凸显观念考查,引领教学方向
2018-07-19海南省教育研究培训院吴益平
□海南省教育研究培训院 吴益平
化学基本观念是学习者通过对化学基础知识或在化学学习过程中进行深刻反思所形成的能够反映化学本质特征的总观性或概括性认识。是学生通过化学课程的学习,所形成的从化学的视角认识事物、解决问题的思想、观点和方法。
然而,当前初中化学教学中,许多老师以为教学就是教知识,不考虑事实性知识背后所承载的化学观念与科学精神。重知识技能、轻方法观念的现象非常普遍,以倾听和记忆教师讲述的实验现象和结论代替学生亲自的观察思考和实验探究;以反复背记化学方程式代替基于客观事实、化学反应的原理和规律进行分析理解和证据推理;以孤立的具体物质的性质学习代替基于元素观的物质性质和转化的认识。
多年来,海南省中考化学命题小组积极探索,发挥考试的导向作用,凸显化学观念的考查,引领教学方向。
一、有关化学基本观念考查内容梳理
依据《海南省初中毕业生学业水平考试(考查)化学学科考试说明》要求,从典型代表到基于类别认识身边的化学物质。从宏观、微观和符号三种水平上认识物质及其变化,并建立三者之间的内在联系。建构元素观、微粒观、分类观。我省关于化学观念的考查内容逐年增多。
2014——2017年海南省中考试题关于化学基本观念的考查内容
二、学生对化学基本观念的认识分析
充分发挥中考的诊断功能,统计有关化学基本观念试题的考查数据,分析学生对于化学基本观念的建构情况。主要存在问题包括:
1.利用化学观念解释实验及生活现象的能力不足。
案例1
2.(2014中考)课堂上,老师演示了下图(编者注)所示实验。容器A中溶液变红,B中溶液不变色,该现象说明:
A.分子可以再分
B.分子在不断地运动
C.分子之间有间隔
D.分子是保持物质化学性质的最小粒子
本题考查了认识微粒的存在,以及基于实验事实证据推理的能力。难度系数为0.66。4.90%的考生选答A,65.5%的考生选答 B,17.90%的考生选答 C,9.91%的考生选答D,另外还有少数考生选择了其他错误答案。考试结果表明,34%的考生没有建立微观的视角,没有形成基于证据推理的观点。
案例2
8.(2016中考)6000L氧气在加压的情况下可装入容积为40L的钢瓶中。这主要说明:
A.分子在不断运动 B.分子体积很小
C.分子由原子构成 D.分子间有间隔
本题考查了认识微粒的存在,以及从微观层面解释日常生活现象的能力。难度系数为0.60。9.97%的考生选答A,21.9%的考生选答B,6.63%的考生选答C,另外还有少数考生选择了其他错误答案。考试结果表明,考生知道微粒的存在,知道宏观世界的物质都是由微粒构成的。但是,40%的考生没有建立起微粒的性质和宏观物质的性质一致性的认识,不能从微观层面认识生活中的现象,没有建立基于微粒观认识身边的现象的视角。
2.利用化学基本观念解决问题的能力欠缺。
案例3
18.(2014 中考)乙醇(C2H5OH)俗称酒精,在生产、生活及实验中用途广泛。请回答:
(3)已知乙醇不完全燃烧时,产物为二氧化碳、水和一氧化碳。现有46g乙醇不完全燃烧,经测定生成二氧化碳70.4g。则该反应的化学方程式为_______。
义务教育和普通高中教育之间有着紧密的衔接关系,同一门课程义务教育和普通高中教育的发展目标之间具有一致性和发展性。义务教育和普通高中教育教学的衔接既包括知识的衔接,又包括化学观念与思维方式的衔接。
乙醇完全燃烧时,产物是二氧化碳和水。但是,实际生产生活中,乙醇燃烧并不完全,除了有二氧化碳和水之外,还有一氧化碳、炭黑等。不论何种情况,化学反应都必须遵循质量守恒定律。本题提供了一种陌生的真实情境,考查学生对质量守恒定律、元素守恒观的认识。意在引导教学摒弃死记硬背,应帮助学生建构化学观念,关注事物的本质。
本题难度系数为0.006。试题综合性较强,包括化合物中某种元素的质量计算,依据题中描述的客观事实正确书写反应物、生成物(尊重客观事实),获取信息进行加工利用的能力,对质量守恒定律的深刻理解,并应用于解决实际问题的能力。基础一般的考生,无法解答此题。基础较好的考生,能否正确解答,除了诸多因素外,能运用化学观念(化学变化过程中元素守恒)解决问题的能力是关键。
案例4
16.(2017 中考)(3)查阅资料得知,周期表中同一纵行的元素性质相似。由此推测SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为_____________________。
元素周期表中同一纵行的元素性质相似。即硅元素的性质与碳元素的性质相似,二氧化硅也能与氢氧化钠溶液反应,且产物的类型相似。本题考查考生获取题给信息,运用分类观解决陌生问题的能力。
解决本题的基础是,对二氧化碳、氢氧化钠的重要性质掌握牢固,知道它们之间能发生反应,能正确书写相关化学方程式,这是课程标准要求的内容,也是这两种物质的重要性质。相信单独考查二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应,许多学生能够解答。试题的难度在于,考生要能读懂题干所提供的信息,元素周期表中同一纵行的元素性质相似。即硅元素的性质与碳元素的性质相似,并对二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的知识迁移应用。
本题难度系数为0.059。考试结果表明,考生运用新信息、运用化学观念解决陌生问题的能力有待提升。
案例5
18.(2017 中考)(4)19 世纪初,铝的发现得益于电解技术的应用。下图为用铝土矿炼制铝的生产流程。
现有含Al2O351%的铝土矿200t,经上述反应后可制得铝 t(假设上述各步反应中,铝元素一共损失10%。计算结果精确到小数点后一位)。
本题以铝土矿炼制铝的生产流程为素材,体现了化学对人类社会的进步与发展的积极作用。试题情境陌生真实,有利于实现考试的公平性,避免通过“刷题”取得高分,有利于引导广大教师在教学中关注化学与社会的密切联系,考查学生对质量守恒定律的理解,对化学学科中转化观、守恒观的认识。有利于引导教师重视化学学科思想、化学思维、化学观念的渗透。
本题难度系数为0.078。可见,大多数考生运用化学观念(元素观、守恒观)解决实际问题的能力欠缺。
3.利用化学基本观念认识化学变化的本质能力薄弱。
案例6
试题20.(2017中考)某实验小组做中和反应的实验,向盛有氢氧化钠溶液(滴有酚酞试液)的烧杯中逐滴加入稀盐酸,并不断搅拌。左图为依据实验数据绘制的V(盐酸)-pH图。
滴加盐酸的体积为V2时,溶液中除了水分子外,主要的微粒有哪些?
本题以酸和碱中和反应为素材,提供反应过程中相关数据与图表,考查考生用微粒观分析中和反应本质的能力。
抽样1000份试卷,78人答对,正确率7.8%。难度系数为0.078,除去7.8%答对的考生,其余92.2%的考生是怎样答题的呢?其中有174人答“氯化钠或NaCl、NaCl分子”。由此可见,相当多的考生知道氢氧化钠与盐酸的中和反应,也能正确写出相关的反应的化学方程式,可是,不能从微观的角度认识酸碱中和的实质,不能理解钠离子与氯离子实际上并没有参与反应,一直以离子的形式存在于反应混合物中。
综上所述,涉及化学基本观念的考查整体得分不高,尤其是需要运用元素观、守恒观、微粒观等化学观念解释现象或解决实际问题的能力薄弱。
三、教学对策
1.基于化学基本观念开展教学。《初中生化学观念建构的策略研究》课题组经过近三年的研究与实践,形成了基于化学基本观念的教学模式。
第一步、寻找载体。学习课程标准,深入研究教材,挖掘教学内容所蕴含的教育价值,包括建构化学观念。
第二步、明确目标。化学观念的形成具有阶段性、层次性和渐进性的特点。确定各单元建构化学观念的目标。
第三步、任务驱动。依据教学目标,创设问题情境引发思考,检测学生已有的基础,或者在完成任务中发展学生的化学观念。
第四步、充分交流。展示交流,引发思维碰撞。调动学生思维的积极性,使学生在积极主动的探究活动中,获得化学知识,建构化学观念。
第五步、引导内化。注重认识思路的结构化和显性化,适度引导帮助学生迁移内化。
第六步、评价检测。设置具体问题或教学活动,让学生的思维外显,检测学生化学观念建构的情况。
2.未来的命题方向与教学建议。《普通高中化学课程标准(2017年版)》提出化学课程“以发展化学学科核心素养为主旨,重视开展素养为本的教学,倡导基于化学学科核心素养的评价”。义务教育化学课程也应以学生学科核心素养发展为基本目标,只是更强调启蒙性和基础性。基于此,海南省中考化学学科试题将更加重视化学思维、学科思想的考查,有效地引领教学的方向。建议广大教师切实夯实本体知识,更新教育理念,坚决摒弃唯知识、唯分数的教学追求,重视三维目标的融合,密切化学与STSE的联系,渗透化学学习的意义,帮助学生建立和发展科学观念。如变化观与守恒观,物质的多样性是由变化实现的,化学变化的发生是有条件的,化学变化遵循质量守恒定律。元素观与微粒观,利用模型与化学用语的教学,帮助学生建立微粒观。将观念的培养贯穿于化学学习的始终,从而实现更高层次的学习。