基于化學(xué)學(xué)科理解的高考試題評(píng)析及教學(xué)啟示
——以2023年1月浙江化學(xué)選考卷第15題為例

張金偉

(浙江省衢州第三中學(xué))

2023年1月浙江選考化學(xué)卷一經(jīng)發(fā)布,筆者便認(rèn)真地做題并分析試題,被15題在情境創(chuàng)設(shè)和設(shè)問角度上的新穎所折服,感嘆于命題教師科學(xué)、系統(tǒng)、原創(chuàng)、連續(xù)的立意高度和抓住中學(xué)教學(xué)薄弱環(huán)節(jié)的敏捷性和精準(zhǔn)性。再次讓筆者強(qiáng)烈地感覺到化學(xué)是一門“說理”的學(xué)科,教師要善于用事實(shí)和證據(jù)“講好化學(xué)故事”,挖掘和探析化學(xué)的本源,增進(jìn)化學(xué)學(xué)科理解。本文在進(jìn)一步研究試題的基礎(chǔ)上,提出對(duì)高三化學(xué)復(fù)習(xí)的粗淺看法,以期為教師們提供參考。

一、真題再現(xiàn)

( )

C.向體系中通入CO2氣體,溶液中c(Ca2+)保持不變

D.通過加Na2SO4溶液可實(shí)現(xiàn)CaCO3向CaSO4的有效轉(zhuǎn)化

(一)內(nèi)容闡釋

本題主要考查人教版(2019)選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理第三章:水溶液中的離子反應(yīng)與平衡,探討的是水溶液中離子間的相互作用和相應(yīng)的化學(xué)平衡,涵蓋了電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等過程。它是在化學(xué)平衡理論學(xué)習(xí)之后,具有承上啟下的功能。本章以離子反應(yīng)為核心,引導(dǎo)學(xué)生從微觀視角認(rèn)識(shí)水溶液中的物質(zhì)及反應(yīng),幫助學(xué)生建立微粒觀、轉(zhuǎn)化觀、平衡觀等學(xué)科觀念。本題選取碳酸鈣這種學(xué)生比較熟悉的物質(zhì)為載體,將熟悉的物質(zhì)植入到陌生情境中,考查學(xué)生應(yīng)變及創(chuàng)新能力。本題涉及電解質(zhì)的強(qiáng)弱判斷,電離平衡常數(shù)的應(yīng)用,水解平衡、沉淀溶解平衡等多種化學(xué)平衡的綜合,也是浙江采用人教版(2019)化學(xué)教材后的第一次選考,沉淀溶解平衡在浙江新教材新高考中首次涉及,非常應(yīng)景,實(shí)現(xiàn)了新舊教材的有機(jī)銜接。

(二)試題解析

(三)試題評(píng)析

試題以教材中學(xué)生熟知的碳酸鈣的溶解平衡遷移到電離、水解平衡等多個(gè)真實(shí)存在的平衡,對(duì)該體系進(jìn)行系統(tǒng)分析與考查,從微觀角度對(duì)平衡理論知識(shí)的理解與應(yīng)用進(jìn)一步深化,考查了學(xué)生的理解、遷移、應(yīng)用、創(chuàng)新等關(guān)鍵能力,同時(shí)也兼顧了“變化觀念與平衡思想”的學(xué)科核心素養(yǎng)、“物質(zhì)轉(zhuǎn)化是絕對(duì)的,但轉(zhuǎn)化卻又是有條件的”的辨證思想的考查與滲透,難度適中,有較好的區(qū)分度。試題堅(jiān)持素養(yǎng)立意和育人導(dǎo)向,構(gòu)建“核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識(shí)”的高考評(píng)價(jià)體系,表1就高考評(píng)價(jià)體系的“一核四層四翼”中的“四層”進(jìn)行分析。

表1 2023年1月浙江選考化學(xué)第15題試題分析

(四)試題遷移

【例2】(2022年1月浙江卷,17題)已知25℃時(shí)二元酸H2A的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15。下列說法正確的是

( )

A.在等濃度的Na2A、NaHA溶液中,水的電離程度前者小于后者

B.向0.1 mol·L-1的H2A溶液中通入HCl氣體(忽略溶液體積的變化)至pH=3,則H2A的電離度為0.013%

C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,則c(A2-)>c(HA-)

D.取pH=a的H2A溶液10 mL,加蒸餾水稀釋至100 mL,則該溶液pH=a+1

【答案】B

【評(píng)析】該題與2023年1月選考第15題有異曲同工之妙,考查學(xué)生提取和加工有效信息的能力,如何將題目中的問題轉(zhuǎn)化到已知的電離常數(shù)上去,正確地遷移和應(yīng)用電離平衡常數(shù),有“起點(diǎn)高、落點(diǎn)低”的“四兩撥千斤”的內(nèi)涵和“看似說了,又沒說透”的玄妙,留待學(xué)生自己去解讀。

根據(jù)高考題的特點(diǎn),筆者小試牛刀,改編了一道題,如下:

圖1

( )

A.A點(diǎn)時(shí),pH=3.3

B.B點(diǎn)對(duì)應(yīng)NaOH溶液的體積小于10 mL

C.C點(diǎn)時(shí),HA的電離程度大于NaA水解程度

D.A點(diǎn)到C點(diǎn)過程中,不可能存在:c(A-)>c(Na+)=c(H+)>c(OH-)

【答案】D

命制這道題的初衷,就是想看看學(xué)生們?nèi)绾胃鶕?jù)相關(guān)信息,聯(lián)想到電離平衡常數(shù),從而實(shí)現(xiàn)有效轉(zhuǎn)化。

二、教學(xué)啟示

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017年版2020年修訂)指出:教師要開展基于學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的課堂教學(xué),進(jìn)一步增進(jìn)化學(xué)學(xué)科理解。雖然教師們?cè)诨瘜W(xué)學(xué)科理解上見仁見智,但在筆者看來,就是跳出機(jī)械教學(xué)、重結(jié)論輕過程的窠臼,尊重化學(xué)的“說理”屬性,注重從本源上、結(jié)構(gòu)上認(rèn)識(shí)化學(xué),解決實(shí)際問題。

(一)提升學(xué)科理解

提升化學(xué)學(xué)科理解是教師開展“素養(yǎng)為本”教學(xué)的前提,因此筆者認(rèn)為增進(jìn)化學(xué)學(xué)科理解是教師自覺的行為,教師需要較完備的化學(xué)專業(yè)知識(shí),較完善的化學(xué)學(xué)科思維,才能引領(lǐng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)化學(xué)學(xué)科理解。在筆者看來,在化學(xué)學(xué)科知識(shí)的鋪墊下,教師首先要做的便是深入鉆研教材,領(lǐng)會(huì)編者的意圖,用自己的理解和創(chuàng)造讓教材變得更靈動(dòng)、更有溫度、更貼近學(xué)生。

再如,有一道關(guān)于濃硫酸性質(zhì)的經(jīng)典的問題:在試管中加少許濃硫酸,然后將試管用橡皮塞塞住,并懸掛一小塊青蘋果(如圖2)。

圖2

(二)探析化學(xué)本源

化學(xué)學(xué)科常被戲稱為理科中的文科。在化學(xué)學(xué)習(xí)中存在較嚴(yán)重的重感覺輕理論、重結(jié)果輕過程的現(xiàn)象?；瘜W(xué)學(xué)科知識(shí)龐雜,無序,既有一般性,又有較多特殊性,許多知識(shí)需要記憶,老師教起來吃力,學(xué)生學(xué)起來費(fèi)勁,就給學(xué)生留下了化學(xué)只需要記住就好了的刻板印象,讓學(xué)生覺得化學(xué)越來越無趣、無理,甚至無用,久而久之,老師也懶得設(shè)問、懶得探究,取而代之的便是直接告知。長期灌輸式的教學(xué)、機(jī)械式的學(xué)習(xí),讓學(xué)生越來越缺乏思考意識(shí),這樣便無法形成有效思考。學(xué)生沒有半點(diǎn)體驗(yàn)的樂趣,學(xué)習(xí)興趣也難以提上去,這或許也是造成化學(xué)學(xué)科選考人數(shù)下降的一個(gè)重要原因?；瘜W(xué)是一個(gè)說理的學(xué)科,要讓學(xué)生深切地體會(huì)到化學(xué)的理科屬性,不要急于告知學(xué)生結(jié)論,而是讓學(xué)生體驗(yàn)從表象到結(jié)論這段具有魅力的無限美景,在探尋化學(xué)本源的過程中產(chǎn)生進(jìn)階思維。

某原子的質(zhì)量=所有質(zhì)子的質(zhì)量+所有中子的質(zhì)量+所有電子的質(zhì)量

所以,某原子的相對(duì)原子質(zhì)量約等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。

某原子的相對(duì)原子質(zhì)量的整數(shù)值即質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。

好的課堂應(yīng)是“少教多學(xué)”,這樣體驗(yàn)式的過程學(xué)習(xí)比結(jié)論灌輸式的教學(xué)效果好,追求化學(xué)本源的學(xué)習(xí)也會(huì)讓學(xué)生逐漸體驗(yàn)到化學(xué)是理科中的理科,化學(xué)不是憑直覺、憑感性學(xué)習(xí)的學(xué)科,是需要經(jīng)過邏輯思考,需要利用相關(guān)信息進(jìn)行加工和重構(gòu)的。誠如美國物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼所說:學(xué)習(xí)科學(xué)后,你觀察世界的方式會(huì)全然不同,你看到的世界會(huì)更美麗。

又如,在學(xué)習(xí)水解平衡移動(dòng)(以醋酸鈉水解為例)時(shí),出現(xiàn)了向CH3COONa溶液中通入少量HCl(g),CH3COONa水解平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)的問題。

若只是告知學(xué)生結(jié)論,學(xué)生不會(huì)很信服,同時(shí)會(huì)覺得化學(xué)“不講道理”,如何解決這個(gè)矛盾呢?筆者當(dāng)時(shí)的處理方式是引導(dǎo)學(xué)生基于事實(shí)或證據(jù)推理得出結(jié)果。學(xué)生自發(fā)討論,合作探究找出兩種證據(jù):

這樣學(xué)生在過程中提升能力,體會(huì)探究的樂趣。諸如此類的例子很多,向醋酸溶液中加水稀釋或向醋酸溶液中加入等體積等pH的鹽酸溶液,平衡移動(dòng)問題均可以采用類似方法來解決。

(三)采用情境化復(fù)習(xí)

“無情境不高考”已然成為高考命題的主流,說明情境在命題中起到考查學(xué)生必備品格和關(guān)鍵能力的重要作用。2023年1月選考化學(xué)第15題選取碳酸鈣沉淀溶解的真實(shí)情境,由此引發(fā)其他幾個(gè)平衡的應(yīng)用,考查學(xué)生在實(shí)際的問題情境中,運(yùn)用化學(xué)知識(shí)與學(xué)科本質(zhì)解決問題的能力。因此在平時(shí)的高三復(fù)習(xí)教學(xué)中,也要注重創(chuàng)設(shè)真實(shí)有效、多元情境引導(dǎo)學(xué)生有效復(fù)習(xí)。“滿堂灌” “滿堂練” “炒冷飯”式復(fù)習(xí)已經(jīng)讓學(xué)生越來越疲勞,對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)熱情越來越低。在筆者看來,單純地回顧、梳理、鞏固、總結(jié),已難以引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,關(guān)鍵問題在于不聚焦。高三復(fù)習(xí)強(qiáng)調(diào)知識(shí)問題化、問題情境化、情境系列化,這樣的復(fù)習(xí)應(yīng)才更有價(jià)值,才有利于學(xué)生思維的發(fā)展。

(四)實(shí)施大單元教學(xué)

高三復(fù)習(xí)要有宏觀視野和整體思維,這樣才能站得高、看得遠(yuǎn)、想得深、悟得透。高考評(píng)價(jià)體系既是指揮棒又是催化劑,以往的零散的、碎片化的、臨時(shí)起意的快餐式教學(xué)已經(jīng)被時(shí)代的浪潮拍打在岸邊,無法適應(yīng)現(xiàn)在的教學(xué)。構(gòu)建項(xiàng)目式、任務(wù)式、系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的大單元復(fù)習(xí)教學(xué)模式勢(shì)在必行。就像學(xué)完了化學(xué)反應(yīng)原理第三章后,可以整合各種各類化學(xué)平衡,橫行對(duì)比,縱向聯(lián)系,實(shí)施大單元教學(xué),立足實(shí)際,構(gòu)建知識(shí)體系,助力學(xué)生可持續(xù)理解,著眼學(xué)生未來發(fā)展。

(五)命制原創(chuàng)試題

命題是教師的一項(xiàng)基本技能,教師首先要多研究高考試題,挖掘試題背后的價(jià)值和意義,再做題,只有老師先跳入題海,才能避免學(xué)生掉進(jìn)題海。做題的好處就是了解試題,明確復(fù)習(xí)方向,為教師自身命制試題打下基礎(chǔ)。試題素材可以從文獻(xiàn)、高考真題、課例、競賽、教材習(xí)題等方面提取,命題先從“形似”開始逐漸過渡到“神似”,打磨成符合學(xué)生實(shí)際、具有浙江卷特點(diǎn)的題目,并從高考評(píng)價(jià)體系下“一核四層四翼”的視角對(duì)命制的試題進(jìn)行評(píng)價(jià),甚至還可以根據(jù)學(xué)情引導(dǎo)學(xué)生開展“基于測(cè)量與評(píng)價(jià)”的項(xiàng)目化教學(xué)活動(dòng),命制形神兼?zhèn)涞母呖寄M題。