江苏省学业水平测试(化学)第26题测量目标分析

2016-04-29 00:00:00张志强魏爱民
知识文库 2016年9期

近年来,江苏省学业水平测试(化学)的第26题逐渐形成了一个大致稳定的测试模式——“物质制备流程”模式,该模式以流程图所构成的情景为依托,重点考察学生对情景意义的理解能力(对目的和方法的理解)、在情景中搜集、分析和运用信息的能力、发现和解决问题的能力以及对实验数据的分析处理能力。

江苏省学业水平测试(下文简称为“学测”)(化学)第26题历来以难度大和难以捉摸著称。所谓难以捉摸是指难以把握其命题模式和测试目标(2007-2011年)。造成这种情况的原因之一是省学测的考试性质在水平性考试的基础上同时还被附加了选拔功能。其中第26题就是为选拔出A等级而设置。为了达到这个选拔目的,早期的第26题命题可谓天马行空,变化莫测。命题者极力避免形成稳定的测量模式,以此确保第26题的极高区分度。这种不按照常规出题的做法实际上不利于引导教学,自然受到广泛的质疑和诟病。不过,最近几年(2012-2015)情况有了很大的改观。学测第26题的命题逐步形成了一个相对稳定的测试模式——“物质制备流程”模式。该模式以物质制备流程为依托,构建了一个充满复杂信息的情景,在情景中考察学生:①对于情景意义的理解能力(实验目的和手段);②搜集、提取、分析、整合、运用和表达信息的能力;③发现问题和解决问题的能力;④对实验数据的进行分析处理能力(包含化学计算能力)。显然,相对稳定的模式正在形成。事实上,近几年的测试结果也表明,测量模式的相对稳定并没有威胁到该题区分度目标的达成,相反,区分度和测试的效度反而更为稳健。这表明该模式在测量化学高级素质方面潜力巨大,必然会继续保留并进一步发展完善。因此,从提高教学和备考效率的角度考虑,必须对该测量模式进行深入的研究。本文运用纵向研究的方法,对学测第26题的测量目标进行归类和分析,从而进一步揭示第26题命题模式的特征和未来的发展趋势,从而为必修教学和学测备考提供理论参考。

1 测量目标分析

现以2015年学测第26题为例,对该题的测量目标进行梳理和提炼。

2015年江苏学测(化学)第26题:某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)可用于制备FeCO3,其流程如下:

已知:“还原”时,FeS2与H2SO4不反应,Fe3+通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原,其中反应Ⅰ如下:

FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O =15Fe2+ + 2SO42— + 16H+

(1)加入FeS2还原后,检验Fe3+是否反应完全的试剂为 。

(2)所得FeCO3需充分洗涤,检验是否洗净的方法是 。“沉淀”时,pH不宜过高,否则制备的FeCO3中可能混有的杂质是 。

(3)①写出“还原”时反应Ⅱ的离子方程式: 。

②“还原”前后溶液中部分离子的浓度见下表(溶液体积变化或略不计):

请计算反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量之比(写出计算过程)。

通过实测,不难发现该题的测量目标如下:①测量对于制备流程整体意义的理解能力。比如,原料是含有杂质的混合物,而目标产品则是纯净物。因此,流程中间的步骤必然涉及到物质的分离和提纯。这就需要结合组分的性质,理解每个步骤的实际意义(即所起的作用)。在该题中,关键是要能理解二氧化硅和铁离子是如何除去的。②测量对信息的观察、搜集、分析、整合、运用和表达能力。比如题中第(3)题第①问(要求分析流程中的一个氧化还原反应,并写出方程式)的解答,涉及到对隐藏的反应物和生成物成分的观察、分析和判断。学生如果没有真正形成氧化还原反应的概念,就很容易忽略产物S的信息,从而也就不可能正确回答这个问题。近年来,氧化还原反应概念的考察方式不断创新,特别是将信息素养和概念模型结合起来进行测量,形成了一种新颖有效的深度测量方式,代表了未来发展的方向。该题就是这样一种创新的测量方式。③分析问题和解决问题的能力。比如题中的(1)、(2)两个问题(要求回答检测铁离子的方法和沉淀是否洗净的方法)的解答,特别是第(2)问的解答,必须要对沉淀表面吸附的杂质离子进行全面的分析,并从中选择出最便于检测的离子进行检测。同时,还要能够表达出完整的检测步骤。一般来说,测量分析问题和解决问题能力的模式大致如下:提出问题—分析问题—提出方案—解决问题。本题也遵循此种模式。不过,解答问题(2)的关键在于“分析问题”环节。因为,若分析不出来需要检测的杂质离子,就根本无法回答。④对实验数据的分析处理能力(包含计算能力)。比如题中的第(3)小题的第②问,给出了实验过程中反应前后的离子浓度,要求根据这些数据计算两个铁离子还原反应的效率(被还原的比例)。该问题仍从属于核心任务的情景,是物质制备的“定量化”的部分,体现了对工业制备中真实任务的模拟(工业制备都需要进行量化计算)。本题的数据处理难度并不大,测试的重点是氧化还原概念,学生要知道“被还原”概念的确切含义。对氧化还原概念的定量化测试体现了省学测对这个化学核心概念的重视。

按照上述对学测第26题四项测量目标的界定,笔者对2012年至2015年省学测第26题的测量目标进行纵向统计,统计结果如见表1所示:

从表1的统计可以得出如下一些结论:①学测第26题的测量模式(题型)已经基本稳定(制备流程或反应流程)。由于该测量模式能够建构一个完整意义的情景,能够集成大量信息且能够多线条调动已学知识,因此对知识、能力和素质都具有很好的测量效度。据此判断该模式必然会继续保留并进一步发展。②学测第26题流程题材的选择均不会超出必修教材的范围,主要限定在钠、镁、铝、铁、铜、硅、氮、硫、氯这几种典型的元素及其化合物的范围之内。不会超出这个底线。这与高考的同类题型的选材具有很大的不同。这就要求在备考时,不要盲目扩大范围,而要提高训练的针对性和效率。③从流程设问点来看,主要集中在与流程有关的几个方面:第一,物质的分离和提纯;第二,反应成分的分析判断。第三,反应速率和效率的控制;第四,反应成分的检验;第五,反应方程式的书写等。④从计算类型来看,主要集中在混合物计算和化学式计算这两种类型。计算也从属于流程,主要是测量学生对于数据意义的理解并利用数据计算产物的纯度、反应效率、产物的化学组成等等。需要特别说明的是,这些计算类型大部分都来自于过往年份高考中类似的题型(如表1所示)。搞清楚这层关系,对备考具有一定的参考价值。⑤从能力和素质测量的角度来观察,2012年以来,不同的年份所测量的重点略有不同,但是,综合起来看,都集中于测量如下几个方面:第一,情景意义的理解能力;第二,获取、分析、整合、运用和表达信息的能力;第三,分析问题和解决问题的能力;第四,数据分析和处理能力。因此,由上述分析可以看出,学测第26题对于能力和素质的测量模式已经具备了相当清晰的框架。这为教学和备考指明了方向。

2 教学和备考策略

从上述分析可以看出,学测第26题所测量的四项目标均属于高级素质和能力。这些高级素质和能力必须经过长期的培养的才能形成,任何急功近利的短期突击训练都是无法奏效的。这就要求我们在必修课程的教学中,要深刻领会现代课程的核心理念,努力实现从知识本位教学向素质本位教学的切换,要始终把培养能力和发展素质放在教学目标中心位置,按照现代课程素质培养的进阶路径,持之以恒,坚持不懈,才能最终获得成功。

首先,对于和化学实验有关的能力和素质必须坚持在实验中进行培养的基本策略。学测第26题所重点测试的四项能力均与化学实验有关。比如,在探究性实验教学中,涉及到“发现和提出问题、搜索信息、提出假设、设计方案、实验并获得数据以及对实验数据进行处理和解释”等环节。这些环节构成一个整体的实践活动,具有统一的意义指向,因此探究实验有利于培养学生对于情景意义的理解能力;探究实验中涉及到搜索、分析、获取、整合和处理信息,因此有利于培养学生的信息素养;探究实验中涉及到发现问题、提出问题和解决问题等环节,因此有利于培养学生的问题意识和分析、解决问题的能力;探究实验中涉及到对实验数据的分析处理,因此有利于培养学生的分析、处理和解释数据的能力。因此,不难发现,学测26题所测试的这些能力素质是对真实化学实验能力的提炼,这些能力的培养载体就是化学实验本身。现实教学中存在严重的忽视实验教学的现象,这种情况必须要坚决予以转变。

其次,对于和化学实验有关的能力和素质必须坚持系统性培养的策略。表面上看,学测第26题所考察的实验内容只是必修内容中的一个局部(必修1专题1第三单元“研究物质的实验方法”),似乎,只要将这一部分内容落实好就能够应对该题。但是,若对该题所涉及的知识背景以及所测量的能力品质进行全面的审视,就会发现,事情绝非如此简单。学测第26题的知识背景实际上覆盖了必修课程无机化学的全部内容(包含常见元素及其化合物的性质和变化、物质分离和提纯的方法、化学反应速率和限度以及化学计算等)。也就是说该题是将实验能力放在整个知识体系的背景下来进行测量。这就要求将实验方法进行“活化”,要能够结合知识网络中任意一个节点的知识进行活化运用(迁移)。这种迁移能力绝非一两次教学就能完成。能力和素质的发展需要“经历”系统化的历练,它是实践和时间相乘的结果。因此,凡是涉及到能力或素质的培养,都必须按照科学的进阶路径,结合知识的教学持之以恒地加以训练才能成功。

最后,对于学测第26题解题能力的训练,应该采取渐进性培养的策略。一般来说,第一个阶段需要激活相关的经验方法。在知识网络建构的过程中,系统性地激活相关的实验方法,训练在不同的情景下进行迁移运用的能力。比如,在复习“氯气”时,可以设置问题情景,激活氯离子检验的实验方法;在学习“铁盐”时,可以激活铁离子检验的实验方法。等等。在第二个阶段,需要按照情景的信息集成度由小到大的次序,逐步训练学生在制备流程背景下运用实验方法的能力。这种训练需要循序渐进,制备流程中信息总量的控制是关键要素,要由简单到复杂,逐步加大集成度。若一开始就用很复杂的流程,那么大量的信息就会压制实验方法的迁移,不能取得好的效果。对于化学计算的训练也是如此,先激活简单的类型计算,再逐步进行综合计算,综合度应逐步加大,循序渐进,逐步提高。

总之,对于教学来说,研则立,不研则废。考试测量模式的变化或者确立,反映出其背后支撑理论的变化和确立。通过对学测第26题测量模式的进一步深入研究,相信还能给教学和备考带来更多的启发和借鉴。

(作者单位:江苏省怀仁中学)