甘肅 王健娥

一、研究的意義

1.研讀真題內(nèi)涵，適應(yīng)高考之變

學(xué)生在解題時的首要困境是題目的陌生性，“題海戰(zhàn)術(shù)”固然能幫助學(xué)生“見多識廣”，但對學(xué)生思維品質(zhì)的提升、學(xué)科能力的發(fā)展效果甚微。高考真題能較高水平的體現(xiàn)《中國高考評價體系》中的“一核四層四翼”，對于教師的備教、學(xué)生的備考都有不可或缺的指導(dǎo)作用。尤其是在近幾年以《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》為導(dǎo)向的新高考背景下，教師悉心研讀高考真題，捕捉新高考的變化之處，對于幫助學(xué)生適應(yīng)已經(jīng)到來或即將到來的新高考都有積極意義。

2.提煉備考策略，提升教研能力

甘肅省各學(xué)校高一新生將于2021年秋季正式開始使用新教材，2024年全面進(jìn)入新高考，無論是在轉(zhuǎn)型期還是已步入新高考時代，研究高考試題都是一線教師的必修課，從時間的維度來看，時間短有利于教師提煉備考策略應(yīng)對高考，時間長則可催化教師的教研活動，加速提升教師的教研水平，最終教師以新課程為橋梁支架建立起新教材和新高考之間的有效鏈接，真正讓學(xué)生以課堂為生長點，輸入必備知識，輸出關(guān)鍵能力。教師則在不斷的教學(xué)實踐中，訂正、反思、優(yōu)化每一學(xué)段、每一模塊、每一章節(jié)甚至每一課時的教學(xué)策略，將教研常態(tài)化，實現(xiàn)以教促研、以研促教的良性循環(huán)，為成為一名研究型教師、專家型教師而一路播種、一路收獲。

二、2021年電化學(xué)試題分析

2021年是高考化學(xué)試卷完成從“傳統(tǒng)理綜模式”到“新高考單一學(xué)科”命題模式轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵之年，無論是全國的甲、乙卷或是以山東卷等為代表的地方試卷，關(guān)于電化學(xué)的試題在宏觀上保持相對穩(wěn)定的情況下，微觀考查呈現(xiàn)出了一些創(chuàng)新和變化，更加注重對化學(xué)學(xué)科價值的體現(xiàn)，強(qiáng)化了對電化學(xué)的化學(xué)觀念、思維方法、實踐探索、態(tài)度責(zé)任等化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的考查，凸顯《中國高考評價體系》的深刻內(nèi)涵。

電化學(xué)試題承載著對化學(xué)反應(yīng)原理的考查，從知識層面屬于元素化合物的知識進(jìn)階，從方法層面屬于氧化還原反應(yīng)的方法進(jìn)階，從能力層面屬于高階思維的能力進(jìn)階，滲透著以微粒觀、能量觀、變化觀、守恒觀為主的化學(xué)觀念，充分體現(xiàn)化學(xué)在解決能源問題中的非凡作用，因此備受出題人的青睞。

1.從宏觀整體分析試題規(guī)律，明確考查要求

仰觀宇宙之大，就是要從宏觀和整體把握試題規(guī)律。以下筆者以2021年全國甲卷第13題為例進(jìn)行說明。

【示例】(2021·全國甲卷·13)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可用如圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是( )

A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用

C.制得2 mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1 mol電子

D.雙極膜中間層中的H+在外電場作用下向鉛電極方向遷移

【試題情境】本題的情境是學(xué)術(shù)探索情境，以一種重要的有機(jī)化工中間體乙醛酸的制備為載體，在復(fù)雜、陌生、新穎的研究對象和真實問題情境下，體現(xiàn)了對電解池知識基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性的考查。

【必備知識】本題考查的必備知識側(cè)重于兩個方面：一是化學(xué)用語與概念，包括電解池、陰陽極、電極反應(yīng)、電離(解離)等化學(xué)用語和基本概念；二是反應(yīng)變化與規(guī)律，包括電解池工作原理、電極反應(yīng)、離子的移動方向、基于電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的計算、電解質(zhì)的作用評價等。

【關(guān)鍵能力】本題考查的關(guān)鍵能力側(cè)重于兩個方面：一是理解與辨析能力，要求學(xué)生能夠從圖示電化學(xué)裝置中提取有效信息，判斷裝置種類、辨別電極名稱等；二是分析與推理能力，要求學(xué)生能夠根據(jù)圖示信息和電解池的工作原理，分析電極反應(yīng)的類型、電解質(zhì)的作用、離子的移動方向以及定量分析轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等。

【學(xué)科素養(yǎng)】本題考查的學(xué)科核心素養(yǎng)側(cè)重于四個方面：一是化學(xué)觀念，著重體現(xiàn)在微粒觀、變化觀和守恒觀上，要求學(xué)生能夠根據(jù)電極上微粒的變化情況判斷出電極的名稱，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒思想定量分析轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；二是思維方法，要求學(xué)生能夠根據(jù)電解池的工作原理進(jìn)行推理論證，判斷離子的移動方向、分析電極反應(yīng)的類型、評價電解質(zhì)的作用等；三是實踐探索，要求學(xué)生理解根據(jù)電解池的工作原理可以實現(xiàn)有機(jī)合成領(lǐng)域生產(chǎn)條件的優(yōu)化；四是態(tài)度責(zé)任，讓學(xué)生感受化學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)條件優(yōu)化中的重要價值，贊賞化學(xué)在社會發(fā)展中的積極貢獻(xiàn)。

【失分剖析】一是圖示信息陌生度高，學(xué)生不能準(zhǔn)確提取有效信息，不能根據(jù)微粒的變化辨識電極名稱；二是學(xué)生不適應(yīng)設(shè)問方式的變化，導(dǎo)致無從分析電解質(zhì)的其他作用；三是學(xué)生忽視了乙醛酸為共同產(chǎn)物，誤按2 mol計算轉(zhuǎn)移電子的量；四是學(xué)生定式思維于從化合價角度定量分析轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，而不能從結(jié)構(gòu)式角度快速分析。

縱觀2021年全國甲、乙卷和以山東卷為代表的地方試卷，從考查形式來看，電化學(xué)試題考向有3種，即原電池、電解池和二次電池。兩套全國卷均只考查了電解池，新高考省份的試題主要以山東卷為代表，一般選擇和填空分別考查原電池和電解池，也有如廣東省選擇性考試呈現(xiàn)的在賦分不同的兩種選擇題中各考查一種電化學(xué)裝置的形式，但總體來說，未來高考考查形式仍然會延續(xù)這三種類型?？疾殡y度適中，試題情境均為學(xué)術(shù)探索情境，外觀特征為文字或文字結(jié)合圖示形式，高頻考點依然聚焦在電極反應(yīng)式或總反應(yīng)式的書寫判斷、陰陽離子的移動方向、電解質(zhì)的量的變化、基于電子轉(zhuǎn)移的定量計算四個角度，其余涉及考點有電極的判斷、電極反應(yīng)類型的判斷、溶液pH的變化、電解質(zhì)的量的變化、電解質(zhì)的作用評價、電極產(chǎn)物的處理、能量的轉(zhuǎn)化形式、理論電量的比較、交換膜移除前后電極反應(yīng)的分析評價等。

從考查要求來看，未來高考電化學(xué)試題所考查的必備知識、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)均與示例一致。

2.從微觀局部捕捉創(chuàng)新之處，洞悉命題趨勢

俯察品類之盛，則是要從微觀上和細(xì)節(jié)處感悟高考之新。

(1)強(qiáng)化必備知識，弱化應(yīng)試技巧

高考化學(xué)的變化尤其體現(xiàn)在弱化了電極反應(yīng)式的書寫及判斷的考查。本題中的B選項表面上考查的是電極反應(yīng)式的判斷，實則是考查電極與反應(yīng)類型的判斷。此外，乙卷和以山東卷為代表的地方試卷均未涉及考查電極反應(yīng)式的判斷或書寫，但都強(qiáng)化了對電化學(xué)裝置工作原理的理解考查。

(2)豐富設(shè)問形式，促進(jìn)學(xué)科理解

比如對“膜”的考查設(shè)問，甲卷即原來的全國卷Ⅲ，由2018年考查的非水電解質(zhì)/高聚物隔膜到2019年考查的隔膜，到2020年考查的離子選擇性膜，再到2021年考查的雙極膜。本題出現(xiàn)了“雙極膜”的概念，并首次考查了雙極膜層中的離子移動方向。此外，2021年河北省選擇性考試第9題考查了隔膜是否能通過氧氣的辨析，2021年廣東省選擇性考試第16題首次考查了移除交換膜前后電極反應(yīng)的變化辨析，2021年浙江6月選考第22題考查了LiPON薄膜電解質(zhì)損失Li+的推斷等。但無論設(shè)問方式如何創(chuàng)新，都旨在考查學(xué)生的學(xué)科理解程度。

再如對裝置的評價設(shè)問，體現(xiàn)對高階思維中的分析評價能力的考查。本題考查了電解質(zhì)KBr的作用，全國乙卷中考查了電極產(chǎn)物H2的安全排放問題及水垢沉積的電極位置評價等。即設(shè)問不再局限于電化學(xué)裝置的必備知識，而是增進(jìn)了不同模塊之間知識的融合，回歸知識的本真層面。

(3)強(qiáng)化圖示思維，提升關(guān)鍵能力

電化學(xué)試題注重考查圖示思維能力，以本題和2021年浙江6月選考為例，均串聯(lián)考查無機(jī)和有機(jī)知識，滲透考查學(xué)生的圖示思維，考查學(xué)生高階思維能力中的推斷預(yù)測能力；此外，靈活考查的電極位置，比如全國乙卷和2021年浙江6月選考中的電極位置由常見的左右位置變換為上下位置，考查了學(xué)生高階思維能力中的關(guān)聯(lián)、轉(zhuǎn)化能力；再如加強(qiáng)對電極反應(yīng)和溶液中反應(yīng)的圖示表達(dá)的考查，以2021年湖南卷中的鋅/溴液流電池為代表，對學(xué)生圖示化能力的要求更為嚴(yán)苛，復(fù)雜程度極高的圖示呈現(xiàn)考查學(xué)生探究與創(chuàng)新的關(guān)鍵能力。

三、備考策略

1.立足教材，整合核心知識，完善認(rèn)知體系

學(xué)生對電化學(xué)知識的學(xué)習(xí)有以下幾步知識進(jìn)階：【進(jìn)階1】化學(xué)必修1的分類觀、價態(tài)觀、轉(zhuǎn)化觀、守恒觀、定量觀的認(rèn)知→【進(jìn)階2】化學(xué)必修2的能量觀、基礎(chǔ)原電池工作原理、化學(xué)電源的認(rèn)知→【進(jìn)階3】化學(xué)選擇性必修1的鹽橋原電池的工作原理、化學(xué)電源、電解池工作原理、金屬的電化學(xué)防護(hù)認(rèn)知。

電化學(xué)的知識內(nèi)容分布于教材必修2和選擇性必修1中，但部分高考考題中已然淡化了必考與選考的界限，這就要求教師在高三的復(fù)習(xí)教學(xué)中，備課時在橫向上要善于進(jìn)行大單元的整體教學(xué)設(shè)計，授課時應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生打破模塊界限，自主建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)，將電化學(xué)知識與元素化合物內(nèi)容、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的量的計算、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等核心知識加以整合，完善學(xué)生的認(rèn)知體系，形成必備知識網(wǎng)絡(luò)。

2.巧用教材，優(yōu)化問題情境，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

電化學(xué)的考題常以陌生的新情境為載體而呈現(xiàn)，情境之新包括新情境描述、新電化學(xué)反應(yīng)、新圖示情境等。但在新情境包裝下的內(nèi)核一定能在教材中找到原型，這就要求教師備課時在縱向上要精心設(shè)計問題情境，促使學(xué)生在問題解決的過程體驗中，達(dá)成深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，從而在面對“常考常新”的花樣試題時，學(xué)生能以關(guān)鍵能力卸下試題的偽裝、使其現(xiàn)出原形。

筆者通過分析2021年電化學(xué)高考試題發(fā)現(xiàn)，全國乙卷海水冷卻水的排放處理情境，其教材原型是海水資源的開發(fā)利用和電解飽和食鹽水；2021年浙江6月選考中全固態(tài)薄膜鋰離子電池情境，其教材原型是資料卡片欄目的鋰離子電池內(nèi)容，相似度非常之高，只是將負(fù)極材料由LixCy更換為了LixSi；2021年浙江1月選考中的鎳鎘電池情境，其中涉及的反應(yīng)原型則完全來自舊教材中的一道課后習(xí)題；2021年山東卷中的CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2燃料電池情境、河北省選擇性考度的K—O2電池情境，原型都為教材中的H2—O2燃料電池。

3.研讀真題，建構(gòu)思維模型，發(fā)展學(xué)科能力

筆者通過分析2021年電化學(xué)高考試題發(fā)現(xiàn)，試題的內(nèi)核在教材，包裹在同類型的高考試題中，總有一種“似曾相識”的感覺，其可能是同一反應(yīng)、同一題型、同一圖示呈現(xiàn)、同一設(shè)問方式等，但都是原題內(nèi)容的繼承和創(chuàng)新，所以教師研讀近5年的高考題有著重要的素材作用，教師應(yīng)在教學(xué)及備考中利用好高考試題，善于梳理同種類別的試題，積極參與高考說題活動，同時注重改編高考題，引導(dǎo)學(xué)生拓展知識認(rèn)識深度，為學(xué)生建構(gòu)好試題模型，形成科學(xué)的思維方法，高效備考，并能以不變應(yīng)萬變，發(fā)展學(xué)生靈活遷移應(yīng)用的學(xué)科能力，最終達(dá)到以思維模型促進(jìn)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)提升的高遠(yuǎn)立意。

如2021年廣東省選擇性考試第9題Na—CO2新型全固態(tài)電池，其素材在2018年全國卷Ⅱ第12題；河北省選擇性考試第9題K-O2電池、浙江選考的全固態(tài)薄膜鋰離子電池，其素材在2018年全國卷Ⅲ第11題；全國乙卷第12題的海水處理電解池，其素材在2020年全國卷Ⅱ第26題(1)和12題；全國甲卷第13題的電化學(xué)裝置合成乙醛酸，其素材在2020年全國卷Ⅰ第12題和2018年全國卷Ⅰ第13題。

試題模型包括考點突破模型、裝置模型及解題思維模型等。具體來說，教師可設(shè)計微專題建構(gòu)考點突破模型，如電化學(xué)方程式和電極反應(yīng)式的書寫專題、“膜”與鹽橋的電化學(xué)裝置專題；編寫符合學(xué)生學(xué)情的對點作業(yè)建構(gòu)裝置模型，如設(shè)計典型反應(yīng)的電化學(xué)裝置、按電池種類布置對應(yīng)習(xí)題等；教師在學(xué)生問題解決中歸納總結(jié)解題的思維模型，如電化學(xué)試題的解題模型為：【進(jìn)階1】判斷原電池還是電解池→【進(jìn)階2】判斷電極種類→【進(jìn)階3】判斷電極反應(yīng)→【進(jìn)階4】逐項分析。

四、結(jié)論與展望

筆者通過研讀2021年高考中的電化學(xué)試題，結(jié)合高考評價體系，分別從知識的廣度、思維的深度、學(xué)科的高度三維視角提出了一些針對性的備考策略，并注重在教學(xué)實踐中追蹤評價所嘗試教學(xué)策略的有效性。教研無止境，教師應(yīng)悉心研究其他專題的高考試題，在基于“教—學(xué)—評”一致性的復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計和課堂實踐中不斷反思改進(jìn)，旨在為探索優(yōu)化高三化學(xué)備考策略做出積極努力，為學(xué)生將必備知識轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵能力提供方法支架，在增進(jìn)學(xué)科理解的過程中落實核心素養(yǎng)，真正發(fā)揮《中國高考評價體系》中的“立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)”的核心功能。