賴增榮 林紅梁|福建省上杭縣第一中學

一、核心素養(yǎng)導向下的高考化學試題特點分析

核心素養(yǎng)導向是《中國高考評價體系》提倡的重要理念，高考中的學科核心素養(yǎng)包括學習掌握、思維方法和實踐探索3 個一級指標。其中，思維方法是高考化學試題核心素養(yǎng)考查的關鍵內容之一?！吨袊呖荚u價體系》將思維方法劃分為3 個二級指標，包括科學思維、人文思維和創(chuàng)新思維［1］。而高考化學試題中所考查的化學思維方法，則包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知三個方面［2］。下面，筆者以2022年全國理綜乙卷第26題第（1）小題為例，說明基于思維方法考查的試題特點。

【真題】廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護環(huán)境、充分利用鉛資源，通過下（右）圖流程實現(xiàn)鉛的回收。（注：試題給出了難溶電解質PbSO4、PbCO3、BaSO4、BaCO3的溶度積常數(shù)，此處略）

（1）在“脫硫”中PbSO4轉化反應的離子方程式為________，用沉淀溶解平衡原理解釋選擇Na2CO3的原因________。

該題具有如下典型特點。

情境陌生。試題情境一般源于生產生活的實踐應用，彰顯化學學科價值。試題情境的陌生主要表現(xiàn)為物質陌生、概念陌生、化學式陌生、符號陌生、表征方式陌生、化學方程式陌生、儀器裝置陌生、設問陌生等，高考化學試題要求考生能夠在真實且陌生的情境中分析問題、解決問題并表達思維結果。該題中，鉛膏的組成與性質、硫酸鉛脫硫方程式、工藝名稱、生產流程等，對學生來說均屬于陌生知識。

情境復雜。這主要體現(xiàn)在以下幾個方面。第一，試題涉及的物質體系復雜。試題往往包含了各類物質的反應或轉化，甚至還隱含了部分化學反應。該題就考查了中學化學中常見的各類別物質（單質、氧化物、酸、堿、鹽、常見氧化劑等）的性質及其應用，流程中的“酸浸”“沉鉛”等也是物質的轉化。第二，認識角度寬廣。試題內容或問題設置涉及學科域、自然域、社會域等多角度，以全面檢測學生的遷移創(chuàng)新能力。該題中“廢舊鉛蓄電池的鉛膏”來源于工農業(yè)、生產生活等社會域，將其進行回收利用可以保護環(huán)境、充分利用鉛資源，又涉及自然域，而試題設問則主要回歸到學科域。第三，認識程度深。該題要求學生既要從定性、宏觀、靜態(tài)、文字等角度認識問題，又要從定量、微觀、動態(tài)、符號等角度分析、解決問題。

融合多種思維方法。試題一般全面考查多種化學思維方法及其指標，學生需要綜合多種思維方法的各個維度才能分析解決某一個問題。如該題中的大多數(shù)任務就需要學生綜合應用上述三種化學思維方法，方能順利完成。

該小題第1 問，要求考生寫出“脫硫”中PbSO4轉化反應的離子方程式，其思維過程如下。

首先，分析各種物質在溶液中的各自行為（電離、水解、沉淀溶解平衡等）。PbSO4屬于難溶物，在水中存在溶解平衡；Na2CO3溶于水發(fā)生完全電離。

其次，確定離子之間的反應結果。依據題給Ksp可知，PbCO3屬于難溶物，且溶解度比PbSO4低，因此當上述兩種物質在溶液中相遇時，Pb2+與CO32-結合形成更加難溶的PbCO3，導致c(Pb2+)減小，從而引起PbSO4溶解平衡向右移動，最終轉化為PbCO3和SO42-，據此可以寫出離子方程式：PbSO4+CO32-=PbCO3+SO42-。

該小題第2問思維過程如下。

依據題意，要解釋選用Na2CO3的原因，這隱含著從定性與定量兩個維度進行回答的要求，即選用Na2CO3能否實現(xiàn)轉化以及能否完全轉化？

首 先，由 題 給Ksp(PbCO3)=7.4×10-14和Ksp(PbSO4)=2.5×10-8可知，前者小于后者且兩種難溶物的組成形式相同（AB 型），依據沉淀轉化原理可判斷，選用Na2CO3能實現(xiàn)沉淀轉化。

其次，需從定量視角（如反應平衡常數(shù)K）論證沉淀能否完全轉化。依據已學知識，若K>1×10-5，則可認為反應完全。該反應的平衡常數(shù)K≈3.4×105>105，說明可以轉化得比較徹底，且轉化后生成的PbCO3可由酸浸進入溶液中，這能減少鉛的損失。

上述分析過程，涉及對宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知等多種思維方法的考查。

二、培養(yǎng)化學思維方法的策略

培養(yǎng)化學思維方法，可從教師和學生兩個層面展開，以下分別闡述。

（一）教師層面

1.精準定位教學目標

教學目標直接影響教學設計以及教學行為，因此教師在制訂教學目標時應將思維方法的培養(yǎng)列入關鍵內容。例如魯科版普通高中教科書《化學》（以下簡稱“魯科版《化學》”）必修第一冊第1 章第2 節(jié)《研究物質性質的方法和程序》中的“氯氣的性質”，除了介紹氯氣性質的知識外，更承載了研究物質性質的程序建構與體驗功能。學生既要學習氯氣、次氯酸、次氯酸鹽的性質，更要通過有關氯氣性質的探究過程，學會研究物質性質的程序和方法，并在研究過程中培養(yǎng)化學思維方法。如果只是強化氯氣及其化合物的性質與應用，并不斷進行練習鞏固，卻只字不提對氯氣性質的研究程序與方法以及思維方法的培養(yǎng)，就嚴重脫離了課標要求和教材設計意圖。

要準確定位教學目標，教師首先應認真研讀《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“《課程標準》”）?！墩n程標準》規(guī)定了高中化學課程學習應該達到的國家標準，包括學業(yè)要求、學業(yè)質量標準、化學學科核心素養(yǎng)等。學業(yè)要求主要基于某一主題中具體內容學習后應達到的要求，學業(yè)質量標準與學科核心素養(yǎng)則主要基于高中課程學習后的總體要求。教師應在整體把握《課程標準》的基礎上，落實好各階段教學目標以及課時教學目標。其次，高考評價體系、化學命題標準是針對選考化學的學生的考試要求，在針對此類學生的教學尤其是復習教學中，教師應特別關注這二者的要求，并將之貫穿到教學中。再次，歷年高考試題是對高考評價體系及命題要求的詮釋，通過研究歷年高考試題的內容與要求，教師能更加清晰地了解高考評價體系的理念與要求，從而指導高考復習教學。最后，高考評價報告主要闡述當年考生對高考試題的答題情況及應答水平，能很好地反映當年考生的整體水平及其在知識、能力、素養(yǎng)等方面存在的主要問題，這為不斷提升教學成效提供了極具針對性的導向。

根據以上分析，筆者明確了制訂高考化學復習教學目標的基本流程（詳見圖1）。

圖1 制訂高考化學復習教學目標的基本流程

2.基于情境開展教學

化學思維方法不是陳述性知識，而是程序性知識（或元認知知識），因此通過講授或機械記憶無法形成思維方法，更不能提升應用思維方法的水平。在特定情境中解決問題、完成任務的能力和品質的素養(yǎng)，并不能脫離情境而習得［3］。它必須在面對真實具體問題情境時，通過分析問題、解決問題的過程才能形成和發(fā)展。因此在教學中，教師應具有不斷創(chuàng)設真實且富有價值的情境，并從不同視角提出問題的能力。這可以有效引導學生分析并解決問題，使學生形成思維方法，進而達到程序化、自動化的水平。

依據問題的來源，情境可以分為日常生活情境、生產環(huán)保情境、學術探索環(huán)境、實驗探究情境和化學史料情境［4］；而依據情境的復雜程度不同，則可以將情境劃分為簡單情境、綜合情境、應用性情境和開放性情境［5］。下面，筆者以魯科版《化學》必修第二冊第1章“微項目”板塊中的“碘的提取”內容為例，對不同復雜程度的情境及思維方法的要求作分析（詳見表1）。

表1 不同復雜程度的情境及思維方法要求分析

在設計教學時，教師應依據教學目標的不同，來選擇不同復雜程度的情境，以達到提升相應思維水平的實效。

3.提升自身的“題能力”

“題能力”指教師把握試題或習題的能力，包括做題、選題、講題、改題、命題和評題等多個方面。習題教學是中學化學教學必不可少的環(huán)節(jié)，教師應該不斷提升“題能力”，選擇有價值的習題讓學生獨立思考，發(fā)揮講評效益，提升習題教學質量。同時，教師應善于改編或命制試題，這一方面可以提升自身的專業(yè)能力，另一方面可以為學生提供有針對性的、使學習效率更高的習題。這樣，既能減輕學生的課業(yè)負擔，又能提升學生的學習效率，從而實現(xiàn)“減負增效”。

（二）學生層面

1.掌握必備知識

知識學習的最高層次是將知識轉化為思維方法，而必備知識是形成關鍵能力、思維方法的基礎。因此，融會貫通中學化學的必備知識，可以為思維方法的培養(yǎng)提供保障。學生在知識掌握的過程中需要跨越學科邏輯與心理邏輯之間的鴻溝，將科學家或教師的間接經驗轉化為自身經驗［6］。必備知識的掌握程度可以從知識的內化與外化兩個維度來表征或評價。

（1）知識內化

知識內化指對所學的相關知識能否達到結構化、語言化、方法化（知識學習的最高層次）的狀態(tài)。下面，筆者以魯科版《化學》選擇性必修1第3章第2節(jié)中的“鹽類水解”內容為例說明。

①知識結構化。知識結構化指與某一核心概念或原理相關聯(lián)的知識，按照一定邏輯形成一個認識體系。新課學習時，學生對相關知識往往是進行零碎的、進階式的學習。因此在教學過程中，教師必須隨著學段的上升，使這些知識逐步結構化、系統(tǒng)化，從而將不同單元、不同模塊的知識貫通起來。如鹽類水解相關知識達到結構化的特征過程可以這樣表述。

鹽類溶于水，電離什么離子→哪些離子能水解→離子水解的結果→水解程度的定性、定量描述方式→水解平衡移動方向及移動結果→預測鹽溶液可能有的性質→有何應用（分析問題、解決問題）。

②知識語言化。知識語言化指能用正確的化學語言表述核心概念的內涵。如鹽類水解離子方程式、鹽溶液中存在的定量關系表述（水解常數(shù)、電荷守恒、元素守恒、水解百分率等）、鹽類水解的速率、限度、平衡移動，以及難溶鹽溶解平衡（溶度積常數(shù)、沉淀溶解、沉淀形成條件）有關表征及應用等。

③知識方法化。知識學習理解的最高層次就是將知識轉化為思維方法。比如鹽類水解知識體系最終達成的思維方法就是，能正確判斷或預測鹽溶液的性質，解釋鹽溶液中發(fā)生的反應及其所表現(xiàn)的宏觀現(xiàn)象。

（2）知識外化

如果能將所學知識、技能從熟悉情境遷移到陌生情境，將簡單情境遷移到復雜情境，將封閉情境遷移到開放情境，并能對問題進行分析和解決，那么知識就達到了外化的要求。

例如：依據CH3COONa 的水解分析思路，能分析任意一種弱酸強堿鹽的水解，說明學生能從熟悉情境遷移到陌生情境；從會分析單一鹽類水解，到能分析多種鹽水解（醋酸鈉、碳酸鈉混合溶液中的水解情況分析，氯化銨與醋酸鈉混合溶液中的水解情況分析），說明能從簡單情境遷移到復雜情境；從會分析熱純堿溶液可以去油污的原理，到能利用鹽類水解原理設計方案除去MgCl2溶液中存在的少量FeCl3，說明學生能從封閉情境遷移到開放情境。

教學中，教師應依據知識內化與外化的具體體現(xiàn)，有意識地設計問題，診斷并發(fā)展學生的知識內化與外化水平，幫助學生養(yǎng)成良好的思維習慣和思維方法。

2.建構認識思路

認識思路指面對陌生情境，如何調用已有知識分析和解決真實的問題。它主要包括認識角度、認識程序（方向）、認識深度三個方面，我們也可以將其簡單理解為“從什么角度想”“怎樣想”“想到什么程度”三個方面，這也是解決問題的基本思維方法。在平時的教學過程中，學生不但要掌握必備知識，更重要的是要通過知識的學習及其產生過程，提煉認識問題的基本思路，不斷提升思維水平。

例如對“CO2通入CaCl2溶液中，能否產生沉淀”這一問題，可以有如下認識思路。

【認識角度】

對實際問題進行分析，抽出問題涉及的知識歸屬，找出解決問題的角度。該例屬于難溶電解質溶解平衡問題，應該通過沉淀形成的條件進行分析。

【認識程序】

分析電解質在水溶液中行為的基本程序如下。

（1）分別分析單一電解質在溶液中可能存在的行為（電離、水解、平衡）。

①CO2溶于水產生碳酸，碳酸發(fā)生電離：H2CO3?HCO3-+H+HCO3-?CO32-+H+。

②CaCl2溶液中存在電離平衡：CaCl2?Ca2++2Cl-。

③水的電離平衡：H2O?H++OH-。

因此溶液中存在的陽離子為Ca2+、H+；陰離子為Cl-、HCO3-、CO32-、OH-。

（2）將多種電解質溶液混合后，哪些離子之間能發(fā)生作用？判據是什么？離子濃度的影響因素有哪些？作用結果如何？

依據上述溶液中的離子情況，Ca2+與CO32-有可能發(fā)生作用形成沉淀，但必須依據離子濃度積Q(CaCO3)與Ksp(CaCO3)的相對大小進行判斷。溶液中Ca2+、CO32-的濃度與溶液濃度有關，為了說明不會產生沉淀，必須尋找它們的最大值。室溫下，我們可由飽和H2CO3溶液的pH=3.7，算出c(CO32-)=1×10-10.33，由CaCl2的溶解度為74.5g，算出飽和溶液中c(Ca2+)=6.05mol·L-1，進而算出離子濃度積Q(CaCO3)=6.05×1×10-10.33

【認識深度】

分析問題、解決問題需要具有一定的深刻性。教師要引導學生從宏觀到微觀、從定性到定量、從靜態(tài)到動態(tài)、從孤立到聯(lián)系地進行思考，使其認識問題的深度不斷增加、解決問題的能力與水平逐漸上升，最終得出更加可靠的結論。這一案例涉及微觀、定量、動態(tài)、聯(lián)系等各方面的思想方法，具有較強的代表性。

3.體驗思維方法的應用

教學中，教師應引導學生分析典型試題，挖掘隱含的思維方法，使其通過深度剖析，明確化學思維方法在試題中的具體要求，進而提升應用思維方法的水平。下面，筆者以2022年全國高考理綜乙卷第36 題（節(jié)選）為例，展示學生對證據推理與模型認知這一思維方法在試題中考查要求的分析。

a.含有一個苯環(huán)和三個甲基；

b.與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生二氧化碳；

c.能發(fā)生銀鏡反應，不能發(fā)生水解反應。

該題主要考查證據推理與模型認知思維方法的應用水平。在教師的指導下，學生經充分討論，一致認為分析指定條件的同分異構體數(shù)目，其基本思維過程為：分析分子→推測碎片→重組分子（詳見表2）。

表2 分析指定條件的同分異構體數(shù)目的基本思維過程

剖析高考試題的另一個意義是，學生可以體驗化學思維方法在試題中的體現(xiàn)方式，進而能夠理解思維方法的意義、價值。這有利于學生找到學科知識與思維方法的結合點，從而拓寬思維方法的培養(yǎng)路徑。

綜上，在化學教學中，教師應全面領悟《課程標準》和評價體系的內涵，對照高考試題的具體內容，體會核心素養(yǎng)的考查要求與考查形式，并在核心素養(yǎng)發(fā)展目標的基礎上，選擇真實復雜的情境，設置學科高級思維活動，幫助學生在學習知識的過程中，提煉解決問題的通識通法，將已有知識遷移應用到新的情境中，從而實現(xiàn)提質增效的目標，有效發(fā)展學生的核心素養(yǎng)?！酲?/p>