从高考全国卷化学试题特征谈真实情境下的化学教学策略

作者: 李金安

在中国高考评价体系统领下,普通高中化学课程出台实施了新的2017版课程标准,新课标中特别提出了化学学科核心素养的概念,并且着重强调了日常化学教学要善于创设真实情境,用真实的问题情境承载化学学科的必备知识,利用真实情境培养学生的信息获取、实验探究、逻辑推理、解决实际问题等关键能力,从而使学生逐步形成学科核心素养。高考试题一直以来都是基础教育的指挥棒,研究高考试题,有助于找到课程改革的新变化、新方向,从而精准地指导日常教学。近几年处于高考模式变革期,各省市高考试题结构各不相同,故笔者选取由教育部考试中心命制的全国卷作为研究对象,通过对2019年至2022年高考全国卷化学试题的分析,并结合教育部考试中心每年考后发布的试题评析,探讨真实情境下的化学教学策略。

一、近四年全国卷化学试题特征分析

结合教育部考试中心每年考后发布的试题评析,针对情境类试题,笔者认为近四年全国圈化学试题具有以下几个方面的显著特点。

1.情境素材来源于生产、生活,选择广泛

全国卷化学试题在情境素材的选取上基本都是真实的生产生活实际,如我国科技工作者的最新科研成果及中国优秀的传统文化内容。大多数情境素材贴近学生的生活和学习实际,所有试题均在真实情境中进行设问,没有单纯的知识点设问类试题。首先,试题情境素材的选取,紧紧围绕我国重大发展战略,例如:2021年全国乙卷第7题便以我国的碳达峰、碳中和目标为情境;2021年全国甲卷第28题则以二氧化碳加氢制备甲醇减少温室气体排放的原理为试题情境。其次,试题情境素材还重点展现了我国科技工作者的最新科研成果,例如:2022年全国乙卷第12题介绍了我国科学家所研究的光照充电Li-O2电池;2021年全国甲卷第35题以我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目——“液态阳光”作为情境素材;2021年全国乙卷第11题以我国嫦娥五号探测器带回月球土壤作为情境素材;2020年全国Ⅰ卷第12题以我国科学家发明的新型Zn-CO2水介质电池作为情境素材;2020年全国Ⅲ卷第36题以我国科学家用PCBO与醛或酮发生[4+2]环加成反应作为情境素材;2019年全国Ⅱ卷第35题以我国科学家近年发现的铁系超导材料作为情境素材;2019年全国Ⅲ卷第28题以聚酯工业作为情境素材等。第三,试题情境素材还试图展示中华优秀传统文化,旨在让学生树立文化自信,例如:2019年全国Ⅱ卷第7题以唐代著名诗人李商隐的诗句作为情境素材;2019年全国Ⅰ卷第7题以中华文明的象征之一陶瓷作为情境素材;2020年全国Ⅲ卷第7题以宋代《千里江山图》矿物原料作为情境素材;2020年全国Ⅱ卷以北宋《梦溪笔谈》中关于CuSO4的记载作为情境素材等。第四,试题情境素材也展现了化学史在自然科学教育上的重要地位,不仅能够激发学生学习化学科学的兴趣,也有助于培养学生的科学精神,帮助学生认识化学在人类社会发展中的重要贡献,例如:2021年全国乙卷第28题将科学家Liebig错过了海藻提碘工艺中溴元素发现的科学史实作为情境素材,同时展示了科学家McMorris和Kistiakowsky对ICl的研究结果;2020年全国新课标Ⅰ卷第11题则以约里奥·居里夫妇开创人造放射性元素的创举作为问题载体,第35题更是介绍了2019年诺贝尔化学奖的成果,让学生能够在作答题目的过程中,体会科学研究的魅力,感受化学科学的发展对世界带来的积极影响。最后,试题情境素材也更多来源于生活中真实的问题,展示了化学的发展对经济社会发展的重要作用,例如:2022年全国甲卷和全国乙卷的无机化学工艺流程题均关注了废旧金属资源回收再利用的实际问题;2022年全国乙卷第36题还关注了用于治疗成人重度抑郁症的药物合成路线;2021年全国乙卷第36题关注用于治疗抗失眠药物卤沙唑仑;2020年全国新课标Ⅰ卷第7题则以国家卫健委公布的新冠病毒肺炎诊疗方案作为情境载体;2020年全国Ⅱ卷第26题则以含氯消毒剂作为试题问题背景展示了化学工业对疫情防控提供的物质支撑,第27题则展示了化学物质苯甲酸在食品防腐领域的重要贡献等。

2.试题的呈现方式主要为实际问题的解决过程

高中化学必备知识在试题中的呈现方式主要是在丰富的真实情境素材中以解决实际问题的方式呈现,更多的是考查学生思维与学科素养,特别注重概念和规律的形成过程,引导学生将基础知识融会贯通,同时也为大学选拔具有可持续发展潜力的学生。新课标背景下,高考命题更加重视学生运用化学学科知识解决实际问题的能力,注重学生对新情境下实际问题的探究过程。例如:2019年全国Ⅰ卷第27题通过工艺流程题的形式,重点考查了在实验室中利用废铁屑制备硫酸铁碗的探究过程;2020年全国Ⅱ卷第26、27题均重点考查了学生对于生活中常用物质的制备过程;2021年全国甲卷第26题探究了碘单质的制备过程,第27题探讨了胆矾制备和结晶水含量测定方法;2021年全国乙卷第27题探究了在能源、材料等领域具有重要应用前景的氧化石墨烯制备原理等。这些内容不仅考查了学生对于高中化学知识的掌握情况,同时也体现出了实验在化学学科当中的重要地位,更重要的是展现了学生在新情境中解决实际问题的能力。

3.试题的难度主要通过情境进行把控

在难度把控方面高考试题也是通过情境创设和情境的调控来完成的,近四年的试题评析均提到高考试题把控总体难度时重要的手段之一就是减少陌生试题情境,使试题涉及的情境更加贴近学生的学习生活实际。新课程标准注重对学生化学学科核心素养的培养,在全国卷高考化学试题中,化学学科核心素养的考查主要是通过试题新颖的情境信息呈现方式来辅助完成的。当学生面对陌生的情境信息时,不仅仅需要完成信息的识别和提取,同时又要综合利用所学的化学知识来解决新情境下的实际问题,这对学生的综合能力提出了较高的要求。试题情境信息越陌生,对学生的要求就越高,体现出来的就是难度变大了。在每一年的有机化学基础试题中,陌生有机化合物的合成过程,都是对学生关键能力的一个诊断。学生的作答情况,也是其化学学科核心素养水平的重要体现。

二、高考试题设计的内在逻辑分析

通过研究近四年的高考试题,我们可以对高考命题的内在逻辑窥见一斑。高考作为我国实现社会公平、选拔人才、促进基础教育转型的重要工具,明白其内在逻辑有利于紧随高考变革潮流,顺势而为。高考试题设计的内在逻辑可以简要概括为以下两个方面:

1.切合新高考改革动向

近年来的高考试题评析都重点提到了其在高考改革中的重要作用,其中2019年和2022年教育部考试中心发布的高考试题评析均重点强调了深化高考内容改革;2021年的高考试题评析特别强调了要稳步推进高考改革,高考试题要做好改革的衔接并助力高考改革平稳推进。我国正在进行经济转型,从高速发展转向高质量发展的重要阶段,必然要求基础教育要为国家和社会培养具有创新性和国际视野的复合型人才。因此,在进行日常教学和高考备考的过程中,教师必须了解并领会国家高考改革的内在本质和改革动向,只有紧随改革动向,才能为大学培养出具有可持续发展潜力的生源,才能始终为国家、社会培养符合时代发展需求的人才。

2.充分发挥高考指挥棒的作用

高考始终是基础教育发展方向的重要的指挥棒之一,近几年的高考试题的呈现方式、考查重点等都紧紧围绕立德树人根本任务,积极引导中学教学要遵循教育规律、回归基础,促进学生学科观念的形成和深化。高考考什么,基础教育阶段就会训练什么,这是一直以来的客观实际。不管是命题说明还是试题评析,都一致强调要破解高中阶段学生死读书、机械刷题等不良现象。因此,高考变革趋势及近年来高考化学试题的变化趋势和命题特征,给我们一线教师指明了教学变革的方向。在实际教学中,教学要以中国高考评价体系为指导,注重观念和规律的形成过程,注意引导学生回归基础。在实际教学活动中,存在着化学教材使用频率不高的情况。在实际调查过程中发现,部分学生到高三年级时,化学课本依然崭新如初,其实,这都是化学教师不重视回归教材的体现。在新课标背景下,化学教师必须更新理念,调整教学策略,注重引导学生学会使用教材,从教材中理解和掌握化学知识点最本源的内容,而非机械记忆知识结论。同时化学教师也要善于利用教材中创设的问题情境,结合实际情况,准备相关资料,精心设计学生活动,指导学生发现问题、分析问题、解决问题。例如,教师可以利用教材中的探究栏目,设置学生实验,指导学生亲自查阅资料,亲自设计并参与方案设计、实施和评价。如此一来,学生不仅能够在完成相关问题的讨论和汇报过程中,更加深刻地理解和掌握化学知识原理,而且可以通过参与真实情景下的化学探究活动获得学习的成就感,积极主动参与化学探究解决实际问题。我们还可以指导学生利用教材所提供的“研究与实践”栏目,开阔学生视野,增强学生信息获取、信息整合和信息加工利用的能力。更重要的是要指导学生了解化学教材中的“方法导引”栏目,让学生掌握研究复杂问题的一般方法和基本思路。只有通过平时扎扎实实的训练,在高考中面对复杂情境时,学生才能够利用解决问题的一般方法来突破陌生情境中的复杂问题。

三、真实情境下的化学教学策略

作为基础教育工作者,我们的任务就是为大学培养符合时代发展要求的生源。因此,我们必然要搞清楚大学需要什么样的人才;未来社会需要什么样的人才;未来大学需要高中学生具备什么样的能力。那么在教学过程中,教师就必须采取一些必要的措施,引导学生学会学习,学会适应新高考变革,形成学科观念和学科核心素养。结合目前高考试题的特征,在日常教学中,教师可以从以下三个方面着手:

1.增加课外阅读量,拓展知识面,开阔视野

教师在实际教学中,要站在更高的层面统筹规划,激发学生化学学科的学习兴趣,指导学生增加课外阅读量,可以通过举行专题讲座或开设校本选修课的方式,定期或不定期地指导学生自主选读化学史、经典自然科学论著、当前化学学科研究热点、我国科技工作者的重要科研成果介绍等,起到开阔学生视野,拓展学生知识面,激发学生学习兴趣,促进学生自主形成学科观念与学科素养。

2.利用真实的问题情境作为课堂教学的主线

近几年的高考全国卷化学试题重视试题情境的创设,且新课标和高考试题解析中均给予了情境创设重要的地位,因此,在日常教学中,教师必须要重视真实问题情境的创设。例如,可以在日常教学活动中,精选生产生活中的真实问题情境,积累与化学课程相关的真实的情境素材,在课堂教学中以问题情境为教学主线,采取循序渐进的方式进行教学。在教学中要善于利用真实的问题情境作为课堂线索,指导学生在解决真实问题的过程中完成对化学必备知识的学习,训练学生解决实际问题的能力,开展指向深度的化学教学。如对于一些课程。教师可以采用项目式学习的方式进行,指导学生进行真正的科学探究,在探究过程中解决问题,在解决问题中加深对化学知识、化学原理的理解,让化学知识富有生命力。又如,教师设计以检验菠菜中铁元素价态为载体的任务驱动型教学,通过解决生活中真实的问题,不仅能够让学生更好地掌握铁及其化合物的相关知识,也能让学生深刻地体会化学科学的魅力与价值。再如,教师设计自来水中含氯物质含量的测定活动,不仅能够让学生掌握含氯化合物的价态性质和氧化还原滴定的基本原理,又能锻炼学生解决实际问题的能力,能够让学生从自己亲身参与中,体会思考和解决问题的一般思路,让学生具备处理更复杂情境问题的经验基础。

3.巧用情境素材进行作业设计

在课后作业设计环节中,教师也可以模拟高考命题的原则,进行以真实情境素材为背景的作业设计。在作业设计中渗透情境类的作业题,更加贴近高考试题。通过作业练习、作业讲解、归纳整理等环节,教师可以提升学生对于情境试题的熟练度,减少面对陌生情境试题的焦虑感,帮助学生逐步形成利用所学知识解决实际问题的能力,培养学生信息获取能力、实验探究能力、逻辑推理能力、解决实际问题的能力等。

综上所述,研究高考试题特征,分析其设计的内在逻辑,可以有效指导日常教学。在教学中,教师适当增加课外阅读量,拓展学生知识面,利用真实的问题情境作为课堂教学的主线,并且用情境素材进行作业设计,不仅可以激发沉重的学习兴趣,还可以让学生适当高考变革,提升学科核心素养。

◇责任编辑 邱 艳◇

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