立意·造景·活物·移情·升华
——浅谈《中国高考评价体系》导向下的试题改编策略

2022-01-19 08:58湖北龚韦韦刘永畅
教学考试(高考化学) 2021年6期
关键词:速率试题考查

湖北 龚韦韦 刘永畅

2019年教育部颁发了《中国高考评价体系》及其说明等指导性文件,通过解决“为什么考、考什么、怎么考”的考试根源性问题,给出了在高考领域“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”的答案。高考评价体系由“一核”“四层”“四翼”组成。“一核”是将素质教育中高考的核心功能进行概括,阐明为什么考;“四层”是对高考中素质教育目标的提炼,明确考什么;“四翼”是素质教育的评价维度在高考中的体现,解决怎么考。高考评价体系的理念已在近年的高考内容改革及命题当中逐步体现,为保持高考命题的稳定性奠定了基础。高考试题具有很强的导向性,教师改编试题时通常将其作为试题改编的参考模板。改编时既要遵循试题改编的基本方法,又要以《中国高考评价体系》为指导,依托高考评价体系进行试题改编,对改编者的学科水平是一种前所未有的新挑战。笔者根据个人的命题经验,总结五大试题改编策略与广大教师们分享。

一、“立意”策略:考查必备知识,体现基础性

作为一份化学试题,首先要有好的“立意”,即考查化学学科必备知识,明确基础化学知识的地位。学生学习必备知识是在为掌握关键能力及培养学科素养夯实基础,必备知识的考查内容主要为“化学语言与概念”“反应变化与规律”“物质转化与应用”“物质结构与性质”“实验原理与方法”。以往的高考强调的是基础扎实,新高考对必备知识的考查建立在新研究、新原理、新成果等试题情境基础之上,减少了对静态知识的单一考查,改编试题的重点在于知识点迁移。

【例1】“碳达峰”和“碳中和”发展目标顺应我国可持续发展的内在要求,有利于构建绿色低碳可持续的循环经济发展,助推绿色生产方式和生活方式,实现社会高质量发展。下列做法不利于实现“碳达峰、碳中和”的是

( )

A.应用太阳灶、生物质利用、地热采暖等终端清洁能源,减少天然气不完全燃烧

B.发展工业领域中电制氢、甲烷、甲醇、氨、尿素等电制燃料与原料技术

C.绿色出行,推广新能源汽车,不随意掩埋废旧电池

D.使用含磷洗涤剂后治理水污染时,污水处理厂进行曝气及药剂投放

【答案】D

【解析】污染治理过程本身也是耗能过程,能源消耗造成的影响甚至远超污染本身所造成的影响。实现“碳中和”目标有利于推动污染源头治理,在降碳的同时减少污染物排放,进而与环境质量改善产生显著的协同增效作用,故选D。

【改编亮点】同样为考查化学与环境知识,此题立足“碳达峰、碳中和”这一新落点,将题目内容进行改编,加入“碳达峰、碳中和”的介绍,选项中加入治理手段与目标。通过化学与生产生活的关系,引导学生关注社会新热点,考查学生的必备基础知识及信息处理能力,提升学生科学态度与社会责任的核心素养。

二、“造景”策略:掌握关键能力,展现综合性

高考中除了考查学生的必备知识,还要考查学生的关键能力。关键能力的考查主要针对“理解与辨析能力”“分析与推测能力”“归纳与论证能力”“探究与创新能力”。可通过试题检验学生在处理化学知识的能力上是否达到综合性标准,即学生是否具备触类旁通、融会贯通的能力。教师在改编该部分试题时,可改编题目的设问部分,转换设问角度与方式,增强题目的融合度及综合性,多维度考查同一概念及知识点,在知识点不变的条件下,赋予试题新思维。

表1

( )

A.当生成O2的平均速率为3.6×10-4mol·L-1·s-1时,对应600—1 200 s反应区间

B.推测上表中的x为2 620

C.反应2 220 s时,体系中的NO2体积为4.79 L(标准状况下)

D.反应达到平衡时,v正(N2O5)=2v逆(O2)

【答案】D

【解析】600—1 200 s,N2O5的浓度变化量为0.3 mol·L-1,在此时间段内O2的变化量为其一半,因此,生成O2的平均速率为0.15 mol·L-1÷600 s=2.5×10-4mol·L-1·s-1,A不正确;在1 720—2 220的时间段内N2O5的浓度由0.48 mol·L-1变为0.33 mol·L-1。由此可得此时间段内v(N2O5)=0.000 3 mol·L-1·s-1,若保持该速率不变,则N2O5的浓度由0.33 mol·L-1变为0.21 mol·L-1所需时间为400 s,但随着浓度变小,速率变慢,故x>2 620,B错误;标准状况下NO2以液态形式存在,无法用物质的量求体积,C不正确;反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,用不同物质表示该反应的速率时,其数值之比等于化学计量数之比,v正(N2O5)=2v逆(O2),D正确。

【改编亮点】此题的原型是2021年6月浙江省普通高校招生选考化学第20题,原题主要考查学生对化学平衡计算、可逆反应相关知识的掌握状况。【例2】在题目内容基本不变的情况下,转换题目设问角度。A选项由原题中的已知时间求速率变为已知速率找对应时间区间;B选项考查速率与浓度的关系;C选项设置陷阱,看似计量关系正确,但NO2在标准状况下为液态无法求算标况下的体积;D选项从O2的角度判断可逆反应平衡状态。改编后的题型,看似与原题相比改变不大,实则已更换思维角度,着重考查学生在关键能力部分的实际掌握情况。

三、“活物”策略:凝练学科素养,增强应用性

考查必备知识、关键能力部分的试题尽管具有一定的综合性,但实质仍旧是对知识点进行单一性、限制性的考查,为确保学生学以致用、真懂会用,试题更重要的是要考查核心素养。核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”5个方面。教师在改编试题时,可更换试题的表达方式,丰富试题的呈现形式,选取片段对试题进行适当扩充,让试题以焕然一新的面貌呈现,充分考查学生的学科核心素养。

【例3】二氧化碳的固定化是如今非常热门的研究课题。固定CO2最直接的一种方式,就是将二氧化碳转化为碳酸盐。然而,碳酸盐并不稳定,它们随时都可以重新释放出二氧化碳,所以,这种方式算不上是很彻底的二氧化碳固定化。我国科学家从二氧化碳到淀粉人工合成研究取得原创性突破,让二氧化碳变废为宝,有望成为解决全球变暖新途径。

(1)植物的光合作用,是将二氧化碳转化成了各种含碳的有机物,“人工合成淀粉”是采用高效的化学催化剂将高浓度二氧化碳转化为有机物,该过程中ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。

(3)CO作为形成有机物的前驱体,可采用电化学方法通过金属锡催化,在碳酸氢盐的环境中由CO2转化制得。则该电化学转化的正极反应方程式为:________________________。

【答案】(1)大于

(2)100.8

【解析】(1)光合作用是植物将CO2转化为有机物的过程,有机物转化为CO2是释放能量的反应,则逆过程为吸收能量,由此推测ΔH大于0;

初始压强xkPa

平衡分压 5 kPa (x+5) kPa

则有Kp=pH2O×pCO2=529=5×(x+5),解得x=100.8 kPa

故要使平衡时体系的水蒸气分压小于5 kPa,CO2(g)的初始压强应大于100.8 kPa

【改编亮点】此题原型为2021年河北省普通高中学业水平选择性考试化学试题第16题,此题改编用高考真题作为知识区考查主体,将题目素材进行变换,加入化学领域最新科学研究“人工合成淀粉技术”,结合最热门的社会话题“全球变暖”,从中选取高中已学知识进行设问,丰富原有的题目形式,扩充考查内容。此题通过改编充分体现“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”的学科素养。考查学生合理运用科学思维方式,有效整合化学学科必备知识,运用化学学科关键能力,认识问题、分析问题并解决问题的综合水平。

四、“移情”策略:体现核心价值,提升创新性

【例4】氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景。清华大学研发团队在氧化石墨烯传统制备方法上进行改进,首次开发了一种对氧化石墨烯合成和净化系统收集的废水进行后处理的原型方法,去除原料中NaNO3,消除了NO2(N2O4)有毒气体的析出,并简化了废水的处理。其制备装置如图1所示,制备方法如下:

图1

Ⅰ.将浓H2SO4、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中,剧烈搅拌下,分批缓慢加入KMnO4粉末,塞好瓶口。

Ⅱ.转至油浴中,40℃搅拌0.5 h,缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至95℃并保持15 min。

Ⅲ.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。

Ⅳ.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。

Ⅴ.空气中干燥,稀释后透析膜透析净化。

Ⅵ.收集制备时产生的废水,对废水进行处理

回答下列问题:

(1)装置图中,仪器b的名称是________。

今天的这三张照片只是我的故事。但是,改革开放40年,宏大的叙事拆开来看,谁又能说这不是每一个中国人的故事呢?改革开放取得的巨大成就,正是每一个中国人奋斗的叠加。那些令我们感动落泪、深受感触的普通人普通事,又怎会没有我们自然资源人的影子?

(2)步骤Ⅲ中,H2O2的作用是(以离子方程式表示)。

(3)步骤Ⅴ可用pH试纸检测来判断Cl-是否洗净,其理由是________________________。

(4)实验废水中Mn2+的含量可用Na2S2O8滴定的方式进行检测,实验现象为溶液由无色变为紫色。某实验小组收集了20.00 mL废水样品,用cmol·L-1标准Na2S2O8溶液滴定,共消耗标准Na2S2O8溶液10.00 mL,则废水样品中Mn2+的浓度为________。

【答案】(1)球形冷凝管

(3)H+与Cl-电离平衡,洗出液接近中性时,可认为Cl-洗净

(4)0.2amol·L-1

【改编亮点】此题原型为2021年全国乙卷第27题。原题选用的是国外传统的氧化石墨烯制备方法Hummers法,笔者改编试题时为了增强化学核心价值,将试题背景更换为我国清华大学的首创研究——改进的氧化石墨烯制备方法,该方法不仅为国人原创,立于传统方法之上,且消除了环境污染、建立了废水处理观点并实施。笔者借助此研究背景改编高考题,增加了氧化还原的简单计算,体现的核心价值与化学学科创新性为此题改编的点睛之处,并强调了“树立可持续发展意识”“渗透绿色化学概念”“弘扬爱国主义”等核心素养。

五、“升华”策略:反映时代性,坚持科学性

《中国高考评价体系》中指出,不论是“四层”还是“四翼”,最终都遵照“知识为基、能力为重、素养导向、价值引领”归为其内在的“一核”——立德树人、服务选才、引导教学。立德树人具有统领作用,决定高考的价值取向,是高考发展的导向,也是高考的根本任务。服务选才具有功能作用,引导教学是高考在基础教育中的实现,二者作为实现立德树人的两个基本手段各有侧重,相辅相成。

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