问渠那得清如许?为有源头活水来

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  2018年全国高考化学试卷,坚持贯彻党和国家的教育方针,依据考试大纲,坚持教育主管部门要求的“一体四层四翼”的指导思想,试题内容典型严谨,题型多样化,难度控制得当;文字表述简洁、规范;答案准确,评分标准可控,赋分合理,具有很好的信度和效度。有利于引导中学化学教学向素养立意方向转变,有利于规避复习备考中的“题海战术”和“死记硬背”,对高考命题与高中化学教学改革均有良好的导向作用。
  有不少教师和学生认为高考“年年岁岁花相似,岁岁年年人不同”,但笔者认为,虽然高考“岁岁年年人不同”,但其命制方法和考查内容却是“年年岁岁花相似”,这个“相似”一方面体现出高考试题的稳定性,除题型、题数、分值相同外,命题反映的学科特点相似,考查的学科内容相似(即立足于课本中的基础知识),考查的思维方法相似;另一方面也体现出高考试题的变通性,能够在试题中反映出 “稳中有变,变中求新”这一指导思想。
  下面就2018年全国高考化学试卷(全国卷Ⅰ)中的第28题谈谈自己的看法。
  【试题分析】
  本题属于试题命制中的情境化试题。所谓情境化试题,是指以自然界及社会生活、生产中客观存在的化学现象和过程为背景,考查学生运用化学概念、规律解决问题的试题。情境化试题给学生呈现了一个真实的、适当加工或抽象的复杂情境,使试题中蕴含的化学知识和规律更加隐蔽,避免了采用死记硬背的方法、思路解题,能够考查学生建立化学思维模型、灵活运用化学知识分析问题和解决问题的高阶能力,这也是试题的变通性和新颖性所在。
  1.以化学发展史为命题情境,有利于引导学生形成良好的学科素养
  《普通高中化学课程标准(实验)》在基本理念中指出“结合人类探索物质及变化的历史与化学科学发展的趋势,引导学生进一步学习化学的基本原理和基本方法,形成科学的世界观”,以及“在人类文化背景下构建高中化学课程体系,充分体现化学课程的人文内涵,发挥化学课程对培养学生人文精神的积极作用”。
  在现行高中化学课本的编排中,“人类对原子结构的认识”“有机化学的发展及应用”“科学家怎样研究有机物”等内容都符合《普通高中化学课程标准(实验)》的要求,我们在教学过程中应巧妙利用这些内容相应的化学史,激发学生的学习兴趣,培养学生科学探究意识,使学生形成良好的学科素养,树立正确的核心价值观。
  本题以化学家对N2O5的研究为情境命制,从Devil制备N2O5,到F.Daniels等研究N2O5 (g)分解反应,再到R.A.Ogg对2N2O5 (g)4NO2 (g)+O2 (g)的反应历程研究,展示了化学家对N2O5的认识和研究的过程,使学生在审题和解题过程中,能够体会化学学科的研究方向和思维模式,从而引导他们关注科学的进步和发展,有利于他们形成良好的学科素养,符合《普通高中化学课程标准(实验)》的要求,符合“立德树人、服务选才、引导教学”的教育理念。
  2.试题立足于化学学科的基础知识,体现了建立和应用“化学思维模型”在化学教学的重要性
  与化学物质模型(如分子结构的球棍模型或比例模型)不同,化学思维模型是基于学习过程中对化学基本概念、基本理论、物质性质、化学实验、化学计算等内容的认识、理解、抽象、概括,形成的一种科学操作和科学思维的基本方法。化学思维模型的构建是通过抽象、概括和一般化,把特定的研究对象或问题转化为普遍的本质规律,从而用以解决实际问题的方法,也就是列宁所指出的“从生动的直观到抽象的思维,并从抽象的思维到实践”。
  在高中化学教学过程中,教师要引导学生建构思维模型,让他们能够在学习中有法可循,减轻他们的记忆负担,增强他们应用化学知识解决问题时思维的有序性和严谨性。
  高考试题的稳定性也体现在历年试卷中考查的化学思维模型基本不变上,而且各题所考查的化学思维模型基本固定。本题应用到化学学科中的5个基本“模型”:
  (1)化学方程式的书写模型;
  (2)热化学方程式的叠加模型;
  (3)有关气体的计算模型;
  (4)有关化学反应速率及化学平衡的计算模型;
  (5)碰撞理论和过渡态理论模型。
  28题的第(1)题考查的是“化学方程式的书写模型”中的子模型——氧化还原反应,通过分析题中所给物质中元素的化合价的变化情况及物质的状态,可判断氧化产物为O2;
  第(2)题中的①题考查“热化学方程式的叠加模型”,即依据盖斯定律,将已知反应的热化学方程式进行叠加,得出目标反应的热化学方程式,不难得出ΔH=12(ΔH1-2ΔH2)=12[(-4.4)-2×(-55.3)]=53.1 kJ·mol-1。
  第(2)题中的②③④三个小题是对“有关气体的计算模型”和“有关化学反应速率及化学平衡的计算模型”进行综合考查。在解题时,需要用到“有关气体的计算模型”中“在同温同体积下,气体的压强比等于其物质的量的比”这一规律计算相关气体的分压,也需要用到“有关化学反应速率及化学平衡的计算模型”中的“三行式”计算各阶段相关气体的物质的量。
  第(3)题考查的是“碰撞理论和过渡态理论模型”,旨在让学生准确认识和理解相关的化学概念。
  3.试题重视考查分析和解决化学问题的能力,进行接受、吸收、整合化学信息的综合训练应成为化学学科教学的方向接受、吸收、整合化学信息,能够分析和解决化学问题是2018年考试大纲中对学生化学学习能力的要求。在中学化学教学的过程中,教师应使学生能够正确复述、再现、辨认基础知识,并能融会贯通加以运用,引导学生通过对自然界、生产和生活中的化学现象的观察,以及实验现象、实物、模型的观察,对图形、图表的阅读,获取有关感性知识和印象,并进行初步加工、吸收、有序存储,使学生学会从提供的信息中准确提取实质性内容,并与已有知识整合,重组为新知识块,从而使学生在处理化学问题时,能够将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决简单化学问题,能正确地运用化学术语及文字、图表、模型、图形等表述分析和解决问题的过程及成果,并做出合理解释。
  以第(3)题为例,学生在解题时可以将四个选项分别隔离分析:C选项考查的是碰撞理论,属于对“对基础知识(碰撞分为有效碰撞和无效碰撞,只有发生有效碰撞的微粒才能发生反应)能够正确复述、再现、辨认方面”的考查;B选项属于对“从提供的信息中,准确地提取实质性内容(根据题目提供的三个反应,中间产物有NO3和NO)”方面的考查;A、D两个选项则考查学生的综合素养,其中A选项引导学生认识、理解快反应和慢反应对总反应速率的影响,与我们生活中的“木桶效应”密切相关;D选项需要学生对课本知识(如苏教版《化学反应原理》图2-10 催化剂对反应活化能的影响)进行整合,建立化学反應速率的大小与活化能间的联系,结合题目信息完成判断。
  【试题评价】
  本题以化学家对N2O5的研究为素材,主要考查化学反应原理,侧重于化学反应速率与化学平衡的有关分析与计算,压强和平衡常数的计算是解答的难点。试题设计新颖,陌生感强,计算量较大,对学生的能力要求较高,与历年高考第28题的命题思路一致但情境不同。
  “稳中有变,变中求新”是高考试题命制过程中一贯坚持的指导思想,新颖的是情境,变化的是形式,而不变的则是化学学科的基本概念、基础知识和学科思想。
  例如,学生对本题中的“分压”这一概念总是理解不好,原因之一是高中化学课本中没有“分压”这一概念。即使给出“分压”的概念(如2014年全国卷Ⅰ第28题中给出:分压=总压×物质的量分数),学生有时也做不好,其根本原因在于学生对“有关气体的计算模型”的认知上存在缺陷。在学习气体摩尔体积时,学生如果能根据相关概念及其公式Vm=Vn进行合理的思维加工,得出“在同温同体积下,气体的压强比等于其物质的量的比”这一结论,不难推知所谓的某气体(如气体A)分压,就是反映该气体的压强占气体总压强的比例,即pAp总=pAn总,进一步得出pA=nAn总p总。
  通过对第28题的分析,我们不难发现,不管高考试题怎样命制,都要依据考试大纲,都要立足于高中化学课本基础知识。南宋诗人朱熹曾写道:“问渠那得清如许?为有源头活水来。”这个“源”就是我们的课本。
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