必做非選擇題分班型教學(xué)策略研究實踐

黑龍江 肖洪波 畢繼明

在公益項目組的全體老師共同合作、努力的基礎(chǔ)上，老師們順利完成了科研項目前期第一、二階段的研究工作。在已獲得成功的基礎(chǔ)上，公益項目組的全體老師共同對必做非選擇題部分中的三類(工藝流程題、化學(xué)綜合實驗、化學(xué)反應(yīng)原理)進(jìn)行了深入的研究整理。首先，公益項目組的全體老師分成三個研究組各負(fù)責(zé)一類題型，分別從橫向(同年不同卷)比較了相同題型的命題特征，縱向(同卷不同年)比較了相同題型的命題變化。其次，每個課題教研組針對自己負(fù)責(zé)的題型命題流程進(jìn)行了調(diào)研研究，確定每種題型命題的一般流程模式。再次，從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的角度對每種題型設(shè)問點進(jìn)行了分析。最后，對每種題型命題的常規(guī)設(shè)問方式進(jìn)行了歸納，初步形成必做非選擇題分班型教學(xué)策略。結(jié)合學(xué)生實際情況對同類題型在不同班級(重點班、普通班、特長班)進(jìn)行授課，根據(jù)學(xué)生的課堂反饋對課件和總結(jié)進(jìn)行了有針對性的調(diào)整，探尋不同班型和不同層次學(xué)生的有效的教學(xué)方法，形成必做非選擇題分班型教學(xué)策略。

一、命題設(shè)問剖析

1.工藝流程題

工業(yè)流程圖常以“簡化真實工業(yè)流程、創(chuàng)設(shè)陌生情境”為載體，題干一般較為復(fù)雜，且信息量較大。試題主要可以分為兩類，一類以物質(zhì)的生產(chǎn)或制備為目的，另一類以混合物的分離提純兼顧工業(yè)廢物的處理為目的。題目主要分為題干、流程圖和設(shè)問三個部分。其中設(shè)問主要圍繞以下知識點：

(1)以化學(xué)反應(yīng)速率考查對原料的初步處理，包括原料的粉碎目的，浸取條件的選擇與目的，溫度的控制等。

(2)以化學(xué)反應(yīng)為知識點考查物質(zhì)分離轉(zhuǎn)化，包括化學(xué)方程式或離子方程式的書寫與計算，轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率的計算，轉(zhuǎn)化或除雜劑的選擇與目的等。

(3)以實驗基本操作考查物質(zhì)的分離、洗滌、提純、干燥，分離除雜中pH的控制，結(jié)合Ksp的計算。

(4)以綠色化學(xué)考查資源的循環(huán)、回收和利用。

2.化學(xué)綜合實驗

化學(xué)綜合實驗常以“實驗裝置”為載體，以考查“物質(zhì)的制備或物質(zhì)的探究”為目的進(jìn)行設(shè)計?！皩嶒炑b置”通?？梢苑纸鉃閷嶒灥陌l(fā)生裝置、除雜裝置、物質(zhì)的收集驗證或制備裝置及尾氣處理裝置四個部分；“物質(zhì)的制備或物質(zhì)的探究”實驗一般包括定量探究、定性探究、定量和定性探究。其中設(shè)問主要圍繞以下知識點：

(1)實驗的發(fā)生裝置主要圍繞實驗裝置的凈化、不同類型漏斗的選擇、原料導(dǎo)入為考查點設(shè)問。

(2)除雜裝置主要以除雜劑、干燥劑選擇或操作目的等為考查點設(shè)問。

(3)物質(zhì)的收集驗證或制備通常圍繞化學(xué)方程式或離子方程式的書寫、物質(zhì)檢驗的現(xiàn)象分析、實驗裝置的防倒吸、實驗裝置內(nèi)體系與外界進(jìn)行氣體交換等設(shè)問。

(4)尾氣的處理常圍繞吸收或防止空氣污染設(shè)問。

(5)定量探究以酸堿中和滴定或氧化還原滴定為考查點設(shè)問。

(6)定性探究以實驗裝置的選擇與連接、實驗裝置內(nèi)試劑發(fā)生反應(yīng)的先后順序、試劑的選擇為考查點設(shè)問。

(7)定量和定性探究以物質(zhì)的純度、轉(zhuǎn)化率等為考查點設(shè)問。

3.化學(xué)反應(yīng)原理

化學(xué)反應(yīng)原理以“反應(yīng)熱的計算、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡、電化學(xué)基礎(chǔ)”三個部分為切入點設(shè)計問題。其中設(shè)問主要圍繞以下知識點：

(1)反應(yīng)熱的計算主要以能量變化圖或蓋斯定律等創(chuàng)設(shè)情景，考查熱化學(xué)方程式的書寫或計算反應(yīng)熱；以物質(zhì)微觀轉(zhuǎn)化流程圖考查ΔH、活化能及鍵能。

(2)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡以化學(xué)反應(yīng)速率的計算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡的移動、等效平衡、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、化學(xué)平衡常數(shù)等為考查點設(shè)問。

(3)電化學(xué)基礎(chǔ)以原電池或電解池為考查點，圍繞原電池正、負(fù)極判斷、電解池陰、陽極的判斷、電極反應(yīng)式的書寫、電路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目等問題展開設(shè)問。

二、學(xué)生學(xué)情分析

特長班主要針對音樂、美術(shù)、體育、傳媒的學(xué)生，大部分特長生由于專業(yè)訓(xùn)練課而導(dǎo)致文化課學(xué)時不足，高校對該部分同學(xué)的分?jǐn)?shù)要求通常為普通分?jǐn)?shù)線的60%左右。大部分學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握的不扎實，學(xué)生對化學(xué)知識分析、審題、運(yùn)用能力都相對較弱，已經(jīng)掌握的知識在解題時也不能靈活運(yùn)用。所以對于這部分學(xué)生主要要抓基礎(chǔ)，掌握答題技巧。

普通班學(xué)生的學(xué)生基礎(chǔ)知識略好，學(xué)生能力不均，有的學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣不濃。在設(shè)計練習(xí)時，基礎(chǔ)知識占到很大一部分，要抓住關(guān)鍵，緊扣教材。要以針對典型高考題為例題進(jìn)行分析精講精練，適當(dāng)設(shè)計略有難度，梯度習(xí)題，同時要注意加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)策略和學(xué)法的指導(dǎo)。

重點班學(xué)生基礎(chǔ)較好，能夠較好地深化概念，對于基礎(chǔ)問題能夠獨立解決。指導(dǎo)這部分學(xué)生要了解命題趨勢和新的命題角度，注重培養(yǎng)學(xué)生的解題技巧和應(yīng)試能力。

三、工藝流程題分班型突破

1.工藝流程分析

工藝流程可以拆分為原料及其預(yù)處理、工業(yè)要求與反應(yīng)條件的控制、目標(biāo)產(chǎn)品的分離和提純?nèi)齻€過程。

2.分班型教學(xué)策略

【例1】(2019·全國卷Ⅲ·26)高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備，工藝如圖所示。回答下列問題：

相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：

金屬離子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+開始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9

①流程分析

②分班型教學(xué)(特長班)

主要針對流程圖問題中的原料、預(yù)處理、工業(yè)要求與反應(yīng)條件的控制部分中簡單問題、產(chǎn)品的分析重點強(qiáng)化訓(xùn)練。解題時可以讓學(xué)生從工業(yè)流程的目的入手，了解工業(yè)操作和實驗操作的一般方法和步驟，熟知一般信息的提取和有效轉(zhuǎn)化。

問題(1) “濾渣1”分析：根據(jù)原料成分分析可知硫錳礦中的硅元素以SiO2形式存在且不溶于硫酸，即“濾渣1”含有S和SiO2，結(jié)合“濾渣1”中的硫可知二氧化錳和硫化錳在酸性條件下生成硫酸錳和硫。

問題(2) “氧化”后調(diào)節(jié)溶液的pH得到“濾渣2”，由題目分析可知：溶浸液中鐵元素的存在形式為Fe2+，而“濾渣2”為Fe(OH)3和Al(OH)3，因此添加適量的MnO2的作用是將溶浸液中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+。

問題(3) 相關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍分析可知：溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為4.7～6之間。

③分班型教學(xué)(普通班)

學(xué)生能夠掌握對流程圖問題中的原料、預(yù)處理、工業(yè)要求與反應(yīng)條件的控制部分中簡單問題部分的解題方法，需要在工業(yè)要求與反應(yīng)條件的控制部分略有難度的問題中強(qiáng)化提升。解題時可以讓學(xué)生從工業(yè)流程的目的入手，強(qiáng)化提升學(xué)生對流程圖的分析能力。使學(xué)生逐步掌握工業(yè)操作和實驗操作與化學(xué)知識聯(lián)系，并應(yīng)用解決問題。

問題(5) HF為弱酸，若溶液酸度過高，H+和F-會生成弱電解質(zhì)HF，溶液中c(F-)減小，MgF2沉淀的溶解平衡正向移動，導(dǎo)致Mg2+無法沉淀完全。

問題(6) “沉錳”的過程中Mn2+使碳酸氫根離子向電離的方向移動，同時生成H+與碳酸氫根離子生成CO2，有效地將工業(yè)操作目的與化學(xué)知識的應(yīng)用結(jié)合到一起。

④分班型教學(xué)(重點班)

學(xué)生能夠?qū)α鞒虉D問題中的原料、預(yù)處理、工業(yè)要求與反應(yīng)條件的控制中部分中等難度的問題都有效的解決。解題時可以讓學(xué)生從工業(yè)流程的目的入手，需要在工業(yè)要求與反應(yīng)條件的控制部分略有難度的問題、信息提取問題、知識的遷移能力等方面強(qiáng)化提升。對部分問題的處理如下：

問題(7) 化合物的化學(xué)式出現(xiàn)了未知數(shù)，解題時需要學(xué)生提取有效的信息，利用Li遷移至堿金屬元素的化合價，根據(jù)化合物化合價的代數(shù)和為零，解決該題目。

四、化學(xué)綜合實驗分班型突破

1.化學(xué)綜合實驗分析

Ⅰ.制備類化學(xué)綜合實驗裝置可以解離發(fā)生裝置、除雜裝置、收集驗證或制備裝置及尾氣處理裝置四個部分。

Ⅱ.探究類化學(xué)綜合實驗裝置可以解離發(fā)生裝置、探究裝置I、凈化裝置、探究裝置Ⅱ……尾氣處理裝置等。

2.分班型教學(xué)策略

【例2】(2018·北京卷·28)實驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。

資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強(qiáng)氧化性，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。

(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)

(2)探究K2FeO4的性質(zhì)

①流程分析

②分班型教學(xué)(特長班)

主要針對流程問題中的發(fā)生裝置、除雜裝置、制備裝置部分中簡單問題、尾氣處理方法重點強(qiáng)化訓(xùn)練。解題時，可以讓學(xué)生從實驗的目的入手，發(fā)生裝置為了產(chǎn)生××、制取××等；除雜裝置為除去××，而達(dá)到防止××的影響或干擾；尾氣處理為了吸收××，防止××污染。

問題① KMnO4具有強(qiáng)氧化性，結(jié)合目的和信息提示可完成化學(xué)方程式。

問題② 根據(jù)①可知除雜目的是為了除去HCl雜質(zhì)，所用試劑為飽和食鹽水。

問題③ 由實驗?zāi)康暮托畔⒖芍?，副反?yīng)為氯氣和氫氧化鉀反應(yīng)。

③分班型教學(xué)(普通班)

學(xué)生對流程問題中的發(fā)生裝置、除雜裝置、尾氣處理基本上都可以較好的解決、也能夠掌握制備裝置部分中簡單問題的解決方法，但需要強(qiáng)化訓(xùn)練。解題時，可以讓學(xué)生從實驗?zāi)康娜胧?，針對物質(zhì)的檢驗和鑒別強(qiáng)化訓(xùn)練。掌握一般固體、溶液或氣體的檢驗方法(取少量試樣于潔凈的試管中，加入××試劑，表述現(xiàn)象，得出結(jié)論)。根據(jù)常見離子的檢驗和知識遷移可以完成此項問題。

④分班型教學(xué)(重點班)

學(xué)生對流程問題中的發(fā)生裝置、除雜裝置、制備裝置部分中簡單問題、尾氣處理基本上都可以較好的解決、也能夠掌握簡單問題的解決方法，重點應(yīng)針對探究性或?qū)嶒炌卣沟葐栴}的解決和實驗設(shè)計方面的強(qiáng)化訓(xùn)練。解題時，可以讓學(xué)生從探究性實驗的目的入手，掌握問題分析方法。掌握對陌生實驗裝置進(jìn)行分析與遷移，掌握探究性實驗方案設(shè)計或評價的一般步驟實驗，側(cè)重考查實驗操作目的、實驗現(xiàn)象的表述、實驗方案的設(shè)計或評價。根據(jù)實驗現(xiàn)象分析和實驗方案設(shè)計與評價的分析可以完成此項問題。

【例3】(2018·全國卷Ⅱ·28)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍(lán)圖?；卮鹣铝袉栴}：

①流程分析

②分班型教學(xué)(特長班)

主要針對流程問題中的發(fā)生裝置、探究裝置部分中簡單問題、尾氣處理方法重點強(qiáng)化訓(xùn)練。解題時，可以讓學(xué)生從實驗探究的目的入手，發(fā)生裝置為了產(chǎn)生××、要探究××，凈化裝置中××對探究可能產(chǎn)生影響，尾氣處理為了吸收××，防止××污染。根據(jù)對探究除雜原則和實驗操作分析可以解決此類問題。

③分班型教學(xué)(普通班)

學(xué)生對流程問題中的發(fā)生裝置、探究裝置部分中簡單問題、尾氣處理中一般性問題基本上都可以較好的解決，但需要強(qiáng)化訓(xùn)練。解題時，可以讓學(xué)生從實驗的探究目的入手，掌握常見陽離子(銨根離子、二價鐵離子、三價鐵離子和鋁離子)、常見陰離子(氯離子、硫酸根離子)和常見氣體(二氧化硫、二氧化碳、氨氣)的檢驗。根據(jù)對離子檢驗及知識的遷移分析可以解決此類問題。

④分班型教學(xué)(重點班)

學(xué)生對流程問題中的發(fā)生裝置、探究裝置部分中簡單問題、尾氣處理問題基本上都可以較好的解決，重點在探究性拓展等問題的解決和實驗設(shè)計方面強(qiáng)化訓(xùn)練。解題時，可以讓學(xué)生從探究性實驗的目的入手，重點對陌生探究性問題進(jìn)行分析與遷移。

由于高錳酸鉀無法直接測定三價鐵離子，因而加入過量的鋅粉將其轉(zhuǎn)化為二價亞鐵離子，后通過高錳酸鉀滴定，完成知識的一次遷移，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒原則確定離子轉(zhuǎn)化過程中的比例關(guān)系，完成知識的二次遷移，最后完成計算。這部分知識需要學(xué)生的綜合能力較強(qiáng)，應(yīng)該循序漸進(jìn)培養(yǎng)。

五、化學(xué)反應(yīng)原理

1.化學(xué)反應(yīng)原理分析

化學(xué)反應(yīng)原理通常可以解離為“反應(yīng)熱的計算、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡、電化學(xué)基礎(chǔ)”三個部分，使學(xué)生逐步切入問題。

2.分班型教學(xué)策略

【例4】(2019·全國卷Ⅲ·28)近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點?；卮鹣铝袉栴}：

(2)Deacon直接氧化法可按下列催化過程進(jìn)行：

ΔH1=83 kJ·mol-1

ΔH2=-20 kJ·mol-1

ΔH3=-121 kJ·mol-1

(3)在一定溫度的條件下，

(4)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示：

①設(shè)問流程分析

②分班型教學(xué)(特長班)

主要針對基本問題中的反應(yīng)熱計算、影響平衡移動的外因中的簡單問題強(qiáng)化訓(xùn)練。解題時，可以讓學(xué)生掌握反應(yīng)熱計算的一般通用原則和影響平衡移動的外因。根據(jù)對反應(yīng)熱計算的一般方法和影響化學(xué)平衡移動的因素分析可以解決此類問題。

③分班型教學(xué)(普通班)

對基本問題中的反應(yīng)熱計算、影響平衡移動的外因中的簡單問題基本上可以自主解決。解題時，可以讓學(xué)生掌握電化學(xué)基礎(chǔ)部分中一些較為簡單的問題。根據(jù)對電化學(xué)基礎(chǔ)部分中電解池基礎(chǔ)分析可以解決此類問題。

④分班型教學(xué)(重點班)

對基本問題中的反應(yīng)熱計算、影響平衡移動的外因中的簡單問題、電化學(xué)基礎(chǔ)的簡單問題基本上可以自主解決。解題時，可以讓學(xué)生掌握電化學(xué)基礎(chǔ)部分中較難的問題和平衡常數(shù)問題。平衡常數(shù)是近幾年高考?？紗栴}，由開始的濃度表示法逐漸擴(kuò)展壓強(qiáng)表示法，出題的形式呈現(xiàn)多樣化的趨勢，對學(xué)生知識的遷移和綜合運(yùn)用能力要求較高。

通過對近五年高考真題中必做非選擇題部分中的三類問題(工藝流程題、化學(xué)綜合實驗、化學(xué)反應(yīng)原理)深入的研究整理。該考點命題平穩(wěn)呈循序漸進(jìn)式，貼近生活，對學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)要求逐步顯現(xiàn)出來。