深度學(xué)習(xí)視角下2019年全國(guó)高考Ⅱ卷理綜化學(xué)第28題的分析及啟示

王楠 吳曉紅

[摘要]新課標(biāo)要求將培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)作為教育教學(xué)的核心任務(wù)，而深度學(xué)習(xí)是落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的基本途徑。基于深度學(xué)習(xí)理念，對(duì)2019年全國(guó)高考Ⅱ卷理綜化學(xué)第28題進(jìn)行分析，目的是在一定程度上反映高考試題對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的考查重點(diǎn)，闡述深度學(xué)習(xí)對(duì)于化學(xué)教學(xué)改革及高考備考的重要作用。

[關(guān)鍵詞]深度學(xué)習(xí);學(xué)科核心素養(yǎng);試題分析

[中圖分類號(hào)]G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674-6058（2020）08-0050-03

隨著基礎(chǔ)教育改革的持續(xù)深入，以及《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的實(shí)施，高考化學(xué)試題逐步從單純考查學(xué)生知識(shí)掌握情況向檢驗(yàn)學(xué)生解決問(wèn)題能力和學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的方向轉(zhuǎn)變，這與化學(xué)深度學(xué)習(xí)的理念不謀而合。

近兩年，深度學(xué)習(xí)理念越來(lái)越受到教育工作者的廣泛關(guān)注。胡久華等人提出的化學(xué)深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵為：在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，開(kāi)展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，從宏微結(jié)合、變化守恒的視角，運(yùn)用證據(jù)推理與模型認(rèn)知的思維方式，解決綜合復(fù)雜問(wèn)題，獲得結(jié)構(gòu)化的化學(xué)核心知識(shí)，建立運(yùn)用化學(xué)學(xué)科思想解決問(wèn)題的思路與方法，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任，促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。從中可以總結(jié)出，化學(xué)深度學(xué)習(xí)的特征為：深度學(xué)習(xí)的本質(zhì)是學(xué)生在理解知識(shí)的基礎(chǔ)上，能將所學(xué)知識(shí)遷移應(yīng)用;深度學(xué)習(xí)的活動(dòng)是以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種有挑戰(zhàn)性的探究活動(dòng);深度學(xué)習(xí)的結(jié)果是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用證據(jù)推理、模型認(rèn)知等思維方式，以及解決新問(wèn)題或解決真實(shí)情景中的復(fù)雜問(wèn)題的能力。本文將基于深度學(xué)習(xí)的這三個(gè)特征，對(duì)2019年全國(guó)高考Ⅱ卷理綜化學(xué)第28題進(jìn)行分析，探析新課程改革背景下高考化學(xué)試題的特點(diǎn)，明確深度學(xué)習(xí)對(duì)新課改背景下高考備考以及學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的重要作用。

一、試題分析

2019年全國(guó)高考Ⅱ卷理綜化學(xué)第28題，以大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“茶葉中提取咖啡因”為試題背景，綜合考查學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)的掌握情況。試題內(nèi)容如下：

咖啡因是一種生物堿（易溶于水及乙醇，熔點(diǎn)234.5℃，100℃以上開(kāi)始升華），有興奮大腦神經(jīng)和利尿等作用。茶葉中含咖啡因約1%-5%、單寧酸（K_a約為10^-6，易溶于水及乙醇）約3%-10%，還含有色素、纖維素等。實(shí)驗(yàn)室從茶葉中提取咖啡因的流程如圖1所示。

索氏提取裝置如圖2所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)燒瓶中溶劑受熱蒸發(fā)，蒸汽沿蒸汽導(dǎo)管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中，與茶葉未接觸，進(jìn)行萃取。萃取液液面達(dá)到虹吸管3頂端時(shí)，經(jīng)虹吸管3返回?zé)?，從而?shí)現(xiàn)對(duì)茶葉末的連續(xù)萃取。回答下列問(wèn)題：

1.以化學(xué)核心知識(shí)載體，考查學(xué)生知識(shí)遷移的能力

這道題著重考查學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的掌握情況。第（1）問(wèn)中考查“液體加熱實(shí)驗(yàn)中，一般都要加入沸石”這一知識(shí)點(diǎn)。第（2）問(wèn)考查學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中安全問(wèn)題的掌握情況。第（3）問(wèn)考查學(xué)生對(duì)蒸餾裝置的熟悉程度。第（5）問(wèn)考查學(xué)生對(duì)分離提純方法的掌握情況，包括常用分離提純方法有哪些，分別在什么情況下使用，以及相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置是什么等。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，雖然試題情境是完全陌生的，但是問(wèn)題既沒(méi)有考查從茶葉中提取咖啡因的反應(yīng)原理，也沒(méi)有以索氏提取器的工作原理設(shè)問(wèn)，而是著重考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)安全、蒸餾裝置以及分離提純方法等化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的掌握情況。因此，化學(xué)深度學(xué)習(xí)首先強(qiáng)調(diào)教師在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生掌握化學(xué)核心知識(shí)，只有這樣才能“以不變應(yīng)萬(wàn)變”。學(xué)生在掌握核心知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行遷移就能解答相應(yīng)的問(wèn)題。第（1）問(wèn)以實(shí)驗(yàn)樣品的處理為載體，設(shè)問(wèn)“實(shí)驗(yàn)時(shí)將茶葉研細(xì)的目的是什么”，類似的問(wèn)題學(xué)生在工藝流程題中經(jīng)常碰到，一般是問(wèn)將礦石樣品粉碎或研細(xì)的目的是什么。如果學(xué)生能夠在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、推理，認(rèn)識(shí)這道題的本質(zhì)，并將已有知識(shí)遷移到新的情境中，解答這道題就很容易了。

2.以陌生情境作為試題背景，創(chuàng)設(shè)具有挑戰(zhàn)性的探究活動(dòng)

往年的試題中或多或少會(huì)出現(xiàn)新的情境素材、實(shí)驗(yàn)裝置，但至少用到的實(shí)驗(yàn)儀器是學(xué)生見(jiàn)過(guò)的。而這道題以大學(xué)的有機(jī)實(shí)驗(yàn)為背景，實(shí)驗(yàn)中涉及的分離提純的方法——升華，在高中化學(xué)中幾乎沒(méi)有提及，而對(duì)于蒸餾裝置、升華裝置大多數(shù)學(xué)生之前都沒(méi)有見(jiàn)過(guò)。因此，相比于問(wèn)題本身，克服完全陌生的情境素材、從陌生的素材中挖掘熟悉的信息對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)更具挑戰(zhàn)。

實(shí)際上，索氏提取法在生活中已經(jīng)有所應(yīng)用，有一種“虹吸煮咖啡”的工作過(guò)程與索氏提取法的原理類似。深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)教師在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，緊密聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際。一方面可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，另一方面可以拓寬學(xué)生的視野。科學(xué)本身就是探究的過(guò)程，面對(duì)陌生的情境素材更需要學(xué)生發(fā)揮科學(xué)探究的精神。深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)通過(guò)具有挑戰(zhàn)性的探究活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)探究”學(xué)科核心素養(yǎng)。這樣，學(xué)生在遇到陌生的情境素材時(shí)才不會(huì)不知所措，對(duì)知識(shí)的運(yùn)用才會(huì)更加游刃有余。

3.提供充分的解題信息，考查學(xué)生獲取信息、推理論證等能力

試題背景雖然是一個(gè)陌生的實(shí)驗(yàn)，但題目提供了大量與試題相關(guān)的信息，包括咖啡因的性質(zhì)、用途，茶葉的組成成分，索氏提取器的工作原理，以及從茶葉中提取咖啡因的操作流程圖。學(xué)生解答問(wèn)題時(shí)需要在掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用化學(xué)思想對(duì)題目中給出的信息進(jìn)行分析、整合，得出答案。第（2）問(wèn)中問(wèn)到“采用索氏提取器的優(yōu)點(diǎn)”，學(xué)生通過(guò)提取、分析題目中索氏提取器工作原理的相關(guān)信息，可以發(fā)現(xiàn)索氏提取器能夠“實(shí)現(xiàn)對(duì)茶葉末的連續(xù)萃取”，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了溶劑的反復(fù)使用，減少溶劑的使用量。第（4）問(wèn)中，生石灰是一種堿性氧化物，它中和的一定是一種酸性物質(zhì)。提取液的成分包括溶劑乙醇和從茶葉中提取出的物質(zhì)，排除乙醇，那么這種酸性物質(zhì)一定來(lái)自茶葉。從題目中給出的有關(guān)茶葉成分的信息著手分析，其成分中有一種酸——單寧酸，問(wèn)題的答案自然就出來(lái)了。還有第（5）問(wèn)，“分離提純咖啡因的方法是什么”，學(xué)生在乎時(shí)學(xué)習(xí)中接觸到過(guò)濾、萃取、蒸餾等分離提純的方法較多，幾乎沒(méi)有接觸過(guò)用升華的方法進(jìn)行分離提純。因此學(xué)生解答此問(wèn)題可能存在一定困難。題目中在介紹咖啡因的性質(zhì)時(shí)提到“咖啡因在100℃以上開(kāi)始升華”，如果學(xué)生提取到這條信息，再結(jié)合裝置圖，就能夠找到問(wèn)題的答案。通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，這道題重點(diǎn)考查學(xué)生從眾多信息中提取有效信息，并運(yùn)用證據(jù)推理對(duì)所提取的信息進(jìn)行分析、整合的能力。

二、總結(jié)與啟示

通過(guò)上述分析可以看出，2019年全國(guó)高考Ⅱ卷理綜化學(xué)第28題的命題特點(diǎn)：在知識(shí)層面考查的內(nèi)容難度并不大，著重考查學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)核心知識(shí)的掌握情況;在能力層面，更加注重考查學(xué)生知識(shí)遷移、提取有效信息以及推理論證等思維方法及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。既體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)學(xué)生“必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價(jià)值”的考查目標(biāo)，也體現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵。因此，教師在化學(xué)教學(xué)過(guò)程及高考備考中應(yīng)該切實(shí)落實(shí)深度學(xué)習(xí)理念。

1.整合化學(xué)核心知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生夯實(shí)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

雖然高考化學(xué)試題中問(wèn)題的呈現(xiàn)方式、問(wèn)題的情境背景很豐富，但是當(dāng)我們分析問(wèn)題本質(zhì)時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，考查的都是化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。因此，引導(dǎo)學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)是化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)。很多學(xué)生反映化學(xué)知識(shí)多并且零散，沒(méi)有規(guī)律，學(xué)習(xí)起來(lái)很吃力。事實(shí)上，化學(xué)知識(shí)之間有著緊密的聯(lián)系。比如第28題中提取咖啡因的過(guò)程就可以將蒸餾、萃取、升華三個(gè)實(shí)驗(yàn)操作聯(lián)系起來(lái)。因此，教師在教學(xué)中要注重引導(dǎo)學(xué)生建立化學(xué)知識(shí)之間的聯(lián)系。深度學(xué)習(xí)教學(xué)理念提出按照一定的依據(jù)整合化學(xué)核心知識(shí)，建立化學(xué)知識(shí)體系。通過(guò)這樣的方法，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，減輕學(xué)生記憶化學(xué)知識(shí)的負(fù)擔(dān)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。

2.創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，提升學(xué)生解決問(wèn)題的能力

如果第28題沒(méi)有“提取咖啡因”的情境背景，那么這道題中涉及的所有問(wèn)題對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)難度將會(huì)大大降低。挖掘中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，精選最新的科學(xué)研究成果，將化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融入真實(shí)的問(wèn)題情境，考查學(xué)生分析和解決化學(xué)問(wèn)題的能力是目前高考化學(xué)試題最顯著的特點(diǎn)之一，而這也是深度學(xué)習(xí)理念對(duì)化學(xué)課堂教學(xué)提出的要求。真實(shí)的問(wèn)題情境往往是復(fù)雜的，蘊(yùn)含著多個(gè)化學(xué)知識(shí)，需要學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分解并從中提取出有效的信息，分析所提取的有效信息并將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)知識(shí)。通過(guò)這樣的過(guò)程，能夠在很大程度上提升學(xué)生提取信息的能力、分析問(wèn)題的能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力，這些能力是深度學(xué)習(xí)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，也是未來(lái)高考化學(xué)著重考查的內(nèi)容。因此，化學(xué)教師在今后的教學(xué)中應(yīng)重視真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，提升學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)生活中實(shí)際問(wèn)題的能力。

3.重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)

2019年化學(xué)高考考綱對(duì)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)能力的要求中有一點(diǎn)就是針對(duì)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究能力提出的?；瘜W(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)生能夠?qū)λ鶎W(xué)的理論知識(shí)有更直觀的理解，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，同時(shí)能夠在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。因此，深度學(xué)習(xí)項(xiàng)目組在界定化學(xué)深度學(xué)習(xí)的概念時(shí)提出化學(xué)教學(xué)中開(kāi)展的化學(xué)探究活動(dòng)要以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主。作為化學(xué)教師，在今后的教學(xué)中應(yīng)該重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生不斷思考、挖掘反應(yīng)的本質(zhì)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。

化學(xué)深度學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，而未來(lái)高考化學(xué)試題也是在考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和思維方法的基礎(chǔ)上，檢測(cè)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的。

深度學(xué)習(xí)是落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本途徑，也為高考化學(xué)備考提供方法和策略。因此，在高中化學(xué)教學(xué)中落實(shí)“深度學(xué)習(xí)”這一教學(xué)理念勢(shì)在必行。