關鍵詞:高考改革;高考化學;考試與教學;核心素養。
2014年3月,教育部印發《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》(以下簡稱《意見》),高中化學課程標準修訂組根據《意見》精神,結合高中化學的學科特點,擬定高中化學學科核心素養。2016年10月,教育部考試中心公布《2017年普通高等學校招生全國統一考試大綱》(以下簡稱《2017年考試大綱》),探索構建“一體四層四翼”的高考評價體系[1],著力考查學生的學科核心素養?!?017年考試大綱》化學科充分體現了考查核心素養的要求,面對這些變化,高中化學教學如何有效落實立德樹人的根本任務,充分發揮化學課程在培養人才中的重要作用,這是每位高中化學教師必須面對的問題。本文力求通過對化學核心素養的解讀和對部分高考化學試題的剖析,同時結合2017年高考化學考試大綱的修訂,提出相應的教學建議,以期為中學教學提供參考。
1 化學學科核心素養概要。
高中化學學科核心素養是學生發展核心素養的重要組成部分,是高中生綜合素質的具體體現,反映了社會主義核心價值觀下化學學科育人的基本要求,全面展現了學生通過化學課程學習形成的關鍵能力和必備品格。它是學生在化學認知活動中發展起來并在解決與化學相關問題中表現出來的關鍵素養,反映學生從化學視角認識客觀事物的方式與結果的水平[2],其要素包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“實驗探究與創新意識”“科學精神與社會責任”5個維度。這5個維度充分體現了化學學科的獨特性,凸顯了化學是從微觀層面認識物質、以符號形式描述物質、在不同層面創造物質的特征。
1.1 學科基礎知識是學生發展化學學科核心素養的載體。
化學學科基礎知識是化學課程的主體?;瘜W課程標準根據學生的認知能力、水平和學生個性化發展需要確定課程的主題、模塊和系列,這些主題、模塊和系列都依托化學基礎知識將其科學、有效地融合在一起。學生在學習化學基礎知識的進程中,逐步形成并發展其化學學科核心素養。例如,“宏觀辨識與微觀探析”要求學生能從宏觀和微觀相結合的視角分析和解決實際問題。學生通過必修“主題3:物質結構基礎和化學反應規律”的學習,建立“宏觀辨識與微觀探析”的基本意識;在選修“物質結構與物質”模塊的學習中,提升“宏觀辨識與微觀探析”的發展水平;在選修“有機化學基礎”模塊對官能團的認識中,應用“宏觀辨識與微觀探析”解決實際問題。
1.2 學科能力是學生發展化學核心素養的保障。
化學學科能力是指學生在化學課程學習過程中表現出來的比較穩定的心理特征和行為特征。根據《2017年考試大綱》對化學學習能力“三點七條”的要求,可以將化學學科能力概括為理解能力、推理論證能力、實驗探究能力和綜合分析能力,其中理解能力是發展化學核心素養5個要素的基礎,推理論證能力的高低決定“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”的發展水平,實驗探究能力和綜合分析能力的層次決定“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”的發展水平。學生在化學課程的學習過程中,不僅僅是學習化學基礎知識,更需要提升其學習能力,促進其化學核心素養不斷發展。
1.3 學科思想方法是化學核心素養的實質。
化學學科思想是人們在認識化學的實踐活動中形成的一種思維方法和思想意識,是對化學的本質、特征與學科價值的基本認識?;瘜W是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質、變化及其應用的一門基礎學科。其學科思想方法極為豐富,主要包括:物質運動思想,即物質是運動的、物質運動是有規律的;物質分類思想,即樹狀分類、交叉分類;物質守恒思想,即質量守恒、電荷守恒、電子得失守恒、能量守恒;動態平衡思想,即化學平衡、電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡;唯物辯證思想,即對立統一、量變與質變、現象與本質、一般與特殊;綠色化學思想,即綠色發展、環境友好?;瘜W學科核心素養的發展實質就落實在化學學習過程中,使用“宏觀--微觀--符號”來認識物質及其變化,幫助學生樹立正確的世界觀,形成科學的方法論。
認同物質世界的客觀性和可認知性,是探索物質世界的前提;基于證據的判斷、推理和探究能力,是學習、研究化學學科的必備品格和關鍵能力;從宏觀現象入手,在原子、分子水平上分析研究,并運用化學符號模型表征,是化學學科的基本認知方式;掌握物質化學變化和能量轉化的基本規律,能運用邏輯思維對物質及其變化現象進行分析推理,是認識、創造新物質的基礎和途徑;在研究、利用、創造新物質的過程中,能自覺遵循科學倫理,具備社會可持續發展的觀念,具有交流合作意識,是現代社會對人才的基本要求[3].
2 對高考試題考查化學核心素養的分析。
高考化學試題以化學學科最新科研成果和社會熱點問題為背景,創設客觀、真實的試題情境,實現對化學學科主干知識、學科能力和核心素養的考查,促進學生認識化學與人類生活的密切關系,關注人類面臨的與化學相關的社會問題,培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力。注重對思維過程的考查,強化科學探究,促進學習方式的轉變,培養學生的創新精神和實踐能力。體現出知識與能力以及能力與素養相互依存、相互促進的辯證關系。高考化學試題遵循如圖1所示的命題基本框架。
高考化學試題基于對知識點和考查的需要,創設真實的試題情境,逐層遞進地設置有價值的實際問題?!罢鎸嵡榫场狈沼凇皩嶋H問題”的提出,“化學知識”服務于“實際問題”的解決,考查學生在解決“實際問題”過程中的理解能力、推理論證能力、實驗探究能力和綜合分析能力,實現對化學學科核心素養的測試。以下述兩題為例。
例1(2016年高考理科綜合全國Ⅲ卷第27題)煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大氣,采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝?;卮鹣铝袉栴}:
(1)NaClO2的化學名稱為 ___.
(2)在鼓泡反應器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應溫度323 K,NaClO2溶液濃度為5×10-3mol·L-1.
反應一段時間后溶液中離子濃度的分析結果如下表。
① 寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式 ___.增加壓強,NO的轉化率 ___(填“提高”“不變”或“降低”)。
② 隨著吸收反應的進行,吸收劑溶液的pH逐漸 ___(填“增大”“不變”或“減小”)。
③ 由實驗結果可知,脫硫反應速率 ___(填“大于”或“小于”)脫硝反應速率。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是___ .
(3)在不同溫度下,NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應中SO2和NO的平衡分壓pe如圖所示。
① 由圖分析可知,反應溫度升高,脫硫、脫硝反應的平衡常數均 ___(填“增大”“不變”或“減小”)。
② 反應 ClO-2+2SO2-3=2SO2-4+Cl-的平衡常數K表達式為___ .
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到較好的煙氣脫硫效果。
① 從化學平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的優點是___ .
② 已知下列反應:
SO2(g)+2OH-(aq)=SO2-3(aq)+H2O(l) ΔH1.
ClO-(aq)+SO2-3(aq)=SO2-4(aq)+Cl-(aq) ΔH2.
CaSO4(s)=Ca2+(aq)+SO2-4(aq) ΔH3.
則 反 應 SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq) 的ΔH= ___.
例1題干設置真實情境,以煤的燃燒形成酸雨、產生空氣污染,可以采用NaClO2溶液作為吸收劑同時對煙氣進行脫硫、脫硝,進行污染防治,體現了化學的學科價值和社會責任。試題圍繞與NaClO2相關的化學知識展開,創設相應的實際問題,考查學科能力,實現對學科核心素養發展水平的考查。例1中各小題考查的學科能力和核心素養水平見表1.