培养信息获取与加工能力的意义及路径

浙江 陈群超

新一轮高考综合改革的主要指导思想之一就是要实现考核学生“知识”向考核“能力”的转化，在高中教学中，教师的主要教学目标就是培养学生的核心素养，使学生具备适应终身发展和社会发展的必备品格和关键能力。笔者作为一名普通化学教师，在平时教学中也始终把培养学生的化学关键能力作为一项非常重要的任务。有许多专家提出化学学科关键能力主要包括：信息获取与加工能力、证据识别与推理能力、模型建构与认知能力、实验操作与探究能力。其中学生的信息获取与加工能力是学习新知识、分析解决问题不可或缺的基本能力，也是学生自主学习能力的重要体现，其主要内涵是指学生通过观察自然界、社会、生活和生产中的化学现象，观察实验现象、实物和模型，包括阅读图形图表等，来获取的感性认知，进行初步的加工和吸收。简单来说，是学生针对化学问题，从信息中去提取价值性的内容，经过自己的加工整合所形成的解决问题的能力。学生只有具备全面的信息获取与加工能力，才会有其他能力的发展与提升，而且信息获取与加工能力历来是浙江化学选考中命题的重点，在2021年浙江1月选考试题公布后，有许多老师反映选择题第24题和第29题的第5小问超出了中学的范围，笔者经过研究认为这正是对学生信息获取及加工能力的考查，学生需要具备一定的信息获取和加工能力才能解决问题。

A

B

C

D

【答案】B

【分析】此题考查的知识点是化学反应原理中的能量问题，考查的化学关键能力就是信息获取与加工能力。首先是仔细审题，抓关键词获取信息，一是选项中的能量随温度变化的图像信息；二是热化学方程式中焓变信息；三是题干中的关键信息——N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比热容。然后是对获取的信息进行分析，用类比、归纳等方法进行加工。由图像信息分析得出本题的关键是要解决能量与温度之间的关系，由焓变信息ΔH<0，可知反应物能量大于生成物能量，从而排除答案C和D。依据关键信息比热容，学生在初中物理中学习过水的比热容，在苏教版选修4《化学反应原理》第7页里也有比热容的概念，即单位质量的某种物质温度升高1 ℃所吸收的热量称为比热容，单位是J·K-1·g-1。学生对此信息进行加工：①课本中比热容的单位是J·K-1·g-1，题中是J·K-1·mol-1，单位质量转化为单位物质的量，难度不大。②比热容是单位质量的某种物质温度升高1 ℃所吸收的热量，那么当温度升高时，这种物质就会吸收一定的热量，就会使得物质本身能量升高，例如对冷水加热，水的温度升高，其实也是相当于这部分水储存的能量变多。学生只有对上面的信息进行加工处理才能得出：当温度升高1 K时，1 mol N2能量上升29.1 J，3 mol H2能量上升3×28.9=86.7 J，反应物[N2(g)+3H2(g)]升高总能量为115.8 J，2 mol NH3能量升高2×35.6=71.2 J，因此反应物升高能量大于生成物，而ΔH=生成物总能量-反应物总能量，温度升高，|ΔH|更大，故答案为B。

【例2】(2021·浙江1月选考·29节选)(5)在一定温度下，以I2为催化剂，氯苯和Cl2在CS2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5 mol·L-1，反应30 min测得氯苯15%转化为邻二氯苯，25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是________。

A.适当提高反应温度

B.改变催化剂

C.适当降低反应温度

D.改变反应物浓度

【答案】AB

【分析】此题出现了平行反应，它是指反应物能同时平行地进行两个或两个以上的不同反应，得出不同的产物。其中反应较快或产物在混合物中所占比率较高的称为主反应，其余反应称为副反应。对于级数相同的平行反应，其产物浓度之比等于速率常数之比，而与反应物的初始浓度和反应时间无关。中学生对于平行反应接触很少，以上知识课本里没有涉及，但只要利用好题干信息，并加以整理加工依然可以解决此题。

首先获取题干信息，氯苯和Cl2反应生成邻二氯苯和对二氯苯的浓度之比与反应时间无关，学生对此信息进行分析处理可知，随着反应时间的推移，能改变的就是物质的浓度，所以得到邻二氯苯和对二氯苯的浓度之比与反应物浓度无关，D选项排除；但改变催化剂可以改变生成物的选择性，故B选项是合理的。在解题中要获取题中的重要信息：反应30 min，即相同时间时，生成对二氯苯的量比较多，生成邻二氯苯的量少，说明对二氯苯反应的反应速率比较快，即其活化能Ea1小于生成邻二氯苯反应的活化能Ea2。但无法判断温度升高有利于活化能大的反应还是有利于活化能小的反应，此时需要结合学生所学的知识进行类比加工处理。回顾下面两个学生非常熟悉的图：

图2是放热反应的能量随反应历程的示意图，正反应的活化能Ea正小于逆反应的活化能Ea逆，图3表明当温度升高时，放热反应的正、逆反应速率都增大，但活化能较大的逆反应的速率增大程度大于活化能较小的正反应。经分析可得：温度升高，活化能大的反应速率增大的幅度更大，即更有利于发生活化能大的反应。

图2

图3

师生也可以类比参照苏教版选修5《有机化学基础》第69页乙醇制乙烯时发生的反应，其副反应生成乙醚：

从断键情况分析反应的难易程度和活化能大小如表1所示：

表1

当温度升高(140～170℃)时，有利于生成乙烯，其反应的活化能大，推得温度升高有利于活化能大的反应。故本题答案为A、B。

由上述内容可知对学生进行信息获取与加工能力的培养是非常重要的，信息可能在题干或选项中，可能以文字形式或图表等形式存在，获取信息的关键是仔细审题，注重细节抓关键字，而对信息加工处理的主要方法有分析、比较、分类、归纳、概括等，这些能力的提升肯定不是一蹴而就的，要真正使学生能“从可见的东西中看出不平常的东西来”，需要教师在平时教学中传授给学生更多获取化学知识和化学信息的方法和渠道，正确指导学生使用化学工具书，查阅化学文献，查找化学网络资料；引导学生从提供的繁杂信息中抓住关键特征信息，筛除干扰信息，分析重组信息，确定解决相关化学问题所需的有用信息。要对学生进行必要的解题方法指导，让学生学会寻找解题的突破口或切入点，帮助学生树立审题、解题的信心，提升信息处理、迁移能力。具体的方法途径笔者认为主要有以下几个方面：

1.注重文本阅读，培养学生准确获取信息的能力

学生获取化学信息的主要方式是通过阅读化学教材、化学相关资料等文本来获得的。文本阅读是获取信息的一种基本方式，它是以准确、具体、完整获取文本旨意为目的的思维活动。阅读学习的过程，是一个自主构建知识体系的过程，实质上就是一个信息的获取与加工过程。在文本阅读中，只有准确地获取信息，合理地过滤、筛选信息，才能有效地比较、归纳、概括信息，不断认识理解新知识及新旧知识间的逻辑关系，构建知识框架。因此，在教学过程中，教师应有意识地加强阅读指导，使学生在阅读中学会信息的处理，区分知识的不同层面、概念的内涵与外延，以培养学生准确获取和加工信息的能力，提高学生阅读水平。

2.创设问题情境，培养学生全面获取信息的能力

真实、具体的问题情境是学生学习化学知识，提升学生化学关键能力的重要平台，近年来的高考，利用化学实验、化工生产、化学环境保护等问题情境，考查学生对实际问题中各种信息的处理能力已成热点。这既是新课程的要求，也是提升学生学习能力的要求。因此，教学中注重引导学生在问题情境中获取、应用信息，引导学生从实验方案的科学设计、实验现象的细致观察、实验结论的严密分析中挖掘不同信息的内涵和外延，培养学生全面获取信息的能力。

3.精选习题练评，培养学生敏捷整合信息的能力

近年来，高考命题者为了提高试题的信度和区分度，在设计题目时，往往将解题所需要的信息隐含在题目的文字叙述、图表或选择题的供选答案中。学生在解题时，需要对题干或供选答案中的内容加以分析，才能获得解题必要的、全面的信息。因此，教师需要在平时教学中精选、精编这类题目，引导学生通过找准关键词、比较供选答案、进行图表转换等方式对题目加以分析，并联系所学知识找出隐含的解题信息，培养学生对信息的敏感度和挖掘隐含信息的能力。

4.借助项目式教学，培养学生多元获取信息的能力