湖北 龔韋韋 劉永暢
2019年教育部頒發(fā)了《中國高考評價體系》及其說明等指導性文件,通過解決“為什么考、考什么、怎么考”的考試根源性問題,給出了在高考領(lǐng)域“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”的答案。高考評價體系由“一核”“四層”“四翼”組成。“一核”是將素質(zhì)教育中高考的核心功能進行概括,闡明為什么考;“四層”是對高考中素質(zhì)教育目標的提煉,明確考什么;“四翼”是素質(zhì)教育的評價維度在高考中的體現(xiàn),解決怎么考。高考評價體系的理念已在近年的高考內(nèi)容改革及命題當中逐步體現(xiàn),為保持高考命題的穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。高考試題具有很強的導向性,教師改編試題時通常將其作為試題改編的參考模板。改編時既要遵循試題改編的基本方法,又要以《中國高考評價體系》為指導,依托高考評價體系進行試題改編,對改編者的學科水平是一種前所未有的新挑戰(zhàn)。筆者根據(jù)個人的命題經(jīng)驗,總結(jié)五大試題改編策略與廣大教師們分享。
作為一份化學試題,首先要有好的“立意”,即考查化學學科必備知識,明確基礎(chǔ)化學知識的地位。學生學習必備知識是在為掌握關(guān)鍵能力及培養(yǎng)學科素養(yǎng)夯實基礎(chǔ),必備知識的考查內(nèi)容主要為“化學語言與概念”“反應變化與規(guī)律”“物質(zhì)轉(zhuǎn)化與應用”“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”“實驗原理與方法”。以往的高考強調(diào)的是基礎(chǔ)扎實,新高考對必備知識的考查建立在新研究、新原理、新成果等試題情境基礎(chǔ)之上,減少了對靜態(tài)知識的單一考查,改編試題的重點在于知識點遷移。
【例1】“碳達峰”和“碳中和”發(fā)展目標順應我國可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求,有利于構(gòu)建綠色低碳可持續(xù)的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展,助推綠色生產(chǎn)方式和生活方式,實現(xiàn)社會高質(zhì)量發(fā)展。下列做法不利于實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的是
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A.應用太陽灶、生物質(zhì)利用、地熱采暖等終端清潔能源,減少天然氣不完全燃燒
B.發(fā)展工業(yè)領(lǐng)域中電制氫、甲烷、甲醇、氨、尿素等電制燃料與原料技術(shù)
C.綠色出行,推廣新能源汽車,不隨意掩埋廢舊電池
D.使用含磷洗滌劑后治理水污染時,污水處理廠進行曝氣及藥劑投放
【答案】D
【解析】污染治理過程本身也是耗能過程,能源消耗造成的影響甚至遠超污染本身所造成的影響。實現(xiàn)“碳中和”目標有利于推動污染源頭治理,在降碳的同時減少污染物排放,進而與環(huán)境質(zhì)量改善產(chǎn)生顯著的協(xié)同增效作用,故選D。
【改編亮點】同樣為考查化學與環(huán)境知識,此題立足“碳達峰、碳中和”這一新落點,將題目內(nèi)容進行改編,加入“碳達峰、碳中和”的介紹,選項中加入治理手段與目標。通過化學與生產(chǎn)生活的關(guān)系,引導學生關(guān)注社會新熱點,考查學生的必備基礎(chǔ)知識及信息處理能力,提升學生科學態(tài)度與社會責任的核心素養(yǎng)。
高考中除了考查學生的必備知識,還要考查學生的關(guān)鍵能力。關(guān)鍵能力的考查主要針對“理解與辨析能力”“分析與推測能力”“歸納與論證能力”“探究與創(chuàng)新能力”。可通過試題檢驗學生在處理化學知識的能力上是否達到綜合性標準,即學生是否具備觸類旁通、融會貫通的能力。教師在改編該部分試題時,可改編題目的設(shè)問部分,轉(zhuǎn)換設(shè)問角度與方式,增強題目的融合度及綜合性,多維度考查同一概念及知識點,在知識點不變的條件下,賦予試題新思維。
表1
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A.當生成O2的平均速率為3.6×10-4mol·L-1·s-1時,對應600—1 200 s反應區(qū)間
B.推測上表中的x為2 620
C.反應2 220 s時,體系中的NO2體積為4.79 L(標準狀況下)
D.反應達到平衡時,v正(N2O5)=2v逆(O2)
【答案】D
【解析】600—1 200 s,N2O5的濃度變化量為0.3 mol·L-1,在此時間段內(nèi)O2的變化量為其一半,因此,生成O2的平均速率為0.15 mol·L-1÷600 s=2.5×10-4mol·L-1·s-1,A不正確;在1 720—2 220的時間段內(nèi)N2O5的濃度由0.48 mol·L-1變?yōu)?.33 mol·L-1。由此可得此時間段內(nèi)v(N2O5)=0.000 3 mol·L-1·s-1,若保持該速率不變,則N2O5的濃度由0.33 mol·L-1變?yōu)?.21 mol·L-1所需時間為400 s,但隨著濃度變小,速率變慢,故x>2 620,B錯誤;標準狀況下NO2以液態(tài)形式存在,無法用物質(zhì)的量求體積,C不正確;反應達到平衡時,正反應速率等于逆反應速率,用不同物質(zhì)表示該反應的速率時,其數(shù)值之比等于化學計量數(shù)之比,v正(N2O5)=2v逆(O2),D正確。
【改編亮點】此題的原型是2021年6月浙江省普通高校招生選考化學第20題,原題主要考查學生對化學平衡計算、可逆反應相關(guān)知識的掌握狀況?!纠?】在題目內(nèi)容基本不變的情況下,轉(zhuǎn)換題目設(shè)問角度。A選項由原題中的已知時間求速率變?yōu)橐阎俾收覍獣r間區(qū)間;B選項考查速率與濃度的關(guān)系;C選項設(shè)置陷阱,看似計量關(guān)系正確,但NO2在標準狀況下為液態(tài)無法求算標況下的體積;D選項從O2的角度判斷可逆反應平衡狀態(tài)。改編后的題型,看似與原題相比改變不大,實則已更換思維角度,著重考查學生在關(guān)鍵能力部分的實際掌握情況。
考查必備知識、關(guān)鍵能力部分的試題盡管具有一定的綜合性,但實質(zhì)仍舊是對知識點進行單一性、限制性的考查,為確保學生學以致用、真懂會用,試題更重要的是要考查核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”5個方面。教師在改編試題時,可更換試題的表達方式,豐富試題的呈現(xiàn)形式,選取片段對試題進行適當擴充,讓試題以煥然一新的面貌呈現(xiàn),充分考查學生的學科核心素養(yǎng)。
【例3】二氧化碳的固定化是如今非常熱門的研究課題。固定CO2最直接的一種方式,就是將二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳酸鹽。然而,碳酸鹽并不穩(wěn)定,它們隨時都可以重新釋放出二氧化碳,所以,這種方式算不上是很徹底的二氧化碳固定化。我國科學家從二氧化碳到淀粉人工合成研究取得原創(chuàng)性突破,讓二氧化碳變廢為寶,有望成為解決全球變暖新途徑。
(1)植物的光合作用,是將二氧化碳轉(zhuǎn)化成了各種含碳的有機物,“人工合成淀粉”是采用高效的化學催化劑將高濃度二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機物,該過程中ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)CO作為形成有機物的前驅(qū)體,可采用電化學方法通過金屬錫催化,在碳酸氫鹽的環(huán)境中由CO2轉(zhuǎn)化制得。則該電化學轉(zhuǎn)化的正極反應方程式為:________________________。
【答案】(1)大于
(2)100.8
【解析】(1)光合作用是植物將CO2轉(zhuǎn)化為有機物的過程,有機物轉(zhuǎn)化為CO2是釋放能量的反應,則逆過程為吸收能量,由此推測ΔH大于0;
初始壓強xkPa
平衡分壓 5 kPa (x+5) kPa
則有Kp=pH2O×pCO2=529=5×(x+5),解得x=100.8 kPa
故要使平衡時體系的水蒸氣分壓小于5 kPa,CO2(g)的初始壓強應大于100.8 kPa
【改編亮點】此題原型為2021年河北省普通高中學業(yè)水平選擇性考試化學試題第16題,此題改編用高考真題作為知識區(qū)考查主體,將題目素材進行變換,加入化學領(lǐng)域最新科學研究“人工合成淀粉技術(shù)”,結(jié)合最熱門的社會話題“全球變暖”,從中選取高中已學知識進行設(shè)問,豐富原有的題目形式,擴充考查內(nèi)容。此題通過改編充分體現(xiàn)“證據(jù)推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”的學科素養(yǎng)。考查學生合理運用科學思維方式,有效整合化學學科必備知識,運用化學學科關(guān)鍵能力,認識問題、分析問題并解決問題的綜合水平。
【例4】氧化石墨烯具有穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在能源、材料等領(lǐng)域有著重要的應用前景。清華大學研發(fā)團隊在氧化石墨烯傳統(tǒng)制備方法上進行改進,首次開發(fā)了一種對氧化石墨烯合成和凈化系統(tǒng)收集的廢水進行后處理的原型方法,去除原料中NaNO3,消除了NO2(N2O4)有毒氣體的析出,并簡化了廢水的處理。其制備裝置如圖1所示,制備方法如下:
圖1
Ⅰ.將濃H2SO4、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中,劇烈攪拌下,分批緩慢加入KMnO4粉末,塞好瓶口。
Ⅱ.轉(zhuǎn)至油浴中,40℃攪拌0.5 h,緩慢滴加一定量的蒸餾水。升溫至95℃并保持15 min。
Ⅲ.轉(zhuǎn)移至大燒杯中,靜置冷卻至室溫。加入大量蒸餾水,而后滴加H2O2至懸濁液由紫色變?yōu)橥咙S色。
Ⅳ.離心分離,稀鹽酸洗滌沉淀。
Ⅴ.空氣中干燥,稀釋后透析膜透析凈化。
Ⅵ.收集制備時產(chǎn)生的廢水,對廢水進行處理
回答下列問題:
(1)裝置圖中,儀器b的名稱是________。
今天的這三張照片只是我的故事。但是,改革開放40年,宏大的敘事拆開來看,誰又能說這不是每一個中國人的故事呢?改革開放取得的巨大成就,正是每一個中國人奮斗的疊加。那些令我們感動落淚、深受感觸的普通人普通事,又怎會沒有我們自然資源人的影子?
(2)步驟Ⅲ中,H2O2的作用是(以離子方程式表示)。
(3)步驟Ⅴ可用pH試紙檢測來判斷Cl-是否洗凈,其理由是________________________。
(4)實驗廢水中Mn2+的含量可用Na2S2O8滴定的方式進行檢測,實驗現(xiàn)象為溶液由無色變?yōu)樽仙?。某實驗小組收集了20.00 mL廢水樣品,用cmol·L-1標準Na2S2O8溶液滴定,共消耗標準Na2S2O8溶液10.00 mL,則廢水樣品中Mn2+的濃度為________。
【答案】(1)球形冷凝管
(3)H+與Cl-電離平衡,洗出液接近中性時,可認為Cl-洗凈
(4)0.2amol·L-1
【改編亮點】此題原型為2021年全國乙卷第27題。原題選用的是國外傳統(tǒng)的氧化石墨烯制備方法Hummers法,筆者改編試題時為了增強化學核心價值,將試題背景更換為我國清華大學的首創(chuàng)研究——改進的氧化石墨烯制備方法,該方法不僅為國人原創(chuàng),立于傳統(tǒng)方法之上,且消除了環(huán)境污染、建立了廢水處理觀點并實施。筆者借助此研究背景改編高考題,增加了氧化還原的簡單計算,體現(xiàn)的核心價值與化學學科創(chuàng)新性為此題改編的點睛之處,并強調(diào)了“樹立可持續(xù)發(fā)展意識”“滲透綠色化學概念”“弘揚愛國主義”等核心素養(yǎng)。
《中國高考評價體系》中指出,不論是“四層”還是“四翼”,最終都遵照“知識為基、能力為重、素養(yǎng)導向、價值引領(lǐng)”歸為其內(nèi)在的“一核”——立德樹人、服務選才、引導教學。立德樹人具有統(tǒng)領(lǐng)作用,決定高考的價值取向,是高考發(fā)展的導向,也是高考的根本任務。服務選才具有功能作用,引導教學是高考在基礎(chǔ)教育中的實現(xiàn),二者作為實現(xiàn)立德樹人的兩個基本手段各有側(cè)重,相輔相成。