沈冲 饶志权
将化学知识寓于真实的生产和生活情境中加以考查,能更好地体现化学知识在应用与创新方面的价值。新高考化学命题常选取真实情境,问题设置具体,切入角度新颖,对学生科学素养和综合能力的要求越来越突出。笔者以2022年高考化学13套试卷中的题目为例,分析新高考背景下化学试题的情境特征及其对教学的启示。
一、力求角度新颖,把握时代脉搏
新高考化学试题在考查知识、能力、素养的同时,着力让学生感受中华文明对世界文明的贡献,以及我国科技发展和国家建设的重大成就。如2022年广东高考第2题:
北京冬奥会成功举办、神舟十三号顺利往返、“天宫课堂”如期开讲及“华龙一号”核电海外投产等,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是( )。
A.冬奥会“飞扬”火炬所用的燃料H2为氧化性气体
B.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子
C.乙酸钠过饱和溶液析出晶体并放热的过程仅涉及化学变化
D.核电站反应堆所用铀棒中含有的[235 92U]与[238 92U]互为同位素
该题以北京冬奥会、神舟十三号、天宫课堂、华龙一号核电为情境,考查天然有机高分子、化学变化、同位素等概念。题目紧扣时代脉搏切入,将时事与前沿科技成果有机融合,知识点考查的角度新颖,能激发学生的民族自豪感。这启示教师要在化学教学中落实立德树人,发挥评价的教育功能,引导学生在学习化学知识的过程中树立爱党爱国情怀。
二、关注科技前沿,注重知识转化
新高考化学试题情境中融入了近年来的主要科研成果及其应用,要求学生不仅要熟悉教材知识,还要提取情境中的关键信息和数据,综合运用知识进行分析和推理。如2022年辽宁高考第17题:
工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖……
针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了两种解决方案。(方案一略)
(4)方案二:M-LiH复合催化剂
下列说法正确的是_________。
A.300℃时,复合催化剂比单一催化剂效率更高
B.同温同压下,复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
C.温度越高,复合催化剂活性一定越高
(5)某合成氨速率方程为:[v=kcα](N2)[cβ](H2)[·cγ](NH2),根据表(略)中数据,[γ=]_________ ;
在合成氨过程中,需要不断分离出氨的原因为_________ 。
A.有利于平衡正向移动
B.防止催化剂中毒
C.提高正反应速率
该试题以前沿的科技发现与发明切入,以学生已有的知识为依托,给出了合成氨工艺领域的中国智慧,考查复合催化剂的相关知识。试题起点高、落点实,以核心素养测评为宗旨。最后一问从工业生产实际出发,考查学生综合运用化学平衡知识的能力,引导学生关注将科技知识转化为生产力的问题。这启示教师要将前沿科技发现、发明与教材知识相融合,开拓学生的化学视野,引导学生关注化学在生产、生活中的应用;要善于设计综合问题,培养学生的化学思维和推理能力,以更好地解决化學实际问题。
三、聚焦社会热点,引导科技创新
化学在加快发展新材料、新能源等战略性新兴产业方面有重要作用,如中国电池龙头企业研制的钾锂电池,能使电动车续航里程达一千公里。聚焦类似的社会热点创设试题情境,有利于借助考试引导学生树立科技创新意识,感悟化学的应用价值。2022年湖北高考第18题就是紧扣锂资源命制的试题:
全球对锂资源的需求不断增长,“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后,得到浓缩卤水(含有Na+、Li+、Cl-和少量Mg2+、Ca2+),并设计了以下流程,通过制备碳酸锂提取锂。
要解答这样的题目,学生需要有透过现象看本质的能力。这启示教师可以依托思维导图,引导学生构建化学知识网络,以便学生在应用过程中从脑中快速提取相关知识点;可以依托动手实验,提高学生的实验技能、探究能力和观察与发现的意识,以便学生发现化学知识与生产、生活的紧密关联,把握题目本质,深入解析题目。
四、突出实验探究,培养科研能力
基于情境的化学实验能力是高考的重点测试内容。2022年湖北高考化学试题中4道非选择题都是考查化学实验(实验流程)的,如考查毛细管主要作用的第16题:
高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为 42℃,易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到,纯化过程需要严格控制温度和水分,温度低于21℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为 30℃),高于100℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下(夹持装置略):
回答下列问题:(略)
该题选取实验操作的诸多细节作为考查点,如“水浴加热”“减压蒸馏”“结晶”等,很好地考查了学生的实验探究素养。
实验是科研的基本功。针对高考化学实验试题注重考查操作细节的特点,教师不仅要让学生动手操作实验,培养学生在真实情境中解决问题的能力,还要对学生加强审题指导,帮助学生快速识别试题信息素材所考查的知识点,学会挖掘隐含信息,构建解题模型。如作答上题,学生要通过“严格控制温度和水分”“熔点数据”挖掘纯磷酸受温度、湿度影响较大的信息,明确题目要考查的水浴控温、干燥剂和毛细管的作用等知识点,确立物质提纯的解题模型。此外,教师还要为学生了解、使用新的实验方法提供更多资源和策略,如近年广泛应用于学生实验的各种化学传感器的使用原理与方法,以此提升学生的实验技能与创新能力,使学生形成将“科技成果转化为生产力”的意识。
(作者单位:沈冲,仙桃市第十中学;饶志权,仙桃市第二中学)