廣東高考理綜化學(xué)計(jì)算的命題取向及教學(xué)策略

夏時(shí)君+周小凡+黃文軍

摘要：以化學(xué)計(jì)算考查為研究對(duì)象，將近5年廣東高考理綜化學(xué)試題為素材，從考核要求、考查點(diǎn)面、運(yùn)算難度、考查形式和考查角度5個(gè)維度分析計(jì)算試題的命題特點(diǎn)及取向，并提出化學(xué)計(jì)算問題突破的3個(gè)教學(xué)策略和關(guān)注點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)計(jì)算；命題取向；教學(xué)策略

文章編號(hào)：1005–6629（2015）7–0071–05 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

近年高考化學(xué)考試有一個(gè)最明顯的變化：化學(xué)計(jì)算不再是一個(gè)獨(dú)立的核心版塊，它被“化學(xué)科學(xué)特點(diǎn)和化學(xué)研究基本方法”所替代。這種調(diào)整與變化是否反映高考要弱化化學(xué)計(jì)算？淡化化學(xué)計(jì)算的核心地位和能力要求？本文以近5年廣東高考理綜Ⅱ卷化學(xué)計(jì)算試題為研究素材，探究計(jì)算考查的命題取向和規(guī)律，敬祈同行專家斧正。

所謂化學(xué)計(jì)算是指以化學(xué)知識(shí)與原理為核心和基礎(chǔ)，蘊(yùn)含著一定的數(shù)量關(guān)系，需要運(yùn)用數(shù)學(xué)運(yùn)算手段解決的化學(xué)問題?；瘜W(xué)計(jì)算的學(xué)科本質(zhì)是對(duì)化學(xué)問題的數(shù)學(xué)處理過程，即對(duì)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律的量化過程[1]。從內(nèi)容范圍上看，主要涵蓋物質(zhì)組成、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)、探究過程；從表征形式上看，包括符號(hào)、文字、圖式、表格、流程和模型等形式；從能力考核上看，它是認(rèn)識(shí)物質(zhì)及解決化學(xué)問題的重要能力構(gòu)成，是能力考核的重要維度[2]。本文從考核要求、考查點(diǎn)面、運(yùn)算難度、考查形式和考查角度等維度著眼，探究化學(xué)計(jì)算的命制特點(diǎn)和取向。

1 化學(xué)計(jì)算高考試題的命題特點(diǎn)和取向分析

1.1 考核要求由整到散，體現(xiàn)計(jì)算核心地位的全面滲透

2015年廣東理綜化學(xué)考試說明中化學(xué)計(jì)算考核內(nèi)容要求如圖1所示。對(duì)比實(shí)施3+理綜考試模式前后考試說明，有以下特點(diǎn)：（1）內(nèi)容范圍穩(wěn)中有變：延續(xù)對(duì)化學(xué)用語、物質(zhì)組成、物質(zhì)的量、基本反應(yīng)、反應(yīng)速率和化學(xué)平衡等內(nèi)容要求，同時(shí)強(qiáng)化原理性知識(shí)在化學(xué)探究和化工基礎(chǔ)中的滲透。

（2）表述形式由整到散：呈現(xiàn)形式由版塊集中表述轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⒂谄渌黝}模塊考查的零散表述。（3）能力要求層次分明：由單一高層次要求向分層個(gè)性化落實(shí)轉(zhuǎn)變[3]。

這種調(diào)整表明：計(jì)算要求已由相對(duì)封閉的內(nèi)部知識(shí)靜態(tài)建構(gòu)向相對(duì)開放的知識(shí)動(dòng)態(tài)聯(lián)系發(fā)展；從基本技能走向知識(shí)運(yùn)用的功能轉(zhuǎn)變，考核要求不是弱化基本功能，化學(xué)計(jì)算的核心地位更加鞏固，核心價(jià)值更加凸顯。這有利于學(xué)生加深對(duì)概念、原理的理解，有利于學(xué)生定量方法和量化思維的培養(yǎng)。

1.2 考查點(diǎn)面由多到少，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科觀念的逐步強(qiáng)化

近年廣東高考計(jì)算考查主要滲透于“以有機(jī)基礎(chǔ)、有機(jī)推斷和有機(jī)合成為內(nèi)容”的有機(jī)基礎(chǔ)題（30題）、“以信息加工、圖像解讀和原理運(yùn)用為重點(diǎn)”的反應(yīng)原理題（31題）、“以流程信息、物料轉(zhuǎn)化和分離提純相滲透”的工藝流程題（32題）和“以實(shí)驗(yàn)裝置、性質(zhì)探究、方案設(shè)計(jì)和定量分析為環(huán)節(jié)”的實(shí)驗(yàn)探究題（33題）等4大題型中。近年廣東高考理綜化學(xué)計(jì)算考查點(diǎn)面分析，見表1。

2010年以來，廣東高考理綜化學(xué)在科學(xué)素養(yǎng)考查背景下，計(jì)算分值保持穩(wěn)定，考查點(diǎn)面減少，主觀題計(jì)算滲透加強(qiáng)。純技巧性計(jì)算考查在近年弱化，而原理性、探究性、實(shí)踐性知識(shí)考查逐步加強(qiáng)；反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、氧化還原、滴定分析等與大學(xué)內(nèi)容有契合點(diǎn)的知識(shí)成為理綜化學(xué)高考的熱點(diǎn)，考查形式和角度不斷創(chuàng)新。

1.3 運(yùn)算難度由繁到簡(jiǎn)，體現(xiàn)化學(xué)計(jì)算功能的逐步轉(zhuǎn)變

近年廣東理綜化學(xué)計(jì)算在4大題型中考查難度降低，思維深廣度卻增加。從數(shù)據(jù)來源來看，由提供數(shù)據(jù)計(jì)算向提取數(shù)據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)化；從數(shù)據(jù)信息與問題解答關(guān)系來看，由直接匹配向間接相關(guān)轉(zhuǎn)化；從數(shù)據(jù)考查功能來看，由以技能考查為主的基本計(jì)算向運(yùn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行過程分析的能力過渡?；瘜W(xué)計(jì)算更強(qiáng)調(diào)“體會(huì)定量研究方法對(duì)研究和學(xué)習(xí)化學(xué)的重要作用”。近年廣東高考理綜化學(xué)計(jì)算考查在四大題型的功能解讀，見表2。

化學(xué)的認(rèn)識(shí)、理解、探索有定性和定量?jī)煞N途徑，化學(xué)計(jì)算從量化的角度豐富和完善了人們對(duì)化學(xué)世界的認(rèn)識(shí)體驗(yàn)，是學(xué)習(xí)自然科學(xué)的必要工具，它使化學(xué)研究更加科學(xué)和精細(xì)，從某種意義上來說，化學(xué)計(jì)算具有一定的方法論意義功能。

1.4 考查形式由定到變，體現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)追求的全面升級(jí)

考試說明強(qiáng)調(diào)對(duì)“接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力”“分析問題和解決（解答）化學(xué)問題的能力”“化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究能力”三種能力的考查。近年高考化學(xué)計(jì)算考查形式與內(nèi)容在知識(shí)與能力、過程與方法、探究與實(shí)證等方面進(jìn)行繼承與創(chuàng)新，追求考查“穩(wěn)定”與“變化”二者的平衡。下面以近年廣東反應(yīng)速率和化學(xué)平衡考查為例進(jìn)行分析說明，見表3和表4。

通過分析表3、4可以看出：（1）從考查內(nèi)容來看，出現(xiàn)題型融合?；瘜W(xué)平衡考查在反應(yīng)原理題和工藝流程題均有出現(xiàn)，這說明高頻考點(diǎn)除了會(huì)出現(xiàn)在熱點(diǎn)題型外，還會(huì)結(jié)合試題的價(jià)值取向、能力要求、素材特點(diǎn)進(jìn)行題型拓展。（2）從素材選取來看，選擇內(nèi)容不斷拓寬。如化學(xué)平衡常數(shù)考查涉及酯化反應(yīng)、一碳化學(xué)、弱電解質(zhì)、難溶物轉(zhuǎn)化等方面，在聚集狀態(tài)方面也涉及固、液、氣變化。（3）從表征形式來看，多種信息整合。包括文字信息、圖表信息、提示信息，交錯(cuò)融合，信息豐富，角度多樣。（4）從能力要求來看，追求思維深廣度考查。有信息接收、圖表分析、表征轉(zhuǎn)化，能力方向和思維層次不斷變化，體現(xiàn)能力立意追求。（5）從問題和表達(dá)來看，設(shè)計(jì)角度多樣。如化學(xué)反應(yīng)速率考查涉及因素分析、關(guān)系提煉、大小判斷、方案設(shè)計(jì)、速率計(jì)算等，涉及化學(xué)過程包括一步、兩步和三步反應(yīng)等?？梢钥闯觯河?jì)算考查形式的推陳出新反映出科學(xué)素養(yǎng)考查的方向性與和引領(lǐng)性，評(píng)價(jià)的全面性、主題化和分散性。

1.5 考查角度由窄到寬，體現(xiàn)學(xué)科價(jià)值的社會(huì)化取向

“注重理論聯(lián)系實(shí)際；注重時(shí)代性和實(shí)踐性；關(guān)注科學(xué)技術(shù)和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展”一直是化學(xué)的功能追求?！白⒅啬芰涂茖W(xué)素養(yǎng)的考查，注重考查運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決具體問題的能力；強(qiáng)調(diào)知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系”是化學(xué)考試評(píng)價(jià)的重要標(biāo)準(zhǔn)[4]。高考試題關(guān)注環(huán)境、科技、能源與材料等生活常識(shí)或社會(huì)熱點(diǎn)，以物質(zhì)或問題為中心多角度挖掘素材的功能與價(jià)值，關(guān)注學(xué)生基礎(chǔ)學(xué)力與科學(xué)素養(yǎng)考查。這要求學(xué)生學(xué)會(huì)收集定性與定量數(shù)據(jù)，提升化學(xué)計(jì)算技能以及定量探究能力，挖掘素材中所蘊(yùn)含的科學(xué)和人文價(jià)值。

2 化學(xué)計(jì)算問題突破的教學(xué)策略和關(guān)注點(diǎn)

2.1 解讀基本概念及核心思想內(nèi)涵，建構(gòu)化學(xué)計(jì)算的基本體系

大量事實(shí)證明，只有正確理解概念的外延和內(nèi)涵，把握概念間縱橫聯(lián)系，建立知識(shí)間的意義遷移，才能形成正確的解題思路和解題步驟?；瘜W(xué)計(jì)算涉及基本概念、物質(zhì)性質(zhì)和核心反應(yīng)等因素，其中基本概念和核心反應(yīng)是化學(xué)計(jì)算的直觀依據(jù)和前提基礎(chǔ)。計(jì)算時(shí)需弄清反應(yīng)的物質(zhì)與數(shù)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系、理解好比例關(guān)系、轉(zhuǎn)化過程及守恒思想。中學(xué)化學(xué)計(jì)算須重點(diǎn)關(guān)注7個(gè)概念和4類反應(yīng)：概念包括化學(xué)式、物質(zhì)的量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、pH和Ksp，涉及反應(yīng)有化學(xué)反應(yīng)、離子反應(yīng)、熱反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等。

化學(xué)計(jì)算同時(shí)也滲透和反映一定的化學(xué)思想，它是化學(xué)思想和化學(xué)觀念的具體化和操作化過程。常見化學(xué)核心思想有：元素觀、微粒觀、分類觀、轉(zhuǎn)化觀、守恒觀、能量觀、平衡觀等[5]。在核心思想、科學(xué)方法到化學(xué)計(jì)算的不斷演繹和發(fā)展中，化學(xué)計(jì)算也體現(xiàn)出多樣性、概念性、綜合性和規(guī)范性等特點(diǎn)，核心思想從宏觀上勾勒出化學(xué)計(jì)算的知識(shí)維度和基本體系。

2.2 統(tǒng)籌專項(xiàng)訓(xùn)練及主題綜合時(shí)段，進(jìn)行化學(xué)計(jì)算的目標(biāo)分解

筆者認(rèn)為，高中低年級(jí)計(jì)算進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練內(nèi)容包括：感知基本概念、理解數(shù)量關(guān)系、強(qiáng)化過程規(guī)范。專項(xiàng)學(xué)習(xí)目標(biāo)可分解為：（1）基本概念目標(biāo)：包括內(nèi)容的理解及分段提升。（2）方法學(xué)習(xí)目標(biāo)：包括方法種類及重點(diǎn)突破守恒法、關(guān)系法、比例法等核心方法。（3）思維過程目標(biāo)：關(guān)注概念表達(dá)式、思維發(fā)展過程和科學(xué)規(guī)范要求。（4）結(jié)果表達(dá)目標(biāo)：計(jì)算結(jié)果正確、有效數(shù)字精準(zhǔn)及單位運(yùn)算合理等。

高中高年級(jí)進(jìn)行主題綜合計(jì)算，其目標(biāo)可分解為目標(biāo)、情境、表征和問題四個(gè)方面：（1）計(jì)算目標(biāo)取向來看，包括知識(shí)技能、過程方法和態(tài)度情感價(jià)值觀等目標(biāo)，如反應(yīng)速率就可分進(jìn)行影響因素分析、方案設(shè)計(jì)和滴定分析。（2）計(jì)算情景設(shè)計(jì)包括研究對(duì)象、研究方向、信息選擇等方面，關(guān)注能力層次和方法運(yùn)用，如影響因素?cái)?shù)目變化、關(guān)系分析綜合、條件挖掘難易等。（3）計(jì)算表征可在文字、表格、圖像和提示等信息等多種變換。（4）計(jì)算問題也可進(jìn)行多角度變換，如平衡常數(shù)計(jì)算考查可從表達(dá)式考查、三段式過程考查和計(jì)算結(jié)果精確性考查，也可以作為信息載體進(jìn)行其他知識(shí)的考查。

2.3 加強(qiáng)宏觀類型和微觀過程研究，突破計(jì)算失分的瓶頸問題

通過筆者的調(diào)查，學(xué)生的計(jì)算認(rèn)知觀念與實(shí)際能力反差較大。究其原因，主要有以下方面：（1）認(rèn)為時(shí)間投入與試題得分常不匹配，考場(chǎng)中戰(zhàn)略性放棄較多，計(jì)算空白問題嚴(yán)重，有時(shí)間就做，沒時(shí)間就放棄。（2）計(jì)算涉及因素較多，處理信息能力欠缺。學(xué)生常見犯錯(cuò)誤類型有：“審題性錯(cuò)誤、知識(shí)性錯(cuò)誤、思維性錯(cuò)誤、心理性錯(cuò)誤、運(yùn)算性錯(cuò)誤”[6]。①審題性錯(cuò)誤表現(xiàn)為：未理解計(jì)算目標(biāo)和要求，忽略提示信息等，在信息的接受、轉(zhuǎn)化和輸出過程把握缺失、偏差甚至錯(cuò)誤；②知識(shí)性錯(cuò)誤表現(xiàn)為：基礎(chǔ)知識(shí)系統(tǒng)性差，概念原理的內(nèi)涵外延模糊等；③思維性錯(cuò)誤表現(xiàn)為：思維品質(zhì)中靈活性、變通性、批判性差，表現(xiàn)為角度單一，表征困難、思維定勢(shì)等；④心理性錯(cuò)誤表現(xiàn)為：怯場(chǎng)心理、盲目自信等；⑤運(yùn)算性錯(cuò)誤表現(xiàn)為：基本運(yùn)算錯(cuò)誤、單位換算錯(cuò)誤、過程轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤等。

故筆者認(rèn)為：化學(xué)計(jì)算失分問題既是計(jì)算問題，但也不僅僅是計(jì)算問題。診斷學(xué)生計(jì)算的薄弱環(huán)節(jié)和問題所在，做好問題的分類、歸因；把握計(jì)算核心環(huán)節(jié)，理解失分瓶頸；強(qiáng)化思維方法和過程分析，重點(diǎn)突破，適當(dāng)加強(qiáng)化學(xué)計(jì)算教學(xué)，以提高學(xué)生的計(jì)算能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊玉琴.化學(xué)計(jì)算的學(xué)科本質(zhì)及其教學(xué)[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（10）：6～9.

[2]王磊，齊紅濤.化學(xué)計(jì)算解題教學(xué)的心理機(jī)制研究[J].化學(xué)教育，1996，（7）：6～9.

[3][4]廣東省教育考試院.2015年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試（廣東卷）語文、數(shù)學(xué)（理科）、英語、理科綜合考試大綱的說明[M].廣州：廣東高等教育出版社，2015：204～212.

[5]夏時(shí)君.從近年廣東高考看2010年廣東理科綜合化學(xué)考綱[J].化學(xué)教育，2010，（4）：43～45.

[6]閆亞瑞.高中生解決化學(xué)計(jì)算問題的錯(cuò)誤類型及原因探究[D].上海：華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007：17～19.