶領(lǐng)學(xué)生做教材中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和綜合性拓展實(shí)驗(yàn),如海帶中碘單質(zhì)的提取涉及浸取、過濾、萃取等操作,把實(shí)驗(yàn)作為提升教學(xué)質(zhì)量的切入點(diǎn),重視實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究,充分挖掘?qū)嶒?yàn)的教育教學(xué)功能。
②試題講評(píng)要認(rèn)真挖掘、品評(píng)、賞析試題蘊(yùn)含的測(cè)量功能,加強(qiáng)解題的策略和方法的引導(dǎo)、點(diǎn)撥,充分認(rèn)識(shí)學(xué)生的思維障礙,將學(xué)生解題的模糊認(rèn)識(shí)清晰化。盡量把課堂還給學(xué)生,留給學(xué)生充足的時(shí)間思考、分析和反饋,幫助學(xué)生突破思維定式和克服畏難情緒,并形成解決一類問題的分析思路。
③建構(gòu)化學(xué)思維模型。本題可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)和自己的解題思路建構(gòu)氧化還原反應(yīng)模型、電化學(xué)模型、工業(yè)流程分析模型。讓學(xué)生在相對(duì)完整的知識(shí)體系中,歸納、總結(jié)、自主建立一個(gè)完整的化學(xué)知識(shí)體系,逐步形成自己在學(xué)習(xí)、應(yīng)用化學(xué)過程中的思維模型。如從流程圖題的大量信息中尋找有用信息是教學(xué)的難點(diǎn),做題過程中,應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生先瀏覽整個(gè)流程和設(shè)問,針對(duì)提問結(jié)合流程中的相關(guān)信息,采用正推、逆推、中間向兩邊推等方法,得出相對(duì)完整的流程圖,再針對(duì)設(shè)問逐一解答,防止學(xué)生過于拘泥于流程圖的某個(gè)環(huán)節(jié)而導(dǎo)致無(wú)法通覽整個(gè)流程。
通過說題的校本教研和開展說題比賽,促進(jìn)教研組教師鉆研教育教學(xué)和試題命制理論,研究命題立意、素材選擇和問題呈現(xiàn),關(guān)注學(xué)生的思維過程、思維結(jié)果和思維障礙,注重試題講評(píng)方式的優(yōu)化和效果評(píng)價(jià)??傊?,以說題為載體的試題深度分析,可促進(jìn)教師的專業(yè)化成長(zhǎng)。