初高中化学衔接命题研究——以类比推理题为例

李世同，吴 林

（哈尔滨师范大学教师教育学院，黑龙江哈尔滨 150025）

初、高中化学知识内容和侧重点存在差异，“初中化学是入门学科，属于公民素质教育。初中化学教材内容是科学有序的，但并不追求逻辑严密和系统完整。高中化学是在义务教育基础上实施的较高层次的基础教学。高中化学知识的理论水平内容、深度和难度都提高了很大的一个层次”［1］。因此在初、高中化学知识侧重角度不同且难度提升较大的情况下，如何降低跨越初中与高中化学知识“台阶”难度就成了值得探讨的问题。因此有必要在试题命制过程中，加入初、高中化学衔接的相关试题。

一、类比推理题简述

初中化学学习属于化学启蒙阶段，知识内容相对浅显，若知识挖掘深度不够导致知识间的内在脉络不清，会给学生造成一种化学知识零散且难于记忆的假象，对学生学习化学的兴趣不利。同时“学生听懂、理解化学知识，到自己会灵活运用化学知识还有很大的差距”［2］。因此在命制习题过程中应有一类习题可以挖掘知识脉络，提升学生分析能力。尤其是“部分化学知识要求学生既要知其然，更要知其所以然，学生要学会迁移知识解决问题”［3］。

类比推理题以考查学生分析能力和知识迁移为主要内容，题干通常以发掘初、高中化学知识衔接为主要内容，试题模式通过题干展示信息，结合学生所应具有的知识储备，经过分析、推理和知识迁移，从而得出高于学生现有化学知识水平的答案。类比推理题的出现有利于建构学生的证据意识，“能基于证据对物质组成、结构及变化规律提出可能的假设。通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征”［4］。将氧化反应、还原反应、金属活动性和元素周期律等相关知识进行模块化整合，促进知识脉络建立，理清化学知识内在联系，提升学生化学综合能力，从而达到“拉近”初、高中化学距离的目的。例如哈尔滨市2015 年中考试题：元素的化合价高低与许多物质的命名有关。如锰酸钾、高锰酸钾，其中锰元素的化合价分别为+6、+7。氯元素常见的化合价有+7、+5、+1、-1 等，由此推测钠元素、氧元素和+7 价氯元素三种元素组成的化合物的名称为①______，化学式为②______。（试题答案：①高氯酸钠 ②NaClO4）评析：根据高锰酸钾和锰酸钾中锰元素的化合价区别而导致命名的差异，再结合已知氯酸钾中氯元素的化合价为+5 价，从而推理出高氯酸钠的名称和化学式，学生通过该题的学习，可以加深理解化学式命名的基本原则，对于后续出现的未知物质名称能有一定的理解。

二、试题案例与分析

（一）氧化还原反应相关类比推理题

人教版义务教育初中教科书中将氧化反应定义为物质与氧气发生的反应，还原反应定义为含氧化合物里的氧被夺去的反应［5］，人教版八年级化学提出氧气提供了氧而具有氧化性。对于其他物质是否具有氧化性没有提及。还原反应相关内容在教材中出现次数相对较多，在“第五章课题1 质量守恒定律”中出现氢气还原氧化铜的化学方程式，在“第六章课题1 金刚石、石墨和C60”实验6-2 中通过木炭还原氧化铜的反应引出还原反应相关定义，并提出碳具有还原性，通过碳的还原性可以应用于冶金工业。在“课题3 二氧化碳和一氧化碳”中给出一氧化碳还原氧化铜的化学方程式，同时指出一氧化碳也具有还原性可应用于金属冶炼。通过总结可知人教版八年级化学提出了“具有氧化性物质氧气和具有还原性的物质氢气、碳和一氧化碳”，没有提及氧化剂与还原剂的相关定义。

在人教版化学必修1 第一章第三节“氧化还原反应”中，定义氧化反应和还原反应是在一个化学反应中同时发生的，并且从化合价和电子转移角度理解在同一化学反应中氧化反应与还原反应有何区别，同时给出了氧化剂与还原剂的定义。可见初、高中氧化还原反应相关知识无论是知识容量还是知识难题都出现了较大的提升，在高中学习初期学生难以理解“氧化反应+还原反应=氧化还原反应”也就变得情有可原。因此通过类比推理题的练习可以预先理解氧化还原反应在初、高中存在的差异和关联。

（二）元素周期律相关类比推理题

人教版八年级化学第三单元课题3 元素中简要介绍“周期”和“族”的内容，如周期数、族数和同族元素化学性质相似等内容，并将元素周期表中元素分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素，并指出元素周期表中含有的内容十分丰富，但由于初中生所学知识限制，尚不能完全掌握。学生对于元素周期表中未知元素有着很强的好奇心，通过已知元素推断未知元素的性质，可以很好地激发学生对于化学知识的探索欲。在人教版化学必修1 第四章第二节“元素周期律”中讲述了金属性和非金属性的相关内容。

元素周期律相关内容在初、高中教学中同样面临着知识容量和知识难题都出现了较大提升的问题。可以借助人教版九年级化学第一单元课题2“金属的化学性质”中给出的金属活动顺序与元素周期表知识相结合减少断层问题，如通过分析“K、Ca、Na、Mg、Al……”在元素周期表中的位置判断出金属活动性与元素周期律的关系。甚至可以通过金属活动顺序在元素周期表中的位置推断出非金属元素的相应性质，这样的思维训练可以在不增加学生学习负担的基础上提升化学核心素养。

题目1.（2019 年初中升学考试）类比金属单质间的置换反应，某些非金属单质间也能发生置换反应，如Cl2比Br2活泼，能与HBr 发生反应：Cl2+2HBr=2HC1+Br2已知C12比N2活泼，则C12与NH3在一定条件下发生反应的化学方程式为_______。（试题答案：3Cl2+2NH3=6HC1+N2）试题分析：学生对于金属活动性的认知比较深刻。在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来［6］。依托于学生对于金属活动性的理解，顺势提出对于非金属元素组成的物质也具有相似的递变规律。增强了学生对于元素周期律的认知，又提升了学生证据推理的能力，同时能激发学生自主学习的兴趣。

题目2.（原创题）活动性顺序的归纳总结与元素周期律有密切的关系，请根据金属活动性中金属元素的先后顺序与元素周期表中金属元素在族和周期中的位置关系进行归纳总结，图1 是部分元素周期表：判断右侧局部元素周期表中最活泼的金属元素是①____（填元素符号），在同一周期中金属元素由左至右活动性依次②____（填“增强”或“减弱”）（试题答案：①Rb ②减弱）试题分析：初中阶段金属活动性和元素周期律的相关知识彼此独立，学生机械记忆金属活动顺序表，对于该部分的知识认知深度不够。在教学的过程中，学生对于金属活动性的理解比较吃力，在判断金属与酸溶液和盐溶液能否发生反应时易出现混淆。本题通过文字描述介绍金属活动性强弱与在元素周期表中的顺序有关。学生建构起在元素周期表同族中向下金属活动性增强，同周期向右金属活动性减弱的思想。

图1 部分元素周期表

三、命题原则与命题知识点归纳

1.命题原则。类比题旨在培养学生知识迁移能力，命制此类试题过程中不需要做到讲什么就考什么。要通过题干设置促使学生学会“举一反三”，培养学生的创造能力和解决未知问题的能力。类比题命制需要考虑知识的完整性、连贯性，应符合学生认知规律，方便学生进行类比与归纳。题干应简明扼要重点突出，立意新颖。选择的化学知识要在初、高中教学中有一定的关联，以呈递进关系或“对立”关系为宜。例如初中学习氧化还原反应是从“夺氧”和“失氧”角度考虑，属于氧化还原反应的特例，根据题干信息与高中氧化还原反应知识相连接，学生通过合理的类比推理从而得出更深层次的氧化还原反应相关知识，符合知识从特殊到一般的认知顺序属于知识的递进关系。在“对立”层面上看，化学知识中有很多类似于“对对联”的知识，学生可以根据“上联”知识从而推理出“下联”知识，这样的方法可以减轻学生记忆知识的负担并且不容易将知识记忆混淆。如元素的金属性与非金属性的相关知识，类比题就可以根据初中化学的金属活动性顺序的知识结合题干信息推理出非金属物质间的活动性关系，这就属于知识的“对立关系”。

2.命题知识归纳。除氧化还原反应和元素周期律等相关知识外，将可能命制类比题的知识总结（见表1）。

表1 类比题知识点总结表

四、总结与思考

有调查表明“大多数教师对学生将要学什么或已经学了什么了解甚少，在教学中又不考虑初高中衔接问题”［7］。如此教学会导致学生学习相对吃力，在高中阶段学习遇到瓶颈。初中教师应适当“踮起脚尖”，储备高中化学知识。目的是在教学和命题过程中将化学知识适当延伸，注重知识的关联性，在大概念教学的视角下培养学生主动建构知识的能力，“让学生了解初、高中知识之间的联系，实现知识的迁移和发展。从而使学生养成良好的认知模式，促进认知的持续发展”。减少教学失误的同时所命制的习题知识不至于晦涩难懂，导致学生学习化学难度增加。

总之，教师在命题过程中不应思维僵化，题型一成不变，要基于培养学生科学思维的角度命制试题，培养学生“基于事实与逻辑进行独立思考和判断，对不同信息、观点和结论进行质疑和批判，提出创造性见解的能力”。