培養(yǎng)信息獲取與加工能力的意義及路徑

浙江 陳群超

新一輪高考綜合改革的主要指導思想之一就是要實現(xiàn)考核學生“知識”向考核“能力”的轉(zhuǎn)化，在高中教學中，教師的主要教學目標就是培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，使學生具備適應終身發(fā)展和社會發(fā)展的必備品格和關鍵能力。筆者作為一名普通化學教師，在平時教學中也始終把培養(yǎng)學生的化學關鍵能力作為一項非常重要的任務。有許多專家提出化學學科關鍵能力主要包括：信息獲取與加工能力、證據(jù)識別與推理能力、模型建構與認知能力、實驗操作與探究能力。其中學生的信息獲取與加工能力是學習新知識、分析解決問題不可或缺的基本能力，也是學生自主學習能力的重要體現(xiàn)，其主要內(nèi)涵是指學生通過觀察自然界、社會、生活和生產(chǎn)中的化學現(xiàn)象，觀察實驗現(xiàn)象、實物和模型，包括閱讀圖形圖表等，來獲取的感性認知，進行初步的加工和吸收。簡單來說，是學生針對化學問題，從信息中去提取價值性的內(nèi)容，經(jīng)過自己的加工整合所形成的解決問題的能力。學生只有具備全面的信息獲取與加工能力，才會有其他能力的發(fā)展與提升，而且信息獲取與加工能力歷來是浙江化學選考中命題的重點，在2021年浙江1月選考試題公布后，有許多老師反映選擇題第24題和第29題的第5小問超出了中學的范圍，筆者經(jīng)過研究認為這正是對學生信息獲取及加工能力的考查，學生需要具備一定的信息獲取和加工能力才能解決問題。

A

B

C

D

【答案】B

【分析】此題考查的知識點是化學反應原理中的能量問題，考查的化學關鍵能力就是信息獲取與加工能力。首先是仔細審題，抓關鍵詞獲取信息，一是選項中的能量隨溫度變化的圖像信息；二是熱化學方程式中焓變信息；三是題干中的關鍵信息——N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比熱容。然后是對獲取的信息進行分析，用類比、歸納等方法進行加工。由圖像信息分析得出本題的關鍵是要解決能量與溫度之間的關系，由焓變信息ΔH<0，可知反應物能量大于生成物能量，從而排除答案C和D。依據(jù)關鍵信息比熱容，學生在初中物理中學習過水的比熱容，在蘇教版選修4《化學反應原理》第7頁里也有比熱容的概念，即單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1 ℃所吸收的熱量稱為比熱容，單位是J·K-1·g-1。學生對此信息進行加工：①課本中比熱容的單位是J·K-1·g-1，題中是J·K-1·mol-1，單位質(zhì)量轉(zhuǎn)化為單位物質(zhì)的量，難度不大。②比熱容是單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1 ℃所吸收的熱量，那么當溫度升高時，這種物質(zhì)就會吸收一定的熱量，就會使得物質(zhì)本身能量升高，例如對冷水加熱，水的溫度升高，其實也是相當于這部分水儲存的能量變多。學生只有對上面的信息進行加工處理才能得出：當溫度升高1 K時，1 mol N2能量上升29.1 J，3 mol H2能量上升3×28.9=86.7 J，反應物[N2(g)+3H2(g)]升高總能量為115.8 J，2 mol NH3能量升高2×35.6=71.2 J，因此反應物升高能量大于生成物，而ΔH=生成物總能量-反應物總能量，溫度升高，|ΔH|更大，故答案為B。

【例2】(2021·浙江1月選考·29節(jié)選)(5)在一定溫度下，以I2為催化劑，氯苯和Cl2在CS2中發(fā)生平行反應，分別生成鄰二氯苯和對二氯苯，兩產(chǎn)物濃度之比與反應時間無關。反應物起始濃度均為0.5 mol·L-1，反應30 min測得氯苯15%轉(zhuǎn)化為鄰二氯苯，25%轉(zhuǎn)化為對二氯苯。保持其他條件不變，若要提高產(chǎn)物中鄰二氯苯的比例，可采用的措施是________。

A.適當提高反應溫度

B.改變催化劑

C.適當降低反應溫度

D.改變反應物濃度

【答案】AB

【分析】此題出現(xiàn)了平行反應，它是指反應物能同時平行地進行兩個或兩個以上的不同反應，得出不同的產(chǎn)物。其中反應較快或產(chǎn)物在混合物中所占比率較高的稱為主反應，其余反應稱為副反應。對于級數(shù)相同的平行反應，其產(chǎn)物濃度之比等于速率常數(shù)之比，而與反應物的初始濃度和反應時間無關。中學生對于平行反應接觸很少，以上知識課本里沒有涉及，但只要利用好題干信息，并加以整理加工依然可以解決此題。

首先獲取題干信息，氯苯和Cl2反應生成鄰二氯苯和對二氯苯的濃度之比與反應時間無關，學生對此信息進行分析處理可知，隨著反應時間的推移，能改變的就是物質(zhì)的濃度，所以得到鄰二氯苯和對二氯苯的濃度之比與反應物濃度無關，D選項排除；但改變催化劑可以改變生成物的選擇性，故B選項是合理的。在解題中要獲取題中的重要信息：反應30 min，即相同時間時，生成對二氯苯的量比較多，生成鄰二氯苯的量少，說明對二氯苯反應的反應速率比較快，即其活化能Ea1小于生成鄰二氯苯反應的活化能Ea2。但無法判斷溫度升高有利于活化能大的反應還是有利于活化能小的反應，此時需要結合學生所學的知識進行類比加工處理?；仡櫹旅鎯蓚€學生非常熟悉的圖：

圖2是放熱反應的能量隨反應歷程的示意圖，正反應的活化能Ea正小于逆反應的活化能Ea逆，圖3表明當溫度升高時，放熱反應的正、逆反應速率都增大，但活化能較大的逆反應的速率增大程度大于活化能較小的正反應。經(jīng)分析可得：溫度升高，活化能大的反應速率增大的幅度更大，即更有利于發(fā)生活化能大的反應。

圖2

圖3

師生也可以類比參照蘇教版選修5《有機化學基礎》第69頁乙醇制乙烯時發(fā)生的反應，其副反應生成乙醚：

從斷鍵情況分析反應的難易程度和活化能大小如表1所示：

表1

當溫度升高(140～170℃)時，有利于生成乙烯，其反應的活化能大，推得溫度升高有利于活化能大的反應。故本題答案為A、B。

由上述內(nèi)容可知對學生進行信息獲取與加工能力的培養(yǎng)是非常重要的，信息可能在題干或選項中，可能以文字形式或圖表等形式存在，獲取信息的關鍵是仔細審題，注重細節(jié)抓關鍵字，而對信息加工處理的主要方法有分析、比較、分類、歸納、概括等，這些能力的提升肯定不是一蹴而就的，要真正使學生能“從可見的東西中看出不平常的東西來”，需要教師在平時教學中傳授給學生更多獲取化學知識和化學信息的方法和渠道，正確指導學生使用化學工具書，查閱化學文獻，查找化學網(wǎng)絡資料；引導學生從提供的繁雜信息中抓住關鍵特征信息，篩除干擾信息，分析重組信息，確定解決相關化學問題所需的有用信息。要對學生進行必要的解題方法指導，讓學生學會尋找解題的突破口或切入點，幫助學生樹立審題、解題的信心，提升信息處理、遷移能力。具體的方法途徑筆者認為主要有以下幾個方面：

1.注重文本閱讀，培養(yǎng)學生準確獲取信息的能力

學生獲取化學信息的主要方式是通過閱讀化學教材、化學相關資料等文本來獲得的。文本閱讀是獲取信息的一種基本方式，它是以準確、具體、完整獲取文本旨意為目的的思維活動。閱讀學習的過程，是一個自主構建知識體系的過程，實質(zhì)上就是一個信息的獲取與加工過程。在文本閱讀中，只有準確地獲取信息，合理地過濾、篩選信息，才能有效地比較、歸納、概括信息，不斷認識理解新知識及新舊知識間的邏輯關系，構建知識框架。因此，在教學過程中，教師應有意識地加強閱讀指導，使學生在閱讀中學會信息的處理，區(qū)分知識的不同層面、概念的內(nèi)涵與外延，以培養(yǎng)學生準確獲取和加工信息的能力，提高學生閱讀水平。

2.創(chuàng)設問題情境，培養(yǎng)學生全面獲取信息的能力

真實、具體的問題情境是學生學習化學知識，提升學生化學關鍵能力的重要平臺，近年來的高考，利用化學實驗、化工生產(chǎn)、化學環(huán)境保護等問題情境，考查學生對實際問題中各種信息的處理能力已成熱點。這既是新課程的要求，也是提升學生學習能力的要求。因此，教學中注重引導學生在問題情境中獲取、應用信息，引導學生從實驗方案的科學設計、實驗現(xiàn)象的細致觀察、實驗結論的嚴密分析中挖掘不同信息的內(nèi)涵和外延，培養(yǎng)學生全面獲取信息的能力。

3.精選習題練評，培養(yǎng)學生敏捷整合信息的能力

近年來，高考命題者為了提高試題的信度和區(qū)分度，在設計題目時，往往將解題所需要的信息隱含在題目的文字敘述、圖表或選擇題的供選答案中。學生在解題時，需要對題干或供選答案中的內(nèi)容加以分析，才能獲得解題必要的、全面的信息。因此，教師需要在平時教學中精選、精編這類題目，引導學生通過找準關鍵詞、比較供選答案、進行圖表轉(zhuǎn)換等方式對題目加以分析，并聯(lián)系所學知識找出隱含的解題信息，培養(yǎng)學生對信息的敏感度和挖掘隱含信息的能力。

4.借助項目式教學，培養(yǎng)學生多元獲取信息的能力