“同題異構”： 命題與教學的深度融合

韋新平

摘要： “同題異構”即基于相同試題素材，構思并設計出不同問題情境與考查角度的試題。整合一氯化硫相關資料信息，從物質制備、含量測定、性質探究三個角度原創(chuàng)三道無機綜合實驗題。一題多變，豐富多樣的試題呈現形式能創(chuàng)造多方位的考查視角，促進學生知識、能力、素養(yǎng)的整體建構。作為教研的新形式，“同題異構”也能促進教師深入研究高考，將命題與教學深度融合，提升學科專業(yè)水平。

關鍵詞： 同題異構; 一氯化硫; 化學命題; 復習教學

文章編號： 10056629（2022）02008305

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

基礎性、綜合性、應用性、創(chuàng)新性是《中國高考評價體系》對素質教育培養(yǎng)目標提出的“四翼”考查要求，強調基礎扎實、融會貫通、學以致用、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維[1]。這既是對高考命題的要求，也是給復習教學的導向。而無論是承載考查內容還是落實考查要求，都需要借助情境這一載體，設置多樣化的試題內容呈現方式與考點設問方式，促進學生夯實基礎、活學活用、舉一反三、觸類旁通，建立知識、能力與素養(yǎng)的整體網絡。由此可知，問題情境創(chuàng)設與單元整體設計應當成為復習教學努力的方向，“同題異構”則為此提供了一個很好的途徑。

1 對“同題異構”內涵的再認識

不同于已有研究中出現的“同課異構”或“同題異構課”，即按照同一教學課題實施不同教學設計[2]。本文“同題異構”中的“題”側重于命題，即用相同的試題素材，構思并創(chuàng)設出不同問題情境與考查角度的試題。教學始于問題，命題與解題是達成教學目標的另一種途徑，教學與命題可以是“同題異構”的兩種表現形式，共同構成對“同題異構”完整的認識。有別于狹義上的改編原題，“同題異構”更注重試題從題干到設問整體上的原創(chuàng)、再造。挖掘和提煉素材，從目標考查、情境創(chuàng)設、信息呈現、儀器組合、方案設計、考點設問等角度構思出不一樣的試題形態(tài)。一方面，在高三復習階段，豐富試題的呈現方式能從不同側面突顯對復合能力的要求，更有利于調動學生不同模塊的知識儲備，培養(yǎng)思維的發(fā)散性與整體性，完善學科知識結構，提升問題解決能力，發(fā)展學科核心素養(yǎng)。另一方面，“同題異構”能更好地服務于教學，有助于主題式與情境化教學的開展，把不同的問題類型歸攏到同一個主題單元，實現同一專題內容的整合與不同模塊知識的融合。

“同題異構”的基本思路與過程應包括： 明確試題類型，確立考查目標，篩選素材，整合信息，創(chuàng)設情境，設置問題，擬定答案等。對此，筆者選取高考化學熱點題型非選擇題無機綜合實驗，以一氯化硫的制備、測定與探究三類試題命制為例，闡述“同題異構”的具體實施過程。

2 試題素材整合

素材是命題的來源和依據，好的試題素材歷經打磨往往能夠產出優(yōu)質的試題?！巴}異構”所需的素材可以來源于化學書籍、科技期刊、相關網站，也可以從已有試題中提取。關注科學研究或生產生活實際中的新物質、新反應、新理論或新方法的發(fā)明發(fā)現，并以此為基礎，從點到線，檢索文獻，挖掘素材，整合信息，提煉考點，并不斷擴充與延伸。本文選取重要化工原料一氯化硫，整合部分資料信息如下（見表1）。

3 試題分類設計

結合對近年來全國卷及各省市高考化學卷中無機綜合實驗題的分析，梳理出物質制備、定量測定和性質探究三種常見試題類型。三類試題命制思路各有特點，體現出不同的考查目標。以一氯化硫為核心物質，結合考查目標及中學教學實際，篩選上述資料中的部分信息，分別命制并闡釋三道實驗題如下。

3.1 側重考查實驗操作的制備型實驗

試題通常以物質制備的基本過程為主線創(chuàng)設問題情境，把考點的設問滲透在氣體制備、分離提純、條件控制、產物分析等操作過程中，從試劑、反應、儀器、操作等層面考查學生的化學實驗基礎知識，以及獲取信息、應用信息，分析問題與解決問題的能力。

[試題情境1]一氯化硫（S2Cl2）是一種金黃色液體（沸點138℃），是重要的有機化工原料，用于合成植物生長激素、除草劑、橡膠硫化劑等。已知S2Cl2能被Cl2氧化為SCl2（沸點59℃），遇水分解生成S、 SO2和HCl，熱穩(wěn)定性較差。實驗室采用下述裝置模擬工業(yè)生產，把氯氣通入熔融硫黃制備S2Cl2（夾持、加熱儀器略）。請回答下列問題：

（1） 組裝儀器，??? （填操作名稱），加入藥品。裝置接口從左到右順序為： a??? （填小寫字母）;

（2） 儀器m的名稱是??? ，所裝堿石灰的作用有 。

（3） 打開K1，通一段時間N2?？刂茰囟?10～115℃之間，可用??? （填加熱方式）給裝置B加熱使硫黃熔融。隨后點燃A處酒精燈將產生的Cl2通入裝置B中。一段時間后監(jiān)測到裝置B溫度升高，原因可能是????????? 。

（4） 觀察到B或F中有??? 現象可證明有S2Cl2生成。實驗中并未觀察到該現象，經檢測產物中混有較多SCl2，下列措施能提高產品純度及產率的有??? （填字母編號）。

a. 調節(jié)A中分液漏斗旋塞，控制液體滴加速率

b. 不時打開K1通入適量N2

c. 升高裝置B的加熱溫度

（5） 若拆除裝置D，對產物造成的影響是??????? （填化學方程式）。最終所得粗產品還需經過??? （填操作名稱）進一步提純。

（6） 某同學查閱資料發(fā)現： 采用Cl2與CS2于95～100℃之間反應，也能制得S2Cl2，同時獲得一種常作有機溶劑的副產物，寫出相應的化學方程式?????????? 。

[參考答案]

（1） 檢查氣密性;hifgbcjkde

（2） （球形）干燥管;吸收氯氣、防止水蒸氣進入裝置導致產品分解

（3） 油浴加熱;硫黃與氯氣反應放熱

（4） 裝置中有金黃色液體生成;ab

（5） 2S2Cl2+2H2O3S↓+SO2↑+4HCl;蒸餾

（6） 3Cl2+CS2△CCl4+S2Cl2

[命題思路拓展]圍繞物質及其制備過程，還可以補充以下問題進行多角度的考查： S2Cl2的分子結構與H2O2相似，寫出S2Cl2的電子式。工業(yè)制取S2Cl2所用Cl2來自于氯堿工業(yè)，寫出相關反應的化學方程式。為什么實驗所用硫黃粒度不宜過大？為何在反應之前要先將硫黃熔融？原料Cl2和S最佳投料比（質量比）是多少？實驗前通入N2的目的是什么，缺少該操作會帶來什么影響？采用油浴加熱裝置B的優(yōu)勢有哪些？裝置B加熱溫度過高或過低帶來的影響分別是什么？裝置F中冰鹽水的作用是什么？采用減壓蒸餾提純粗產品的目的是什么？工業(yè)生產要求管路減少使用橡膠管的原因是什么？

3.2 側重實驗方法發(fā)散的定量型實驗

該類試題常以滴定法、沉淀法、熱重分析法等實驗方法測定物質組成或純度為載體，以具體操作步驟為思路呈現問題情境，考查化學實驗基礎知識以及定量計算、數據處理、變量控制、誤差分析等思維能力。

[試題情境2]一氯化硫又稱二氯化二硫（S2Cl2），廣泛用于冶金、石油、橡膠、生物化學和化工領域。已知2S2Cl2+2H2O3S↓+SO2↑+4HCl。某小組同學為測定某市售S2Cl2樣品純度（雜質不影響測定），采用下列裝置進行實驗（夾持、加熱儀器略）。

第一步： 組裝儀器，檢查氣密性，稱取m g樣品于三頸燒瓶。

第二步： 關閉K1，打開K2，通過分液漏斗向燒瓶B中加入足量蒸餾水，充分反應。

第三步： 打開K1，加熱燒瓶A，向B中持續(xù)通入水蒸氣，將樣品水解生成的SO2和HCl全部蒸出，用足量的NaOH溶液充分吸收。

第四步： 實驗結束后，取下錐形瓶，以??? （填試劑名稱）為指示劑，用cmol·L-1的鹽酸標準溶液滴定剩余的NaOH，至終點時消耗鹽酸V1mL。

第五步： 不加樣品，其余操作保持不變，重復上述實驗。則滴定NaOH溶液至終點時消耗的鹽酸為V0mL。

回答下列問題：

（1） 制備S2Cl2需要用到Cl2，實驗室利用MnO2和濃鹽酸制備Cl2的離子方程式是 __________ 。

（2） 第三步操作時若未打開K1便開始加熱，可能觀察到的現象是__________? 。

（3） 第四步所用試劑是__________，滴定終點的現象是? __________?? 。

（4） 設計第五步操作的目的是? __________ ;樣品中S2Cl2（M=135）純度的表達式為?? __________? 。

（5） 下列操作可能會導致測定結果偏高的是? __________? （填標號）。

a. 水蒸氣的通入時間較短

b. 第四步操作時，滴定后仰視滴定管讀數

c. 第五步操作時，滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定后無氣泡

d. 蒸餾水中溶有較多CO2

（6） 某同學提出用沉淀法也能測定樣品純度： 只需將C中NaOH溶液替換為試劑W，充分吸收后，向錐形瓶加入足量BaCl2溶液，過濾、洗滌、干燥、稱重，得到n g固體。則最終得到的固體是??? （填化學式）;試劑W可以為??? （填標號）。

a. 硫酸酸化的KMnO4溶液? b. H2O2溶液

c. AgNO3溶液d. 氯水

[參考答案]

（1） MnO2+4H++2Cl-△Mn2++Cl2↑+2H2O

（2） A中導管n液面上升

（3） 酚酞;滴入最后一滴鹽酸標準溶液時，溶液紅色褪去且半分鐘內不變色

（4） 作空白試驗，消除系統(tǒng)誤差;

135c·（V0-V1）3000m×100%

（5） cd

（6） BaSO4; bd

[命題思路拓展]還可以采用沉淀滴定的方法測定樣品中氯含量，設計如下問題情境：

① 稱取m克樣品于蒸餾水中完全分解（忽略HCl的揮發(fā)）;

② 待反應液冷卻后，在容量瓶中配成100mL溶液，再轉移至錐形瓶;

③ 加入V1mL c1mol·L-1的AgNO3溶液使Cl-完全沉淀，加入少量硝基苯，用力搖動;

④ 以硝酸鐵為指示劑，用c2mol·L-1的KSCN溶液滴定剩余的AgNO3溶液，至終點時消耗V2mL。[已知： Ksp（AgCl）>Ksp（AgSCN）]

圍繞試劑作用、操作目的、現象描述、含量計算、誤差分析等角度設問即可。

3.3 側重考查創(chuàng)新能力的探究型實驗

以科學探究的基本過程： 提出問題→猜想假設→設計實驗→收集證據→形成結論→交流討論作為試題命制思路，在半開放性的實驗探究方案中，考查學生聯系元素化合物的性質，發(fā)現問題、探索規(guī)律、證據推理、科學論證與創(chuàng)新能力。

[試題情境3]某小組同學在實驗室模擬工業(yè)制備一氯化硫（S2Cl2），將氯氣通入熔融的硫黃中反應。實驗結束后并未觀察到裝置B中出現金黃色液體，而是得到了不明深色液體。欲探究其原因，確定未知液體組成，該組同學設計方案如下，實驗裝置與相關信息如下圖、表所示：

物質色態(tài)熔點/℃沸點/℃其他性質

S2Cl2金黃色液體-122138遇水分解生成S、 SO2和HCl; 100℃以上部分分解成硫和氯;能被Cl2氧化為SCl2

SCl2暗紅色液體-7659受熱易分解，蒸餾時需加少量穩(wěn)定劑

S淡黃色固體113445易溶于S2Cl2

（1） 提出假設：

原理解釋（用化學方程式表示）

假設一S2Cl2部分氧化，生成少量SCl2溶于S2Cl2S2Cl2+Cl22SCl2

假設二S2Cl2部分水解，生成少量S溶于S2Cl2①

假設三②???? 形成的深色混合液

（2） 設計實驗，驗證假設：

操作現象結論

探究Ⅰ組裝蒸餾儀器，取適量樣品于①??? （填儀器名稱），加入少量穩(wěn)定劑，加熱，收集59℃餾分觀察到②??? S2Cl2部分氧化，液體中混有SCl2

探究Ⅱ1. 取少量裝置D中的溶液于試管，加入足量稀鹽酸，振蕩③

2. 向上述溶液中加入足量④??? （填化學式）溶液，振蕩試管內出現少量白色沉淀D溶液中檢測到

⑤??? （填離子符號）

（3） 形成結論： 假設??? （填“一”“二”或“三”）成立。

（4） 交流討論：

① 對于探究Ⅱ，同學A也采用蒸餾法： 將溫度升高到138℃以上，待SCl2和S2Cl2全部蒸出后，觀察燒瓶內有淡黃色固體剩余，即判斷S2Cl2部分水解。你認為是否合理，原因是??????????? 。

② 同學B查閱資料發(fā)現，不斷攪拌混合物，能同時減少兩種雜質含量，提高S2Cl2產品純度，請用化學方程式解釋其原因??????????? 。

[參考答案]

（1） ① 2S2Cl2+2H2O3S↓+SO2↑+4HCl

② S2Cl2既發(fā)生氧化也發(fā)生水解，或答S、 SCl2同時溶于S2Cl2

（2） ① 蒸餾燒瓶;

② 錐形瓶內收集到暗紅色液體;

③ 溶液上方出現黃綠色氣體;

④ BaCl2;

⑤ SO2-4

（3） 三

（4） ① 不合理，部分S2Cl2可能受熱分解產生S;

② SCl2+SS2Cl2

[命題思路拓展]也可以S2Cl2與NaOH的反應： S2Cl2+6NaOHNa2SO3+Na2S+2NaCl+3H2O為題材創(chuàng)設相關問題情境，探究其反應產物，考查學生的科學探究與創(chuàng)新能力。

4 研究思考

4.1 “同題異構”，知識、能力和素養(yǎng)的整體建構

“同題異構”實現了在同一主題下，讓學生熟悉不同類型的試題，領略素材不同的呈現方式，見識不同角度的設問方式，從而靈活調取不同模塊的知識儲備，探索多樣化的解題思路及思維方法。例如，在物質制備實驗當中，通過對裝置連接順序的考查，幫助學生建立“氣體發(fā)生→除雜→干燥→物質制備→產物收集→尾氣吸收”儀器連接認知模型。在定量測定實驗當中，通過設計對照實驗，培養(yǎng)學生排除干擾、控制變量的科學方法。在書寫陌生方程式和利用關系式計算純度過程中，滲透“證據推理”和“元素守恒”思想的建構。在探究實驗當中，引導學生掌握“發(fā)現問題→提出猜想→設計實驗→收集證據→形成結論”等科學探究步驟。采用“操作現象結論”表格式的實驗記錄方式，引導學生理論聯系實際，將實驗現象與反應原理相結合，發(fā)展“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)，提升多重表征的思維能力。這些原本分散在多個專題中的能力目標，完全可以通過“同題異構”實現主題式與情境化的整合，在具體問題解決過程中幫助學生實現學科知識、思維能力與核心素養(yǎng)的整體建構。

值得一提的是，高考化學實驗題具有較強的綜合性，往往會涉及以上多個類型，即“物質制備+定量測定”或“物質制備+性質探究”等。教師在命題與教學過程中，可以結合復習的階段性和學生的差異性，靈活整合不同類型的試題，組合設問的方式，調節(jié)試題的難度，從而增強命題與教學的實效性。

4.2 “同題異構”，命題與教學更深度的融合

“同題異構”應成為區(qū)域教研活動的新形式與新常態(tài)，為教師的學科專業(yè)發(fā)展注入新的活力。具體而言，可以創(chuàng)造性地采用命題比賽或同題教研的方式促進教師更深入地研究命題與教學。首先，基于“同題異構”的命題比賽，不僅方便人才選拔，更有利于引導教師研究高考，熟悉各類型試題的基本架構和命題規(guī)律，探索創(chuàng)新性的內容組織與設問方式，挖掘試題背后的學科素養(yǎng)價值，也能夠幫助教師更好地把握教學的重、難點，找到學生思維能力的增長點。然而，命題比賽本身有較強的預設性，比賽時間與試題素材也存在局限性，并不能保證參賽者有高質量試題的產出，因為命題本身是一個反復研討與打磨的過程。對此，“同題教研”則為試題研究開辟了一條新的途徑。“同題教研”即同類型、同主題試題的教學價值研究，以一道典型例題為出發(fā)點，組織教師探討： 如何完善試題的考查角度？可以補充哪些信息，增設哪些問題？歸納收集與之相似的同類型試題，同中求異，異中求同，梳理出各類試題從內容呈現到考點設問的基本規(guī)律。也可以篩選試題情境中有價值的素材或研究對象，檢索相關文獻，補充資料信息，圍繞素材進行二次開發(fā)?！巴}異構”也可以嘗試同題材下化學實驗、工藝流程、反應原理等不同題型的異構，把知識轉化為問題，將問題串聯成情境，拓展、衍生出類似“一氯化硫的制備、測定與探究”的主題系列，從而幫助教師在課堂教學中應用實施，真正實現用命題促進教學，以及命題與教學的深度融合。

參考文獻：

[1]教育部考試中心編寫. 中國高考評價體系說明[M]. 北京： 人民教育出版社， 2019.

[2]江正玲. 化學“同課異構”析“異”“同”[J]. 化學教學， 2009， （11）： 30～33.