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充分运用网络阅卷信息提升化学教学的针对性

2021-12-19郑志壮

中学教学参考·理科版 2021年12期
关键词:精准教学

[摘 要]网络阅卷平台已在教学中普遍应用,面对网络阅卷平台提供的纷繁信息,教师应在全面解读阅卷信息的基础上,挖掘学生解题必备知识和关键能力的缺失,提出“构建知识体系”“提升学生信息阅读、获取、加工和应用的能力”“强化解题模式训练”等针对性措施,以达到精准教学的目的。

[关键词]网络阅卷;阅卷信息;精准教学

[中图分类号]    G633.8        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058(2021)35-0063-03

目前,网络阅卷平台已在教学中普遍应用,大多数网络阅卷平台在阅卷结束后第一时间会对试卷、班级、教师、学生进行各种分析,细致到每一个班级、每一个学生、每一小空的得分情况,提供平均分、得分率、难度值、标准差、区分度、及格率、优秀率、最低分、最高分等数据,还会给出常见的答题错误。这些阅卷信息使“经验式”的教学变为“基于数据”的精准教学,有利于转变学生的学习方式和促进教师因材施教,有利于减少教学中不必要的机械重复训练,减轻学生的学业负担,提高学生学习的质量和效率。下面,笔者以2020年福建省高三质检理科综合试卷化工流程题为例,谈谈阅卷信息在化学教学中的合理应用。

一、试题示例

[2020年福建省高三质检理科综合试卷第26题(14分)]实验室里,从废旧钴酸锂离子电池的正极材料(在铝箔上涂覆活性物质LiCoO2)中回收钴、锂的操作流程如下图所示:

回答下列问题。

(1)拆解废旧电池获取正极材料前,先将其浸入NaCl溶液中,使电池短路而放电,此时溶液温度升高,该过程中能量的主要转化方式为                        。

(2)“碱浸”过程中产生的气体是                        ;“过滤”所得滤液用盐酸处理可得到氢氧化铝,反应的化学方程式为                        。

(3)“酸浸”时主要反应的离子方程式为              ;若硫酸、Na2S2O3溶液用一定浓度的盐酸替代,也可以达到“酸浸”的目的,但会产生                                  (填化学式)污染环境。

(4)“沉钴”时,调pH所用的试剂是                     ;“沉钴”后溶液中c(Co2+)=                      。

(已知:Ksp[Co(OH)2]=1.09 × 10-15)

(5)在空气中加热Co(OH)2,使其转化为钴的氧化物。加热过程中,固体质量与温度的关系如图甲所示。290~500 ℃,发生反应的化学方程式为                                      。

(6)根据图乙判断,“沉锂”中获得Li2CO3固体的操作主要包括            、            、洗涤、干燥等步骤。

【参考答案】

(1)化学能→电能→热能(或化学能→热能)

(2)H2(或氢气);Na[Al(OH)4] + HCl=NaCl + Al(OH)3↓+ H2O(或NaAlO2 + HCl + H2O=NaCl + Al(OH)3↓)

(3)8LiCoO2+S2O[2-3]+22H+=8Li++8Co2++2SO[2-4]+ 11H2O;Cl2

(4)NaOH(氫氧化钠)溶液(或固体);1.09 × 10-6 mol·L-1

(5)6Co2O3[ 290~500 ℃ ]4Co3O4+O2↑(或6Co2O3[ △ ] 4Co3O4 + O2↑)

(6)蒸发浓缩(蒸发结晶);趁热过滤

二、全面解读阅卷信息

面对网络阅卷平台提供的纷繁的阅卷信息,教师应该从试题整体评价和学生典型错误的角度全面解读阅卷信息。

1.全面了解试题的评价数据

针对上述试题,网络阅卷平台提供笔者所在学校学生得分情况的统计数据如表1所示。

本题总分为14分,平均分5.0,难度0.36,9个得分点中只有2个得分点满分占比达60%以上,2个得分点零分占比在30%以下,特别是小题(3)-1、(5),它们的满分占比仅为4.20%和2.51%,由此可以看出,陌生环境下化学方程式的书写仍然是学生的薄弱环节,学生接受、吸收、整合和处理化学信息的能力,综合运用已学知识与技能分析、解决实际问题的能力还有待提高。

2.归纳学生答题的典型错误

在网络阅卷平台阅卷结束后,教师应当及时调阅学生的答题卷,及时归纳学生答题的典型错误,分析产生错误的原因。上述试题各小题答题的典型错误如下。

第(2)小题:第1空得分率较高,少数学生回答“O2”。第2空丢分明显,具体错误主要有:[Al(OH)4]−+ H+=Al(OH)3↓+ H2O;Na[Al(OH)4] + HCl=NaCl + Al(OH)3↓;NaAlO2 + HCl=NaCl + Al(OH)3。

错误原因主要有3类:① 审题不清,将化学方程式误写成离子方程式;②守恒观念缺失,配平时忽略水的生成(或参与),元素不守恒;③细节不完整,漏写沉淀符号“↓”。

第(3)小题:第1空得分率很低,空白率高。常见错误主要有:8CoO[-2]+ S2O[2-3]+ 22H+=8Co2+ + 2SO[2-4]+ 11H2O;8Co3++ S2O[2-3]+ 5H2O=8Co2++2SO[2-4]+10H+;4Co3++ S2O[2-3] + H2O=4Co2+ + 2SO2↑+ 2H+;S2O[2-3]+ 3H2O + 4Co3+=4Co2+ + 2SO[2-3]+6H+;2H++ S2O[2-3]=H2O+ SO2↑+S↓。

错误原因主要有2类:①学科核心观念和关键能力缺失,如提炼、整合信息的能力,分析、解决问题的能力,此外“元素观”“氧化还原观”引领分析流程的理念不足,导致大批学生对反应物与生成物的分析、推断出错;②必备知识掌握不扎实,如不能从“过滤”操作中提炼出“滤渣”进入“酸浸”这一信息,从而误将“LiCoO2”进行拆分。

第2空,错写为“SO2”的较多。错误原因是不能从氧化还原视角判断Na2S2O3的作用,凭感觉乱答。

第(4)小题:第1空,常见的错误为“氨水”或“Na2CO3”。答错的原因是没有通读流程。“沉钴”时,将溶液的pH调至9.5的目的是,将Co2+转化为Co(OH)2沉淀,结合“沉锂”后母液中能获得Na2SO4·10H2O,可推知所用的试剂为NaOH溶液或固体。选择“氨水”,则后续流程“沉锂”的母液回收Na2SO4·10H2O时易混入杂质。选择“Na2CO3”,则“沉钴”中易出现CoCO3沉淀,与流程得“Co(OH)2”不符。第2空,常见的错误为“1.09 × 10−10.5  mol·L−1 ”“1.09 × 10−6”。答错的原因主要是学生没能严格按照[Ksp]的表达式列式计算,故而错答“1.09×10−10.5  mol·L-1 ”;其次是不注意细节,漏写单位。

第(5)小题:本题答错率和空白率皆比较高。常见的错误主要有:6Co(OH)2+ O2[290~500 ℃]2Co3O4 + 6H2O;Co(OH)2[290~500 ℃]Co2O3+H2O;Co2O3[290~500 ℃]4CoO+O2↑。

上述错误反映出学生乱猜测现象严重。学生找不到解题思路的主要原因有2类:①缺乏关键元素质量不变这一元素守恒理念的指导;②对“加热后固体转化为钴的氧化物”这一信息提炼不足,无法熟练应用元素的物质的量之比等于微粒个数比的计算技巧。

第(6)小题:第1空答“蒸发浓缩”或“蒸发结晶”或“加热浓缩”的较多;第2空答“过滤”的也较多,但能答出“趁热过滤”的并不多。常见的错误为“蒸发浓缩,冷却结晶”或“蒸发浓缩冷却结晶,过滤”。

造成上述错误的主要原因是:学生不能主动提炼图中信息,对“溶解度随温度升高而降低”的结晶方法掌握不扎实,同时思维固化现象也较为严重。

三、深度挖掘阅卷信息精准施教

从上述试题的阅卷信息分析来看,学生在解题时表现出的化学学科思维缺失,关键知识体系不完整,必备的信息阅读、提取、整合和应用能力不足是最大的问题。从教的角度来分析,这与部分教师在高考复习中不注重对学生化学思维和化学实践能力的培养,更多的只是要求学生针对高考的考点进行记忆、背诵有关,导致学生不能形成高中化学知识与思维体系,解决化学问题的知识迁移能力和对难度题型的深度分析能力不足;从学的角度来分析,学生只重视知识的识记,未能建构自身的知识体系,在解题上只重视每个问题的解答,未能形成同类题型的解题模型。针对这些问题,教师在教学中应采取以下针对性措施来指导学生复习和解题。

1.强化知识体系建构,夯实解题基础

高考工艺流程题的流程多来自工业生产实际,情境真实,目的是让学生理论联系实际,用所学知识解决实际问题。具体考查的考点主要有质量守恒定律、物质组成定律、化学平衡原理、氧化还原原理、混合物的分离(提纯)、绿色化学思想、安全生產思想以及原子经济视角分析、评价实际生产过程等。

上述试题以“从废旧钴酸锂离子电池的正极材料中回收钴、锂的操作流程”为载体,创设真实有意义的问题情境,考查元素及其化合物的转化规律、化学反应原理、氧化还原反应、离子反应、能量转化、溶度积、物质的分离提纯、绿色化学等知识。学生的学科知识体系的缺失引发了许多不必要的错误,如第(2)小题的第1空考查的是活泼金属铝与碱溶液反应的产物,第2空考查的是四羟基合铝酸钠(偏铝酸钠)溶液与盐酸反应生成氢氧化铝的化学方程式,本是送分题,但从统计数据来看难度值为0.62和0.48,区分度分别达到0.39和0.50,即有近一半的考生出现失误;又如第(1)(3)小题分别考查电化学理论和氧化还原反应原理在具体化学工艺流程中的应用,其中第(3)小题第1空要求书写陌生环境下的氧化还原离子方程式,难度值达0.06,零分占比为91.19%,第2空考查应用化合价升降原理判断LiCoO2在酸性条件下与Cl-反应的生成物,零分占比为40.37%。

2.强化学生信息阅读、获取、加工和应用的能力,掌握解题的关键

工艺流程题通常由几百个文字、一个简化的化学工艺流程,外加几幅图表组成,如上述试题共有三百多个文字、一个工业流程图和两幅曲线变化图,阅读量大,信息丰富。解题时一般要先通读一遍题目,要读文字、读流程、读图像、读设问,边读边收集解题信息。有很多题目答题所需的信息不一定在题干中,有的在流程中,有的在图像中,还有的可能隐藏在设问中。如从上述试题的题干、流程图和图像中可以读出以下信息:正极材料为Al和LiCoO2;回收的钴、锂以Co(OH)2和Li2CO3呈现;整个流程中添加的是钠的化合物,而调pH=9.5以及pH>12,“沉鈷”试剂显然是NaOH溶液(或固体);两个图像提供了三个信息,一是钴的性质与铁的性质相似,Co(OH)2加热失重物质变化与Fe(OH)2相似,二是Co(OH)2加热失重的过程中Co元素质量守恒,三是Na2CO3、Na2SO4的溶解度随温度的上升而增大,Li2CO3的溶解度随温度的上升而减少。

在整体阅读的基础上,解题的关键是如何将获取的信息进行加工整合、迁移应用。整合与应用可分为浅显和隐含两个层次,浅显层次指的是可以通过题给信息直接应用,如上述试题的(1)(2)两小题就是利用题给正极材料为Al和LiCoO2,运用电化学原理和铝及其化合物的性质即可回答;隐含层次指的是需要将题给信息和已学知识整合后应用,如上述试题的第(5)小题,图像中给出Co(OH)2的失重曲线,图像中隐藏着两个很重要的信息,一是钴的性质与铁的性质相似,Co(OH)2加热失重的物质变化与Fe(OH)2相似;二是Co(OH)2加热失重过程中Co元素质量守恒。可见,能快速解读出这些隐含的信息是破解问题的关键。

3.强化解题模式训练,形成规范的答题习惯

工艺流程题的难点在于掌握其解题方法和解题技巧。用化学观念引领流程专题的复习,高位解读流程,有利于学生领悟分析流程的一般思路,触类旁通,形成能力。例如,通过建模法分析流程的常见模型,掌握分析流程的一般思路,体会元素守恒思想对流程的引领分析作用,体会氧化还原反应观对新情境下的信息型方程式的书写的引领等。通过归纳整理工艺流程题的常见考点及其呈现形式,帮助学生克服做流程题的畏惧心理。同时,还可设置变式练习、微专题、对点训练等,加强学生提炼整合信息这一关键能力的培养。

由于工艺流程题涉及诸多基础知识,考点丰富,训练时可采用“小专题+强化练习”的形式对常见考点进行复习,同时进行分项训练并归类整理。例如,针对常考的实验操作:原料的预处理、反应条件的控制、产品的处理、分离提纯等,可通过建立答题模板提高答题的正确率和完整率。

综上,网络阅卷平台的最大特点便是可以提供数据分析,帮助教师掌握动态信息,从而更为精准地实施教学。同时,教师也可以通过这些数据,反思自己的教学行为,从而完善自身的教学,提升自身的职业素养。

[   参   考   文   献   ]

[1]  郑志壮.化学高考高效复习的选题、评题、审题与答题策略[J].中学教学参考,2014(11):78-80.

[2]  王笃年,金红.高考化学工艺流程题解答技巧[J].高中数理化,2019(Z1):62-63.

[3]  袁彬.高考化学工艺流程题的解题方法[J].学子(理论版),2015(22):75-76.

(责任编辑 罗 艳)

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