劉四方
2011年,教育部頒布了修訂后的義務教育化學課程標準,教材也隨之改版修訂。修訂后的課程標準明確提出“要給學生提供未來發(fā)展所需要的最基礎(chǔ)的化學知識和技能,提高學生運用化學知識和科學方法分析、解決簡單問題的能力”,強調(diào)“應重視以化學基本觀念為線索選擇教學內(nèi)容,將化學基本觀念與具體知識內(nèi)容有機結(jié)合,滲透在教材內(nèi)容的學習之中,使學生通過對具體化學知識和概念的學習,促進其化學學科思想和基本觀念的初步形成”。在中考命題中,以核心知識為載體,將學科思想和基本觀念融入能力立意的命題視角,聚焦核心素養(yǎng),考查核心能力,彰顯學科特點,導引教學方向,一直是我們命題人孜孜以求的奮斗目標。
一、基于化學基本觀念的命題
所謂化學基本觀念,是指學生在化學學習過程中,通過對化學基礎(chǔ)知識或化學學習過程進行反思所形成的能夠反映化學本質(zhì)特征的總觀性認識。化學基本觀念主要包括元素觀、分類觀、變化觀、守恒觀等。教材中的核心概念往往蘊含有豐富的化學基本觀念,在考查時,一方面,從形成基本觀念所需要的素材來看,必須有合適的、能有效形成化學基本觀念的核心概念;另一方面,有能形成這些核心概念的具體的化學知識。
【命題1】下列反應中,不屬于置換反應的是( )
A.Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
B.2Mg+CO2[點燃]2MgO+C
C.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
D.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【命題意圖】考查單質(zhì)、化合物、置換反應的定義及對定義的理解;考查化學基本觀念——分類觀。
【試題點評】四個反應均是高中教材上出現(xiàn)的反應,但并未“超綱”,只要學生能區(qū)分哪是單質(zhì)、哪是化合物(不必讀出陌生物質(zhì)的具體名稱),對照置換反應的概念就不難判斷。由于部分老師仍然停留在課本上的例題所概括的通式AB+C→A+CB上,給學生造成一種很不好的錯覺:置換反應僅限于此種形式。以至于后來很難糾正這一片面認識,遇到AB+C→AC+B或ABC+D→ADC+B就不敢確定了。
二、基于化學思想方法的命題
1.“控制變量,對比設(shè)計”的思想
現(xiàn)有教材在編寫時,都將實驗中的“控制變量,對比設(shè)計”這一科學探究的重要思想方法貫穿教材的始終,從教材中設(shè)置的探究活動中可以尋找到這一思想方法的應用。對比是一把解剖刀,它能訓練學生的思維能力。深刻挖掘教材的編寫意圖,認真揣摩實驗的目的,應用現(xiàn)有的教材資源,可以為我們命制出區(qū)分度非常好的試題。
【命題2】控制變量、設(shè)計對比實驗是實驗探究的重要方法。
【命題意圖】考查學生科學探究中控制變量、對比實驗的設(shè)計與應用能力。
【試題點評】本題為原創(chuàng)試題。正如本題總題干“控制變量、設(shè)計對比實驗是實驗探究的重要方法”,教材中許多實驗都蘊含著這一實驗思維。本題充分應用、挖掘教材中隱含的智力因素,給學生和老師展示如何控制變量,以及如何通過設(shè)計對比實驗得出正確的結(jié)論。實驗一是回顧教材中的一個定量對比實驗,落點在相同的實驗藥品用量上;實驗二是評價對比實驗的設(shè)計,落點在通過實驗得出結(jié)論;實驗三是運用對比實驗的方法,落點在通過實驗得出正確判斷。三個實驗考查點不同,卻又有異曲同工之妙的效果。
本題設(shè)計靈感全部來源于教材,它的導向一方面是將學生學習方向引向教材而不是資料;另一方面是將教師的教學研究引向深鉆教材、活用教材、用好教材,深刻理解教材編寫者的意圖和目的,從中獲得解決問題的方法,而不是一味追尋題海戰(zhàn)術(shù)。
2.“性質(zhì)決定用途,用途反映性質(zhì)”的思想
“性質(zhì)決定用途,用途反映性質(zhì)”的思想同樣貫穿教材的始終。如氮氣化學性質(zhì)不活潑,故可用作保護氣;干冰因升華吸熱,故可用作制冷劑;二氧化碳不能燃燒,也不支持燃燒,且密度比空氣大,故可用作滅火劑。教學中,教師要善于從大量物質(zhì)與性質(zhì)的對應關(guān)系中,有意識地引導學生得出此結(jié)論,并應用此結(jié)論來分析陌生物質(zhì)的性質(zhì)或用途,最終潛移默化地形成這一學科思想方法。
【命題3】我國藥學家屠呦呦因研制新型抗瘧藥青蒿素和雙氫青蒿素而獲得2015年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。東晉名醫(yī)葛洪《肘后備急方》中就有青蒿素抗瘧的記載:“青蒿一握,以水二升漬,絞取汁,盡服之?!边@里的“水”作 。上述水煎青蒿治療瘧疾,藥性很不穩(wěn)定,效果很差。屠呦呦改用乙醇提取,控溫60 ℃,藥效顯著提高,說明青蒿素具有的性質(zhì)是 (答一條)。
【命題意圖】考查溶液的組成及物質(zhì)的性質(zhì),滲透“性質(zhì)決定用途,用途反映性質(zhì)”的思想方法。
【試題點評】本題為原創(chuàng)試題。背景素材取自《化學通訊》2015年第6期第1頁屠呦呦獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎介紹一文,其中提到,屠呦呦查閱有關(guān)文獻時,特別注意在歷代用藥經(jīng)驗中吸取合理提取方法的線索,以尋找突破口。原文素材為“東晉名醫(yī)葛洪《肘后備急方》中稱,有‘青蒿一握,水二升漬,絞取服”可治“久瘧”的記載,屠呦呦根據(jù)這條線索,改進提取方法,采用乙醇冷浸法,將溫度控制在60 ℃,所得青蒿提取物藥效顯著提高。受此文啟發(fā),中考命題時,將素材適當精減改編,以青蒿素為載體,從“性質(zhì)決定用途,用途反映性質(zhì)”這一學科思想方法上巧妙設(shè)問,將溶液相關(guān)知識滲透于素材中,既能考查學生對核心概念溶液及其組成的理解,還能讓學生從科學家孜孜以求的探索中受到科學精神的熏陶,將我國傳統(tǒng)文化和科學熱點相結(jié)合,在考查物質(zhì)的用途和性質(zhì)的同時,激發(fā)學生榮譽感和愛國情懷。本題更是對學生情感態(tài)度與價值觀的考查,避免了空洞的說教。同時,通過屠呦呦獲得諾貝爾獎這一至高榮譽來體現(xiàn)我國傳統(tǒng)文化的博大精深,引導學生正確對待祖國傳統(tǒng)醫(yī)學,繼承和發(fā)揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。
三、基于化學特有思維方式的命題
化學學科不同于其他學科最顯著的思維特點是:從宏觀實驗現(xiàn)象入手,在分子、原子、離子層面上建立描述、解釋和認識化學反應實質(zhì)的模型,最終通過化學符號將宏觀物質(zhì)和微觀反應過程建立起有機的聯(lián)系。學生要能從宏觀、微觀和符號三種水平上認識和理解化學知識,并建立三者之間的內(nèi)在聯(lián)系,能在三種表征之間自由、靈活地轉(zhuǎn)換,從而形成化學學科特有的思維方式。
【命題4】氫氣是理想的清潔高能燃料,以水為原料生產(chǎn)氫氣的方法有多種。
方法Ⅰ:電解水法;方法Ⅱ:光解水法。
我國科學家已研制出在新型高效光催化劑作用下,利用太陽能分解水制氫氣。反應的化學方程式為 。水在通過并接觸催化劑表面時,分解的微觀過程用示意圖表示如下(“ ”表示氫原子,“ ”表示氧原子,“ ”表示催化劑):
① ② ③ ④ ⑤
則水分解微觀過程的正確順序是
(填序號);上述過程中,不能再分的粒子是 。
【命題意圖】從分子、原子的層次上考查學生對化學反應實質(zhì)的認識,更深層次地考查學科特有的思維方式。
【試題點評】本題為原創(chuàng)試題。本題素材來源于《化學通訊》2015年第4期上兩篇科學動態(tài)文章《科學家制備出高效光催化劑》和《寬光譜響應光催化劑分解水制氫研究獲進展》,其中第二篇還有相應的宏觀和微觀的圖示,再結(jié)合現(xiàn)有教材中電解水實驗的微觀分析,以光分解水為情景設(shè)置問題,考查化學反應的實質(zhì);學科核心素養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”的考查也盡顯其中。借助在新型高效光催化劑作用下,利用太陽能分解水制氫氣這一新的化學前沿信息情景,通過構(gòu)建化學反應微觀過程模型,將宏觀與微觀巧妙結(jié)合,旨在引導學生在學習中能夠建立起分析問題的模型結(jié)構(gòu),進而逐步建立起解決一般問題的思維框架。
往年的中考題對化學反應實質(zhì)的考查僅停留在分子分成原子,原子再進行重新組合生成新物質(zhì)的分子上,以教材中電解水為例,建立微觀分析模型。實際上,許多公開課涉及化學反應實質(zhì)時,均采用了水電解的模擬動畫,來直觀展示其變化的過程,學生如果能仔細觀察,會看到兩極產(chǎn)生的氣泡不斷逸出,實質(zhì)是兩極產(chǎn)生的大量分子脫離電極材料表面,聚集成氣體逸出。對照電解水,光解水的微觀過程順序也就呼之欲出。本題知識看似課外,考點卻在課內(nèi),沒有超出考試大綱,凸顯了分析問題能力和學科特有思維方式的考查。
四、基于實驗探究與創(chuàng)新意識的命題
化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科。實驗是化學的靈魂,也是化學的魅力所在。通過科學探究,系統(tǒng)建構(gòu)知識、發(fā)展探究能力、感悟探究方法,一直是我們教學的指向和原點。探究過程中,善于發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學問題,反映了學生思維的深度;能依據(jù)探究目的設(shè)計探究實驗方案,或優(yōu)化原有的實驗方案,完成實驗基本操作,反映了學生創(chuàng)新意識的強度。
【命題5】下圖是實驗室常用氣體制備裝置,據(jù)圖回答問題。
(1)實驗室制取氨氣:Ca(OH)2(固)+2NH4Cl(固)[]CaCl2(固)+2H2O+2NH3↑。要制取并收集干燥的氨氣,所選裝置正確的連接順序是( )→( )→( )(填字母代號)。
(2)為探究氨氣的性質(zhì),按下圖裝置進行實驗。觀察到黑色粉末變紅,白色無水硫酸銅變藍,同時反應中還有一種氣體單質(zhì)生成。
【查閱資料】
Cu2O是紅色,易與稀硫酸反應:Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。
【提出問題】
得到的紅色物質(zhì)是什么?
【猜想】
①是Cu;
②是Cu2O;
③是 。
若猜想①成立,玻璃管中發(fā)生反應的化學方程式為 ,說明NH3具有 性。
【設(shè)計實驗】
請你設(shè)計一個簡單的實驗來驗證紅色物質(zhì)中是否存在Cu2O: 。
【命題意圖】考查科學探究的一般過程和方法;考查實驗室氣體制取的一般思路和方法;考查物質(zhì)性質(zhì)的推斷,以及依據(jù)性質(zhì)設(shè)計實驗方案的能力。
【試題點評】本題是原創(chuàng)試題,是對教材中常見氣體氧氣和二氧化碳制取思路和方法的理解并應用的延伸。借助“陌生”氣體氨氣的制取,給定反應原理,要求學生:能從反應原理中讀懂有關(guān)顯性信息——反應條件和反應物的狀態(tài),據(jù)此選擇氣體的發(fā)生裝置;提煉隱含信息——氨氣的密度比空氣?。ㄏ鄬Ψ肿淤|(zhì)量小于29)、能溶于水(教材中氨分子運動實驗結(jié)論),據(jù)此選擇氣體的收集裝置;挖掘反應信息——氨氣是堿性氣體,能與酸反應(性質(zhì)對立則反應),據(jù)此選擇氣體的干燥裝置。一套完整的制氣裝置包括:
本題對氣體的制取、干燥和收集多個考點進行綜合考查,增大了試題的難度和思維的深度,以及思維的全面性,是對方法性知識的靈活考查。
第二問仍以氨氣為載體——氨氣還原氧化銅實驗,表面上看是考查化學方程式的書寫,實際上生成物一個都沒有直接呈現(xiàn),需要通過分析實驗現(xiàn)象及知識類比遷移才能得出。對實驗產(chǎn)物成分進行探究,則是利用資料信息,引導學生提出問題、合理猜想、自主設(shè)計實驗方案,根據(jù)實驗現(xiàn)象的不確定性得出不同的結(jié)論,很好地考查了實驗方案設(shè)計的簡潔性和科學性,更是考查了學生思維的縝密性和完整性,同時還對學生語言表達提出了更高的要求。該實驗方案的設(shè)計實際上是物質(zhì)Cu2O的檢驗設(shè)計,其基本思路和方法是:取樣→加試劑→觀現(xiàn)象→得結(jié)論。該實驗取材于教材上氧化銅與一氧化碳、木炭或氫氣的反應,只是將還原性氣體換成了氨氣,主裝置是教材裝置的“克隆”,學生看到此題,有種“似曾相識燕歸來”的親切感?!皩嶒炋骄颗c創(chuàng)新意識”和“證據(jù)推理”是學科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容,該題很好地落實了這一核心素養(yǎng)的考查。
聚焦核心素養(yǎng),落實立德樹人的根本任務,是化學教師義不容辭的使命。在化學課程中重視學生化學核心素養(yǎng)的形成,是精簡教學內(nèi)容,減輕學生過重學習負擔,提高學生問題解決能力的重要途徑。加強中考命題中核心素養(yǎng)的考查,無疑將是今后中考命題的重要內(nèi)容和方向。