“同题异构”： 命题与教学的深度融合

韦新平

摘要： “同题异构”即基于相同试题素材，构思并设计出不同问题情境与考查角度的试题。整合一氯化硫相关资料信息，从物质制备、含量测定、性质探究三个角度原创三道无机综合实验题。一题多变，丰富多样的试题呈现形式能创造多方位的考查视角，促进学生知识、能力、素养的整体建构。作为教研的新形式，“同题异构”也能促进教师深入研究高考，将命题与教学深度融合，提升学科专业水平。

关键词： 同题异构; 一氯化硫; 化学命题; 复习教学

文章编号： 10056629（2022）02008305

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

基础性、综合性、应用性、创新性是《中国高考评价体系》对素质教育培养目标提出的“四翼”考查要求，强调基础扎实、融会贯通、学以致用、创新意识与创新思维[1]。这既是对高考命题的要求，也是给复习教学的导向。而无论是承载考查内容还是落实考查要求，都需要借助情境这一载体，设置多样化的试题内容呈现方式与考点设问方式，促进学生夯实基础、活学活用、举一反三、触类旁通，建立知识、能力与素养的整体网络。由此可知，问题情境创设与单元整体设计应当成为复习教学努力的方向，“同题异构”则为此提供了一个很好的途径。

1 对“同题异构”内涵的再认识

不同于已有研究中出现的“同课异构”或“同题异构课”，即按照同一教学课题实施不同教学设计[2]。本文“同题异构”中的“题”侧重于命题，即用相同的试题素材，构思并创设出不同问题情境与考查角度的试题。教学始于问题，命题与解题是达成教学目标的另一种途径，教学与命题可以是“同题异构”的两种表现形式，共同构成对“同题异构”完整的认识。有别于狭义上的改编原题，“同题异构”更注重试题从题干到设问整体上的原创、再造。挖掘和提炼素材，从目标考查、情境创设、信息呈现、仪器组合、方案设计、考点设问等角度构思出不一样的试题形态。一方面，在高三复习阶段，丰富试题的呈现方式能从不同侧面突显对复合能力的要求，更有利于调动学生不同模块的知识储备，培养思维的发散性与整体性，完善学科知识结构，提升问题解决能力，发展学科核心素养。另一方面，“同题异构”能更好地服务于教学，有助于主题式与情境化教学的开展，把不同的问题类型归拢到同一个主题单元，实现同一专题内容的整合与不同模块知识的融合。

“同题异构”的基本思路与过程应包括： 明确试题类型，确立考查目标，筛选素材，整合信息，创设情境，设置问题，拟定答案等。对此，笔者选取高考化学热点题型非选择题无机综合实验，以一氯化硫的制备、测定与探究三类试题命制为例，阐述“同题异构”的具体实施过程。

2 试题素材整合

素材是命题的来源和依据，好的试题素材历经打磨往往能够产出优质的试题。“同题异構”所需的素材可以来源于化学书籍、科技期刊、相关网站，也可以从已有试题中提取。关注科学研究或生产生活实际中的新物质、新反应、新理论或新方法的发明发现，并以此为基础，从点到线，检索文献，挖掘素材，整合信息，提炼考点，并不断扩充与延伸。本文选取重要化工原料一氯化硫，整合部分资料信息如下（见表1）。

3 试题分类设计

结合对近年来全国卷及各省市高考化学卷中无机综合实验题的分析，梳理出物质制备、定量测定和性质探究三种常见试题类型。三类试题命制思路各有特点，体现出不同的考查目标。以一氯化硫为核心物质，结合考查目标及中学教学实际，筛选上述资料中的部分信息，分别命制并阐释三道实验题如下。

3.1 侧重考查实验操作的制备型实验

试题通常以物质制备的基本过程为主线创设问题情境，把考点的设问渗透在气体制备、分离提纯、条件控制、产物分析等操作过程中，从试剂、反应、仪器、操作等层面考查学生的化学实验基础知识，以及获取信息、应用信息，分析问题与解决问题的能力。

[试题情境1]一氯化硫（S2Cl2）是一种金黄色液体（沸点138℃），是重要的有机化工原料，用于合成植物生长激素、除草剂、橡胶硫化剂等。已知S2Cl2能被Cl2氧化为SCl2（沸点59℃），遇水分解生成S、 SO2和HCl，热稳定性较差。实验室采用下述装置模拟工业生产，把氯气通入熔融硫黄制备S2Cl2（夹持、加热仪器略）。请回答下列问题：

（1） 组装仪器，    （填操作名称），加入药品。装置接口从左到右顺序为： a    （填小写字母）;

（2） 仪器m的名称是    ，所装碱石灰的作用有 。

（3） 打开K1，通一段时间N2。控制温度110～115℃之间，可用    （填加热方式）给装置B加热使硫黄熔融。随后点燃A处酒精灯将产生的Cl2通入装置B中。一段时间后监测到装置B温度升高，原因可能是          。

（4） 观察到B或F中有    现象可证明有S2Cl2生成。实验中并未观察到该现象，经检测产物中混有较多SCl2，下列措施能提高产品纯度及产率的有    （填字母编号）。

a. 调节A中分液漏斗旋塞，控制液体滴加速率

b. 不时打开K1通入适量N2

c. 升高装置B的加热温度

（5） 若拆除装置D，对产物造成的影响是        （填化学方程式）。最终所得粗产品还需经过    （填操作名称）进一步提纯。

（6） 某同学查阅资料发现： 采用Cl2与CS2于95～100℃之间反应，也能制得S2Cl2，同时获得一种常作有机溶剂的副产物，写出相应的化学方程式           。

[参考答案]

（1） 检查气密性;hifgbcjkde

（2） （球形）干燥管;吸收氯气、防止水蒸气进入装置导致产品分解

（3） 油浴加热;硫黄与氯气反应放热

（4） 装置中有金黄色液体生成;ab

（5） 2S2Cl2+2H2O3S↓+SO2↑+4HCl;蒸馏

（6） 3Cl2+CS2△CCl4+S2Cl2

[命题思路拓展]围绕物质及其制备过程，还可以补充以下问题进行多角度的考查： S2Cl2的分子结构与H2O2相似，写出S2Cl2的电子式。工业制取S2Cl2所用Cl2来自于氯碱工业，写出相关反应的化学方程式。为什么实验所用硫黄粒度不宜过大？为何在反应之前要先将硫黄熔融？原料Cl2和S最佳投料比（质量比）是多少？实验前通入N2的目的是什么，缺少该操作会带来什么影响？采用油浴加热装置B的优势有哪些？装置B加热温度过高或过低带来的影响分别是什么？装置F中冰盐水的作用是什么？采用减压蒸馏提纯粗产品的目的是什么？工业生产要求管路减少使用橡胶管的原因是什么？

3.2 侧重实验方法发散的定量型实验

该类试题常以滴定法、沉淀法、热重分析法等实验方法测定物质组成或纯度为载体，以具体操作步骤为思路呈现问题情境，考查化学实验基础知识以及定量计算、数据处理、变量控制、误差分析等思维能力。

[试题情境2]一氯化硫又称二氯化二硫（S2Cl2），广泛用于冶金、石油、橡胶、生物化学和化工领域。已知2S2Cl2+2H2O3S↓+SO2↑+4HCl。某小组同学为测定某市售S2Cl2样品纯度（杂质不影响测定），采用下列装置进行实验（夹持、加热仪器略）。

第一步： 组装仪器，检查气密性，称取m g样品于三颈烧瓶。

第二步： 关闭K1，打开K2，通过分液漏斗向烧瓶B中加入足量蒸馏水，充分反应。

第三步： 打开K1，加热烧瓶A，向B中持续通入水蒸气，将样品水解生成的SO2和HCl全部蒸出，用足量的NaOH溶液充分吸收。

第四步： 实验结束后，取下锥形瓶，以    （填试剂名称）为指示剂，用cmol·L-1的盐酸标准溶液滴定剩余的NaOH，至终点时消耗盐酸V1mL。

第五步： 不加样品，其余操作保持不变，重复上述实验。则滴定NaOH溶液至终点时消耗的盐酸为V0mL。

回答下列问题：

（1） 制备S2Cl2需要用到Cl2，实验室利用MnO2和浓盐酸制备Cl2的离子方程式是 __________ 。

（2） 第三步操作时若未打开K1便开始加热，可能觀察到的现象是__________  。

（3） 第四步所用试剂是__________，滴定终点的现象是  __________   。

（4） 设计第五步操作的目的是  __________ ;样品中S2Cl2（M=135）纯度的表达式为   __________  。

（5） 下列操作可能会导致测定结果偏高的是  __________  （填标号）。

a. 水蒸气的通入时间较短

b. 第四步操作时，滴定后仰视滴定管读数

c. 第五步操作时，滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后无气泡

d. 蒸馏水中溶有较多CO2

（6） 某同学提出用沉淀法也能测定样品纯度： 只需将C中NaOH溶液替换为试剂W，充分吸收后，向锥形瓶加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称重，得到n g固体。则最终得到的固体是    （填化学式）;试剂W可以为    （填标号）。

a. 硫酸酸化的KMnO4溶液  b. H2O2溶液

c. AgNO3溶液d. 氯水

[参考答案]

（1） MnO2+4H++2Cl-△Mn2++Cl2↑+2H2O

（2） A中导管n液面上升

（3） 酚酞;滴入最后一滴盐酸标准溶液时，溶液红色褪去且半分钟内不变色

（4） 作空白试验，消除系统误差;

135c·（V0-V1）3000m×100%

（5） cd

（6） BaSO4; bd

[命题思路拓展]还可以采用沉淀滴定的方法测定样品中氯含量，设计如下问题情境：

① 称取m克样品于蒸馏水中完全分解（忽略HCl的挥发）;

② 待反应液冷却后，在容量瓶中配成100mL溶液，再转移至锥形瓶;

③ 加入V1mL c1mol·L-1的AgNO3溶液使Cl-完全沉淀，加入少量硝基苯，用力摇动;

④ 以硝酸铁为指示剂，用c2mol·L-1的KSCN溶液滴定剩余的AgNO3溶液，至终点时消耗V2mL。[已知： Ksp（AgCl）>Ksp（AgSCN）]

围绕试剂作用、操作目的、现象描述、含量计算、误差分析等角度设问即可。

3.3 侧重考查创新能力的探究型实验

以科学探究的基本过程： 提出问题→猜想假设→设计实验→收集证据→形成结论→交流讨论作为试题命制思路，在半开放性的实验探究方案中，考查学生联系元素化合物的性质，发现问题、探索规律、证据推理、科学论证与创新能力。

[试题情境3]某小组同学在实验室模拟工业制备一氯化硫（S2Cl2），将氯气通入熔融的硫黄中反应。实验结束后并未观察到装置B中出现金黄色液体，而是得到了不明深色液体。欲探究其原因，确定未知液体组成，该组同学设计方案如下，实验装置与相关信息如下图、表所示：

物质色态熔点/℃沸点/℃其他性质

S2Cl2金黄色液体-122138遇水分解生成S、 SO2和HCl; 100℃以上部分分解成硫和氯;能被Cl2氧化为SCl2

SCl2暗红色液体-7659受热易分解，蒸馏时需加少量稳定剂

S淡黄色固体113445易溶于S2Cl2

（1） 提出假设：

原理解释（用化学方程式表示）

假设一S2Cl2部分氧化，生成少量SCl2溶于S2Cl2S2Cl2+Cl22SCl2

假设二S2Cl2部分水解，生成少量S溶于S2Cl2①

假设三②     形成的深色混合液

（2） 设计实验，验证假设：

操作现象结论

探究Ⅰ组装蒸馏仪器，取适量样品于①    （填仪器名称），加入少量稳定剂，加热，收集59℃馏分观察到②    S2Cl2部分氧化，液体中混有SCl2

探究Ⅱ1. 取少量装置D中的溶液于试管，加入足量稀盐酸，振荡③

2. 向上述溶液中加入足量④    （填化学式）溶液，振荡试管内出现少量白色沉淀D溶液中检测到

⑤    （填离子符号）

（3） 形成结论： 假设    （填“一”“二”或“三”）成立。

（4） 交流讨论：

① 对于探究Ⅱ，同学A也采用蒸馏法： 将温度升高到138℃以上，待SCl2和S2Cl2全部蒸出后，观察烧瓶内有淡黄色固体剩余，即判断S2Cl2部分水解。你认为是否合理，原因是            。

② 同學B查阅资料发现，不断搅拌混合物，能同时减少两种杂质含量，提高S2Cl2产品纯度，请用化学方程式解释其原因            。

[参考答案]

（1） ① 2S2Cl2+2H2O3S↓+SO2↑+4HCl

② S2Cl2既发生氧化也发生水解，或答S、 SCl2同时溶于S2Cl2

（2） ① 蒸馏烧瓶;

② 锥形瓶内收集到暗红色液体;

③ 溶液上方出现黄绿色气体;

④ BaCl2;

⑤ SO2-4

（3） 三

（4） ① 不合理，部分S2Cl2可能受热分解产生S;

② SCl2+SS2Cl2

[命题思路拓展]也可以S2Cl2与NaOH的反应： S2Cl2+6NaOHNa2SO3+Na2S+2NaCl+3H2O为题材创设相关问题情境，探究其反应产物，考查学生的科学探究与创新能力。

4 研究思考

4.1 “同题异构”，知识、能力和素养的整体建构

“同题异构”实现了在同一主题下，让学生熟悉不同类型的试题，领略素材不同的呈现方式，见识不同角度的设问方式，从而灵活调取不同模块的知识储备，探索多样化的解题思路及思维方法。例如，在物质制备实验当中，通过对装置连接顺序的考查，帮助学生建立“气体发生→除杂→干燥→物质制备→产物收集→尾气吸收”仪器连接认知模型。在定量测定实验当中，通过设计对照实验，培养学生排除干扰、控制变量的科学方法。在书写陌生方程式和利用关系式计算纯度过程中，渗透“证据推理”和“元素守恒”思想的建构。在探究实验当中，引导学生掌握“发现问题→提出猜想→设计实验→收集证据→形成结论”等科学探究步骤。采用“操作现象结论”表格式的实验记录方式，引导学生理论联系实际，将实验现象与反应原理相结合，发展“宏观辨识与微观探析”素养，提升多重表征的思维能力。这些原本分散在多个专题中的能力目标，完全可以通过“同题异构”实现主题式与情境化的整合，在具体问题解决过程中帮助学生实现学科知识、思维能力与核心素养的整体建构。

值得一提的是，高考化学实验题具有较强的综合性，往往会涉及以上多个类型，即“物质制备+定量测定”或“物质制备+性质探究”等。教师在命题与教学过程中，可以结合复习的阶段性和学生的差异性，灵活整合不同类型的试题，组合设问的方式，调节试题的难度，从而增强命题与教学的实效性。

4.2 “同题异构”，命题与教学更深度的融合

“同题异构”应成为区域教研活动的新形式与新常态，为教师的学科专业发展注入新的活力。具体而言，可以创造性地采用命题比赛或同题教研的方式促进教师更深入地研究命题与教学。首先，基于“同题异构”的命题比赛，不仅方便人才选拔，更有利于引导教师研究高考，熟悉各类型试题的基本架构和命题规律，探索创新性的内容组织与设问方式，挖掘试题背后的学科素养价值，也能够帮助教师更好地把握教学的重、难点，找到学生思维能力的增长点。然而，命题比赛本身有较强的预设性，比赛时间与试题素材也存在局限性，并不能保证参赛者有高质量试题的产出，因为命题本身是一个反复研讨与打磨的过程。对此，“同题教研”则为试题研究开辟了一条新的途径。“同题教研”即同类型、同主题试题的教学价值研究，以一道典型例题为出发点，组织教师探讨： 如何完善试题的考查角度？可以补充哪些信息，增设哪些问题？归纳收集与之相似的同类型试题，同中求异，异中求同，梳理出各类试题从内容呈现到考点设问的基本规律。也可以筛选试题情境中有价值的素材或研究对象，检索相关文献，补充资料信息，围绕素材进行二次开发。“同题异构”也可以尝试同题材下化学实验、工艺流程、反应原理等不同题型的异构，把知识转化为问题，将问题串联成情境，拓展、衍生出类似“一氯化硫的制备、测定与探究”的主题系列，从而帮助教师在课堂教学中应用实施，真正实现用命题促进教学，以及命题与教学的深度融合。

参考文献：

[1]教育部考试中心编写. 中国高考评价体系说明[M]. 北京： 人民教育出版社， 2019.

[2]江正玲. 化学“同课异构”析“异”“同”[J]. 化学教学， 2009， （11）： 30～33.