改革创新背景下高考化学能力的考察与培养

来源 :新课程改革与实践 | 被引量 : 0次 | 上传用户:terzaghi
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  【摘要】 在国家颁布《国家中长期教育改革和发展规划纲要》(2010-2020年)宏观大背景下,国家决心改革和创新考试评价体系,因此作为高考必须顺应国家战略部署,从纯粹地考察知识和能力转移到学生可持续发展的能力上来,本人就这一话题提出自己在教学环节的一些见解,从而对试题编制和教日常教学过程中的教学设计带来一些启示。
  【关键词】 化学;创新;学习;能力;培养
  
  《国家中长期教育改革和发展规划纲要》(2010-2020年)指出:优先发展教育,建设人力资源强国。把改革创新作为教育发展的强大动力,改革质量评价和考试招生制度,建设有中国特色社会主义现代教育体系。而作为高考考试的风向标的《2010年普通高等学校招生全国统一考试理科综合考试说明》(理科课标实验版)在2009年的基础上也明确提出考试试题力求稳步推进,适度创新。以能力测试为主导,关注学生的发展潜能;坚持理论联系实际,体现可持续发展意识;关注考生的生活经验、学习特点和认知水平。具体到化学学科上,又提出对化学学习能力的要求表现在:接受、吸收、整合化学信息的能力;分析问题和解决化学问题的能力;化学实验和探究能力。谈了如此之多的能力考察,其精神实质是创新能力的考察与培养。创新包含着三个方面的内容,即最原始的创新就是模仿,再高一点的层次就是在现有环境下的被动创新,最高层次就是在未知环境下的自主创新。这三个创新层次正好一一对应着考试说明中关于化学学习能力的描述。
  一、学习能力的特点及其考察
  1、接受、吸收、整合化学信息的能力
  接受、吸收、整合化学信息的能力其实质是创新内涵中关于模仿学习的描述。而所谓模仿学习就是指学生按照别人提供的模式样板进行模仿性学习,从而形成一定的品质、技能和行为习惯的学习方法。换句话说就是从“学会”到“会学”。现在我们国家大力提倡的“从中国制造向中国创造迈进”,其首先第一步就是在模仿的基础上进行创新,这和简单的抄袭有着本质的区别。它要求学生在对以往学习过的知识有着深刻理解的基础上形成解题能力,在新的情境下形成解决类似问题的能力。因此今年高考中关于元素化合物知识的考察摒弃了简单知识的重现和堆砌,而是让学生利用现有知识进行整合、分析,得出结论。
  【例1】(2010年高考福建卷第9题)下列各组物质中,满足下图物质一步转化关系的选项是:()
  XYZ
  ANaNaOHNaHCO3
  BCuCuSO4Cu(OH)2
  CCCOCO2
  DSiSiO2H2SiO3
  答案:C
  解析:本题考察考生对常见元素及其化合物知识的掌握情况,可用代入法,即把各选项中的X、Y、Z带入又吐的圆圈中进行判断。这就需要考生本身对元素化合物中Na 、Cu 、C 、Si知识非常熟悉,并且有能力将其单质和化合物之间的转化关系进行整合提高,得出结论。应该说平常的教学中,老师都很注重知识的总结和提高,当老师在用转化流程图来将各个物质进行串联的时候,考生应该有自己从另外一个角度、另外一种形式来表现物质转化的能力。这道题很好地考察了考生对以往知识的重现、整合、提高的能力,以类似凯库勒梦中的苯环模型的表现形式呈现出来,达到了考察考生创新能力的目的。
  2、分析问题和解决化学问题的能力
  分析问题和解决化学问题的能力其实质就是关于创新中直接式学习的描述。所谓直接式学习就是根据创新的需要而选修知识,不搞烦琐的知识准备,与创新有用的就学,没有用的不学,直接进入创新之门。这样就要求学生根据平时化学学习中积累起的各种能力面对现有的化学问题用化学术语及文字、图表、模型、图形等表达,并做出合理解释。这种在陌生的情境中解决问题的能力在以后的学习和工作中有着非常重要的作用,对建设创新型社会更有着不可估量的作用。这其实就是创新能力的第二层次,在陌生的情境下解决问题的能力。应该说在以后的生产生活科研工作中,面对的其实更多是前人没有走过的路,如何在完全陌生的环境下通过以往的方法来解决问题显得至关重要。高考命题当中显然关注到这一点。
  【例2】(2010年高考江苏卷第18题)正极材料为LiCoO2的锂离子电池被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
  (1)橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料,它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而值得。
  ①共沉淀反应投料时,不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合的原因是。
  ②共沉淀反应的化学方程式为。
  ③高温成型前,常向LiFePO4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后LiFePO4的导电性能外,还能。
  (2)废旧锂离子电池的之极材料试样(主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等)可通过下列实验方法回收钴、锂。
  ①在上述溶解过程中,S2O32-,LiCoO2在溶解过程中反应的化学方程式为。
  ② Co(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如右图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水,则1000℃时,剩余固体成分为。(填化学式);在350~400℃范围内,剩余固体成分为。(填化学式)。
  【参考答案】(1)①Fe2+ 在碱性条件下更易被氧化(凡合理答案均可)
  ②(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4↓+2NH4HSO4+H2O
  ③与空气中O2反应,防止LiFePO4中Fe2+被氧化(凡合理答案均可)
  (2)①8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O
  ②CoOCo2O3、Co3O4
  【解析】本题又是以化学与社会生活节能环保中电动车电极为背景的综合题,广泛涉及便携式电源正极材料生产、工艺原理、化学反应、废旧回收等环节中涉及的化学问题,从化学的角度解决生产工艺中的技术问题上。这些生产工艺中的技术涉及的化学反应似乎与目前学生所具备的化学知识还有一定距离,属于学生相对来说是比较陌生的情境。这就要求考生能够利用平时积淀起的能力来分析、解决问题,而不是简单地模范能够解决的,这就是创新的第二层次,掌握核心关键点,学会自主创新。
  3、 化学实验和探究能力
  化学实验和探究能力其实质就是创新中关于探源索隐学习的描述。所谓探源索隐学习就是学生为了积极地掌握知识采用创新性的思维方式,对所接受的某项知识出处或源泉进行认真的探索和追溯,并经过分析、比较和求证,从而掌握知识的整个体系。探源索隐学习法对于激发自己提出问题大有益处,从而激发创造,实现创新,这就是创新的第三个层次。自主创新要求学生在日常生活中主动发现问题,进而自己进行设计、改进、提高,实现真正意义上的创新。
  【例3】(2010全国卷1第28题)有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液,他们都是中学化学中常用的无机试剂。纯E为无色油状液体;B、C、D和F是盐溶液,且他们的阴离子均不同。现进行如下实验:
  ①A有刺激性气味,用沾有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白色烟雾;
  ②将A分别加入其它五中溶液中,只有D、F中有沉淀产生;继续加入过量A时,D中沉淀无变化,F中沉淀完全溶解;
  ③将B分别加入C、D、E、F中,C、D、F中产生沉淀,E中有无色、无味气体逸出;
  ④将C分别加入D、E、F中,均有沉淀生成,再加入稀HNO3,沉淀均不溶。
  根据上述实验信息,请回答下列问题:
  (1) 能确定溶液是(写出溶液标号与相应溶质的化学式):
  (2) 不能确定的溶液,写出其标号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法:
  【答案】(1)A NH3•H2O或NH3;E H2SO4 F AgNO3 C BaCl2
  若C作为不能确定的溶液,进一步鉴别的方法合理,同样给分。
  (2)B Na2CO3或K2CO3 用洁净的铂丝蘸取少量B,在酒精灯火焰中灼烧,若焰色呈黄色则B为Na2CO3溶液;若透过蓝色钴玻璃观察焰色呈紫色,则B为K2CO3溶液。
  D Al2(SO4)3或MgSO4取少量D,向其中滴加NaOH溶液有沉淀生成,继续滴加过量的NaOH溶液,若沉淀溶解,则D为Al2(SO4)3溶液,若沉淀不溶解,则D为MgSO4溶液。
  【解析】考查学生的分析与综合能力,涉及到无机元素及其化合物的性质,离子反应,未知物的推断,物质的检验,常见物质量多与量少的反应不同,现象不同等,此题综合性强,难度大,区分度很好,是一道不可多得的经典好题!此题一改过去每年元素推断的通病,思维容量显著增大能力要求高,与2008年全国卷I理综28题有得一拼,比2009年的第29题出得高超一些,相比以前的无机推断显然有质的飞跃,看到命题人在进步。
  二、创新能力的培养
  1、 接受、吸收、整合化学信息的能力的培养
  学习一门学科并从中获得知识与能力,首先必须对本学科的一些基本概念有着深刻的理解。其实也就是说,你去模仿一个东西,你首先必须对所模仿东西的优势有着深刻的理解,进而在人家优势的基础上进行整合、提高。因此概念越清晰,学生就越容易发现问题。越容易去解决问题。他们学习这门学科的兴趣也就越大。因此在日常的教学过程中,必须对概念必须讲清楚,在多个思维维度对概念本身进行剖析,防止概念的混乱。在讲到同分异构体这个概念的时候就可以利用对比的研究方法对概念进行辨析。在前面我们学习过同位素、同素异形体。这“三同”都有同字,但是在内涵的侧重点上有着巨大的区别。同位素指代对象是元素;同素异形体指代对象是单质;而同分异构体指代对象是化合物。这样一剖析,学生就不会产生混乱。这样就可以利用概念关键点进行模仿,从而在选择题的解答做出正确的选择。同样在化学实验教学过程中,也要把实验的每一个步骤讲清楚,抓住每一步的关键点,不要让实验变成一种纯粹的背诵记忆,形成不了实验解题能力。建立起对维度解析概念,有助于学生产生对化学学习的兴趣,进而发现提出问题,解决问题,达到喜欢化学,形成化学能力的良好循环。所以,概念的教学不是简单地让学生背诵化学方程式、罗列概念要点,而是要让学生主动发现概念中包含的内容,形成思维能力,进而达到能力的培养。
  2、 分析问题和解决化学问题的能力的培养
  分析和解决化学问题能力关键是思维能力的培养,只有加强学生思维能力的培养,才能使学生的综合素质得到进一步的提高。首先,在日常的化学教学高潮中,必须严格按照课程标准和考试大纲的要求,给予学生充分的时间训练能力。比如在学习化学反应速率和化学平衡的时候,要着重训练学生分析表格、分析图像的能力,进而让学生能够在陌生情境下中主动绘制图表,利用图表来解决问题。在学习元素周期律的时候,要学会用相似性规律和递变性规律来解决陌生元素可能具有的化学性质。让学生从通过知识的学习向知识的获取和再加工转变。由此让学生明白在面对某一类问题的时候选用相对应的研究方法,得出合理的结论。其次在日常教学过程中,切不可让学生思维模式化,要利用现代教育技术尤其是网络的作用来对现有的题目进行加工,从多种角度对习题进而多种思维的改造,让学生分析陌生问题的时候不会显得害怕,消除应试过程中的紧张情绪。第三、要加强一题多解能力的培养。在日常教学过程中,不要去着急赶进度,而应该针对某个典型问题设置多种情境进行多种可能讨论,得出合理结论。日常生活中,也是条条大路通罗马,不要让思维在不断深入的学习过程形成思维定势或者僵化,没有活力。没有活力,自然也就没有创新的动力和源泉了。
  3、 化学实验和探究能力的培养
  化学实验和探究能力其实包含着两个方面的内容,一个是化学实验能力,另外一个是探究能力。提高化学实验能力,关键重在平时的教学。平时只要涉及到实验的地方,要尽量地让学生动手去做。即使不能安排出充足的时间,也可以采取实验课的形式,将一节或者一章的实验进行集中地练习。学生只有在自己亲自动手过程中,才会发现问题,才会在体验失败的过程中把握核心实验知识,这比我们老师看到一个实验就一二三四列出实验操作注意事项效果好的多。只有老师自己敢于去放手,我们学生的能力才会真正的提高,这样我们的学生才会有质疑意识,才会有创新动力,进而形成创新能力。
  探究能力的提高更是要求我们老师在平时的教学中给予学生更多的自由空间,让学生的思维自由的驰骋。在《物质的分类》教学中,我们给定一组物质,要给予学生充分的空间让学生从不同的角度对物质进行分类,甚至在小组合作学习还没有得出充分结果的情况下,可以采取班级整体讨论的形式,让学生充分发挥自己的想象力。只有学生跑到让老师都觉得惊讶的境地,创新能力才可以得到真正的提高。当然,在培养探究能力的时候,老师要善于创设情境,给予学生探究的空间,同时给予探究以支撑点。不要让放开变成放任,也不要让探究变成没有意义的伪探究。比如在讲授过氧化钠的时候就可以结合物质的分类,把氧化钠和过氧化钠性质进行对比性研究,进而得出氧化物和过氧化物在性质上的相似性和差异性。同样在培养探究能力的过程中,要加强化学学习方法的探究与总结。通过元素化合物的学习,我们要教会学生用对比和分类的方法研究问题;通过化学反应原理的学习,我们要让学生学会用图表、模型的方法研究问题;通过有机化学的学习,我们要让学生学会用典型基团内在的转化关系的方法来解决问题。当解决单个问题的能力上升到解决一类问题的能力,进而解决一个学科的能力,当然也就有了初步分析和解决社会能力的思维了,这也就是我们化学教育的真正目的。
  参考文献
  1 中华人民共和国教育部:《国家中长期教育改革和发展规划纲要》(2010-2020年)
  2 2010年普通高等学校招生全国统一考试大纲(理科课程标准实验版)北京:高等教育出版社,2010
  3 钟启泉:《新课程的理念与创新》北京:高等教育出版社,2003
  4 王磊:普通高中课程标准实验教科书:化学必修1.济南:山东科学技术出版社,2007
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