丁愛軍

（江蘇省揚(yáng)州中學(xué)江蘇揚(yáng)州225009）

應(yīng)用文獻(xiàn)素材提升試題質(zhì)量

丁愛軍

（江蘇省揚(yáng)州中學(xué)江蘇揚(yáng)州225009）

原創(chuàng)試題關(guān)注試題背景、試題呈現(xiàn)方式,已經(jīng)成為高考命題中的一種趨勢。試題情境的設(shè)計(jì)成為命題評(píng)價(jià)的一個(gè)重要參數(shù),命題工作者嘗試將科研成果應(yīng)用到試題研制中。由于原創(chuàng)試題是一項(xiàng)綜合的學(xué)科命題技術(shù),制約的因素眾多,如被考學(xué)生的知識(shí)背景、文獻(xiàn)素材的可靠性、命題者的專業(yè)素養(yǎng)等,這些均對(duì)原創(chuàng)試題的質(zhì)量產(chǎn)生決定性影響。分析近年來文獻(xiàn)素材在試題研制中的案例,發(fā)現(xiàn)有許多值得研究的問題和需要完善的策略,以下是筆者以案例分析的形式對(duì)此作粗淺的探討。

一、文獻(xiàn)素材與原創(chuàng)試題

文獻(xiàn)素材在試題研制中的運(yùn)用是指將期刊雜志論文、學(xué)位論文或研討會(huì)論文中有改編為試題價(jià)值的成果處理成化學(xué)學(xué)科試題的命題形式?；謴?fù)高考制度以來,我國原創(chuàng)化學(xué)試題的命制經(jīng)過了三個(gè)過程：書本知識(shí)或習(xí)題的拓展、國外試題的改編和高校試題的遷移、多元化的試題命制形式。將文獻(xiàn)素材運(yùn)用于試題研制成為新的試題研究熱點(diǎn),其特點(diǎn)突出表現(xiàn)為：材料背景的真實(shí)性,選題切口的新穎性,靈活多變的創(chuàng)新性。但是,由于命題者所處的角度、知識(shí)背景和工作經(jīng)歷等諸多因素的影響,這類試題也存在著一些值得探討的問題。

二、問題分析

從文獻(xiàn)素材本身來看,由于成果本身不具有“絕對(duì)可靠”的承諾,因此素材中的數(shù)據(jù)、結(jié)論都有待推敲,甚至有些圖示或結(jié)論就是謬誤,這樣的“拿來主義”可能會(huì)對(duì)廣大考生和教師產(chǎn)生誤導(dǎo),

摘要：優(yōu)選素材是原創(chuàng)化學(xué)試題的根本環(huán)節(jié)。優(yōu)選的文獻(xiàn)素材在試題研制中具有新穎的特點(diǎn)，也必然伴隨問題的存在。文中對(duì)優(yōu)選文獻(xiàn)素材進(jìn)入實(shí)際命題操作的4個(gè)典型特點(diǎn)進(jìn)行剖析，并介紹了兩個(gè)案例，文后對(duì)此命題技術(shù)進(jìn)行反思。

關(guān)鍵詞：優(yōu)選整合素材；文獻(xiàn)素材；原創(chuàng)試題

從文獻(xiàn)素材使用過程來看,由于成果本身聚焦的并不是某個(gè)值得命制的熱點(diǎn)話題,因此使用者可能在截取的過程中“為命題而取舍”,可能會(huì)失卻文獻(xiàn)作者的真正用意,斷章取義有之,削足適履有之,皆不足為怪。因此,優(yōu)選素材是原創(chuàng)試題的源頭環(huán)節(jié),整合素材是決定原創(chuàng)試題質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

從文獻(xiàn)使用者來看,每個(gè)人看問題的視角豐富多彩,曲解作者意圖甚至背離作者意圖的可能是存在的,而使用成果的最好方式是與文獻(xiàn)所有者對(duì)話,但是大型命題的時(shí)效性要求高,保密性要求更高,這種方式顯然過于理想化。解決這個(gè)問題的最好辦法只有期待國家構(gòu)建和不斷豐富各學(xué)科的試題庫,打造有中國特色的命題庫,但短時(shí)間內(nèi)又不可能實(shí)現(xiàn)。

三、文獻(xiàn)素材使用的實(shí)踐分析

筆者以江蘇高考化學(xué)卷第18題為例進(jìn)行如下操作性分析,以期為命題者提供有效借鑒。

例1“溫室效應(yīng)”是全球關(guān)注的環(huán)境問題之一。CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此,控制和治理CO2是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。

問題一：下列措施中,有利于降低大氣中CO2濃度的有：_______。（填字母）

a.減少化石燃料的使用

b.植樹造林,增大植被面積

c.采用節(jié)能技術(shù)

d.利用太陽能、風(fēng)能

問題二：將CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物可有效實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的例子很多,如：

以上反應(yīng)中,最節(jié)能的是______________,原子利用率最高的是______________。

問題三：文獻(xiàn)報(bào)道某課題組利用CO2催化氫化制甲烷的研究過程如下：

反應(yīng)結(jié)束后,氣體中檢測到CH4和H2,濾液中檢測到HCOOH,固體中檢測到鎳粉和Fe3O4。

CH4、HCOOH、H2的產(chǎn)量和鎳粉用量的關(guān)系

如圖所示（僅改變鎳粉用量,其他條件不變）,研究人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：

①寫出產(chǎn)生H2的反應(yīng)方程式。

②由圖可知,鎳粉是_______。（填字母）

a.反應(yīng)Ⅰ的催化劑b.反應(yīng)Ⅱ的催化劑

c.反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的催化劑d.不是催化劑

③當(dāng)鎳粉用量從1mmol增加到10mmol,反應(yīng)速率的變化情況是。（填字母）

a.反應(yīng)Ⅰ的速率增加,反應(yīng)Ⅱ的速率不變

b.反應(yīng)Ⅰ的速率不變,反應(yīng)Ⅱ的速率增加

c.反應(yīng)ⅠⅡ的速率均不變

e.反應(yīng)ⅠⅡ的速率均增加,且反應(yīng)Ⅱ的速率增加得快

f.反應(yīng)Ⅰ的速率減小,反應(yīng)Ⅱ的速率增加

題干呈現(xiàn)的簡約性。溫室效應(yīng)是一個(gè)老話題,但是命題者從控制和治理的有效途徑入手,既為試題由淺入深設(shè)置良好的臺(tái)階,也為后來的“CO2甲烷化”奠定基礎(chǔ)。二氧化碳化學(xué)是古老而新鮮的研究話題,命題者從二氧化碳的控制到治理手段的引入,非常自然。

問題設(shè)計(jì)的梯度性。命題者的前兩個(gè)問題分別圍繞控制、治理這兩個(gè)中心話題設(shè)計(jì),問題二中對(duì)反應(yīng)的評(píng)價(jià),具有多角度的特征,其中b、d兩個(gè)選項(xiàng)為后續(xù)問題設(shè)計(jì)埋下伏筆,即二氧化碳可以與氫氣轉(zhuǎn)化為有機(jī)物,最終完成甲烷化。

亮點(diǎn)設(shè)計(jì)的思考性。每個(gè)原創(chuàng)型試題都有其“亮點(diǎn)”,它是題目的靈魂。命題者需要足夠的素材進(jìn)行支撐。問題三的題干呈現(xiàn)是以框圖結(jié)合文字表述的形式進(jìn)行的,框圖有利于考生能夠從宏觀上整體把握試題的命制意圖,文字表述有助于對(duì)框圖進(jìn)行完善性表達(dá)。

熒光顯微鏡觀察結(jié)果顯示，SW480細(xì)胞轉(zhuǎn)染率約80%。Real-time PCR結(jié)果顯示在miR-454-3p mimics轉(zhuǎn)染組，細(xì)胞的miR-454-3p的mRNA表達(dá)水平顯著高于miR-454-3p陰性對(duì)照組（P＜0.05，圖2）。

問題三的3個(gè)小問題呈現(xiàn)出良好的梯度和層次,第一個(gè)小問題探討氫氣的來源問題,必須結(jié)合框圖信息和文字信息進(jìn)行綜合推理。第二個(gè)小問題是探討鎳粉作為催化劑的問題,應(yīng)根據(jù)坐標(biāo)圖中甲酸和甲烷的產(chǎn)量曲線判斷鎳作為催化劑的作用。最后一個(gè)問題是關(guān)于催化效果,這是考查考生對(duì)“雙縱坐標(biāo)軸”圖示的分析能力,其中代表反應(yīng)Ⅰ速率變化的甲酸產(chǎn)量對(duì)應(yīng)右邊的縱坐標(biāo)軸,代表反應(yīng)Ⅱ速率變化的甲烷產(chǎn)量對(duì)應(yīng)左邊的縱坐標(biāo)軸,只要考生能夠注意到兩者單位雖然都是mmol,但是數(shù)值相差幾百倍,就不難理解對(duì)反應(yīng)Ⅱ的催化效果更顯著了。本題答案為

優(yōu)選素材的整合性。查閱相關(guān)資料,輸入“CO2甲烷化”的關(guān)鍵詞后,出現(xiàn)了近20篇關(guān)于這個(gè)研究點(diǎn)的文獻(xiàn)成果,其中《環(huán)境科學(xué)》1993年第5期的《CO2催化氫化研究》、《哈爾濱師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)》2001年第6期的《二氧化碳甲烷化催化劑的研究》、《化工進(jìn)展》2005年第3期的《非晶態(tài)Ni合金催化劑用于低溫甲烷化反應(yīng)的研究》等文獻(xiàn)資料從甲烷化機(jī)理、催化劑制備、反應(yīng)影響因素、金屬不同擔(dān)載量和載體、雙金屬催化劑等不同角度進(jìn)行了全面分析。

研究結(jié)果表明：（1）二氧化碳甲烷化的機(jī)理為：反應(yīng)CO2（g）→CO2（i）,H2（g）→2H（m）,CO2（i）+2H（m）→HCOOH（i）,HCOOH（i）→H+（s）+HCOO-（s）, HCOOH（i）→CO（m）+H2O,CO（m）+6H（m）→CH4+H2O（多步）。（注：m、s、i分別表示物質(zhì)吸附在金屬上、載體上及未經(jīng)確定的吸附點(diǎn)。）（2）在雙金屬催化劑中,Ni—Mn催化劑的活性最好,其活性高于單組分鎳催化劑,并具有良好的抗熱性能。（3）載體問題：綜合考慮α-Al2O3作載體可得到較高的轉(zhuǎn)化率,其中Ni的擔(dān)載量以6%為宜。（4）催化反應(yīng)最佳條件為反應(yīng)溫度300℃,V（CO2）/V（H2）=1∶4為宜。

由上述研究資料看出,命題者綜合考慮了相關(guān)因素,并對(duì)文獻(xiàn)的原圖作了大膽的修改,如：橫坐標(biāo)修改為考生熟悉的物質(zhì)的量的呈現(xiàn)方式,原文獻(xiàn)中是Ni組分的擔(dān)載量（鎳在催化劑中的含量）；縱坐標(biāo)修改為相關(guān)物質(zhì)的產(chǎn)量等。這些修改均對(duì)考生做題大有幫助,對(duì)為迅速切入問題有較好的提示作用。

四、原創(chuàng)試題的兩個(gè)案例

筆者以《水處理技術(shù)》2008第34卷第5期中羅志勇、張勝濤等的《高鐵酸鉀的制備及其處理生活污水的實(shí)效研究》一文以及其他幾篇研究高鐵酸鉀的制備的論文為載體,設(shè)計(jì)了以下試題僅供批判。

案例一：關(guān)于“高鐵酸鉀的制備”的綜合題

例1高鐵酸鹽（如K2FeO4）是一種高效綠色氧化劑,可用于廢水和生活用水的處理。從環(huán)境保護(hù)的角度看,制備高鐵酸鹽較好的方法為電化學(xué)法。

（1）電化學(xué)法制備高鐵酸鈉采用鐵片作陽極, NaOH溶液作為電解質(zhì)溶液,其電流效率可達(dá)到40%。寫出陽極的電極反應(yīng)式：______________。

（2）鐵絲網(wǎng)電極是更理想的陽極材料,相同條件下,可將電流效率提高至70%以上,原因是______________。研究亦發(fā)現(xiàn),鐵電極在某一電壓范圍內(nèi)會(huì)生成Fe2O3膜而“鈍化”,原因可能是______________。

（3）FeO42-易與水反應(yīng)生成絮狀氫氧化鐵,也會(huì)影響高鐵酸鹽的產(chǎn)率。若以鐵絲網(wǎng)為陽極,在中間環(huán)節(jié)（對(duì)應(yīng)圖1中4h后）過濾掉氫氧化鐵,合成過程中FeO42-濃度以及電流效率隨時(shí)間的變化如圖1中實(shí)線所示（圖中曲線是每隔1h測得的數(shù)據(jù)）。圖中虛線部分對(duì)應(yīng)于沒有過濾氫氧化鐵而連續(xù)電解的情況。下列判斷正確的是（）

A.過濾掉氫氧化鐵有利于獲得較高濃度的高鐵酸鹽溶液

B.過濾掉氫氧化鐵對(duì)電流效率影響不大

C.實(shí)驗(yàn)表明氫氧化鐵的存在影響高鐵酸鹽濃度的增加

D.實(shí)驗(yàn)表明不過濾掉氫氧化鐵,6h后電流效率幾乎為0

（4）堿性條件下,高鐵酸鹽的穩(wěn)定性與溫度有關(guān)（如圖2）。隨溫度升高,高鐵酸鹽產(chǎn)率先增大后減小的原因是______________。

（5）人們還對(duì)用鐵的氧化物作電極制備高鐵酸鹽進(jìn)行了研究,例如以磁鐵礦多孔電極制備高鐵酸鹽,該研究方向的價(jià)值在于（）

A.將1molFe3O4氧化成高鐵酸鹽需10/3mol電子

圖1

圖2

B.以低價(jià)態(tài)鐵的氧化物為電極,可以實(shí)現(xiàn)變廢（鐵銹）為寶

C.自然界有許多磁鐵礦,該方法的原料來源廣泛

D.磁鐵礦作為多孔電極不會(huì)出現(xiàn)“鈍化”現(xiàn)象

本題答案：（1）Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O（2）鐵絲網(wǎng)的接觸面積更大。因?yàn)殍F電極上發(fā)生析氧反應(yīng)4OH--4e-═O2↑+2H2O,氧氣將鐵氧化而得到氧化鐵膜。（3）ACD（4）升溫電解一方面加快了高鐵酸鹽的生成速率,另一方面又加速FeO42-的分解,10～20℃生成為主要因素,20℃以后分解為主要因素。（5）BCD。

案例二：關(guān)于“三聚氰胺”的框圖題

筆者以《吉林大學(xué)學(xué)報(bào)》（理學(xué)版）2008第46卷第3期中李雪飛、張劍等的《三聚氰胺熱解產(chǎn)物的特性分析》一文為主要支撐素材,設(shè)計(jì)了以下試題框圖題。

例2已知下圖每一方框中的字母代表一種反應(yīng)物或生成物（圖中部分生成物沒有列出）。化合物A是一種常用的肥料,其化學(xué)式可表示為XY4ZM2,組成A的四種元素都是短周期元素,其原子序數(shù)之和為22,X、M、Z分別位于相鄰的主族,原子序數(shù)依次增大。C、D、G、I、J、K為氣體,其中C、K的溫室效應(yīng)均顯著,K是含碳量最高的有機(jī)物,D能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。B為一種白色固體,其化學(xué)式可表示為X3Y6M6,F的化學(xué)式可表示為X3M4。請(qǐng)按要求回答下列問題：

（1）反應(yīng)①、②、③的化學(xué)方程式分別為______________、______________、______________。

（2）B中M的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

（3）化合物F是一種新型無機(jī)材料,它的一種結(jié)構(gòu)（β-X3M4）具有可與金剛石相媲美的硬度。請(qǐng)推測該材料可能用途之一是______________。

本題答案：（1）6（NH2）2CO→C3H6N6+6NH3+3CO2、4NO2+O2+2H2O=4HNO3、CO2+4H2→CH4+2H2O（2）66.7%（3）做耐磨材料等。

五、優(yōu)選整合素材的實(shí)踐反思

優(yōu)選整合素材是原創(chuàng)化學(xué)試題的重要特征。在優(yōu)選環(huán)節(jié)中,關(guān)鍵是三結(jié)合：一是結(jié)合社會(huì)焦點(diǎn)、熱點(diǎn),盡可能使用學(xué)生熟悉的話題和情境,較好的避免因素材的生疏差異造成的測試偏差；二是結(jié)合學(xué)生知識(shí)背景,嚴(yán)格參照《課程標(biāo)準(zhǔn)》,堅(jiān)持不超、不高,始終關(guān)注中學(xué)化學(xué)核心知識(shí)體系；三是結(jié)合地方實(shí)際,體現(xiàn)學(xué)科為生產(chǎn)勞動(dòng)服務(wù)的特點(diǎn),體現(xiàn)源于生產(chǎn)生活,高于生產(chǎn)生活的主體思路。在整合素材環(huán)節(jié)中,要注意設(shè)計(jì)的三要素：一是有梯度。設(shè)計(jì)的問題應(yīng)緊密結(jié)合試題的思維路徑,堅(jiān)持由淺入深,深入淺出。二是有深度。在最能體現(xiàn)試題質(zhì)量的關(guān)鍵問題上,要問出新意,問出質(zhì)量。三是有效度。所設(shè)計(jì)的問題要充分預(yù)設(shè)可能的種種情況,做到評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、難度預(yù)設(shè)、效度達(dá)成高度協(xié)調(diào)。

綜上所述,文獻(xiàn)素材的運(yùn)用是原創(chuàng)化學(xué)試題的一條好路子,值得探索,它對(duì)中學(xué)階段“題海戰(zhàn)術(shù)”有一定的糾偏作用,它是回歸化學(xué)科學(xué)的真實(shí)性和保駕中學(xué)化學(xué)新課程實(shí)施的良好命題技術(shù)之一。

文章編號(hào)：1008-0546（2010）03-0074-04中圖分類號(hào)：G632.479

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B因?yàn)樵囶}本身也承載一定的教育功能。試題本身不會(huì)“說話”,但是它的影響力會(huì)“講話”,在某種意義上說,它的“講話”力度有時(shí)超越了試題本身應(yīng)有的角色。

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2010.03.033