夏時君+周小凡+黃文軍

摘要：以化學計算考查為研究對象，將近5年廣東高考理綜化學試題為素材，從考核要求、考查點面、運算難度、考查形式和考查角度5個維度分析計算試題的命題特點及取向，并提出化學計算問題突破的3個教學策略和關(guān)注點。

關(guān)鍵詞：化學計算；命題取向；教學策略

文章編號：1005–6629（2015）7–0071–05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

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

所謂化學計算是指以化學知識與原理為核心和基礎(chǔ)，蘊含著一定的數(shù)量關(guān)系，需要運用數(shù)學運算手段解決的化學問題?；瘜W計算的學科本質(zhì)是對化學問題的數(shù)學處理過程，即對物質(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)、化學反應(yīng)、探究過程；從表征形式上看，包括符號、文字、圖式、表格、流程和模型等形式；從能力考核上看，它是認識物質(zhì)及解決化學問題的重要能力構(gòu)成，是能力考核的重要維度[2]。本文從考核要求、考查點面、運算難度、考查形式和考查角度等維度著眼，探究化學計算的命制特點和取向。

1 化學計算高考試題的命題特點和取向分析

1.1 考核要求由整到散，體現(xiàn)計算核心地位的全面滲透

2015年廣東理綜化學考試說明中化學計算考核內(nèi)容要求如圖1所示。對比實施3+理綜考試模式前后考試說明，有以下特點：（1）內(nèi)容范圍穩(wěn)中有變：延續(xù)對化學用語、物質(zhì)組成、物質(zhì)的量、基本反應(yīng)、反應(yīng)速率和化學平衡等內(nèi)容要求，同時強化原理性知識在化學探究和化工基礎(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性化落實轉(zhuǎn)變[3]。

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

1.2 考查點面由多到少，體現(xiàn)化學學科觀念的逐步強化

近年廣東高考計算考查主要滲透于“以有機基礎(chǔ)、有機推斷和有機合成為內(nèi)容”的有機基礎(chǔ)題（30題）、“以信息加工、圖像解讀和原理運用為重點”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“以實驗裝置、性質(zhì)探究、方案設(shè)計和定量分析為環(huán)節(jié)”的實驗探究題（33題）等4大題型中。近年廣東高考理綜化學計算考查點面分析，見表1。

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

1.3 運算難度由繁到簡，體現(xiàn)化學計算功能的逐步轉(zhuǎn)變

近年廣東理綜化學計算在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)計算向提取數(shù)據(jù)計算轉(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算向運用數(shù)據(jù)進行過程分析的能力過渡。化學計算更強調(diào)“體會定量研究方法對研究和學習化學的重要作用”。近年廣東高考理綜化學計算考查在四大題型的功能解讀，見表2。

化學的認識、理解、探索有定性和定量兩種途徑，化學計算從量化的角度豐富和完善了人們對化學世界的認識體驗，是學習自然科學的必要工具，它使化學研究更加科學和精細，從某種意義上來說，化學計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)科學素養(yǎng)追求的全面升級

考試說明強調(diào)對“接受、吸收、整合化學信息的能力”“分析問題和解決（解答）化學問題的能力”“化學實驗與探究能力”三種能力的考查。近年高考化學計算考查形式與內(nèi)容在知識與能力、過程與方法、探究與實證等方面進行繼承與創(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)速率和化學平衡考查為例進行分析說明，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)，這說明高頻考點除了會出現(xiàn)在熱點題型外，還會結(jié)合試題的價值取向、能力要求、素材特點進行題型拓展。（2）從素材選取來看，選擇內(nèi)容不斷拓寬。如化學平衡常數(shù)考查涉及酯化反應(yīng)、一碳化學、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）從問題和表達來看，設(shè)計角度多樣。如化學反應(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、速率計算等，涉及化學過程包括一步、兩步和三步反應(yīng)等?？梢钥闯觯河嬎憧疾樾问降耐脐惓鲂路从吵隹茖W素養(yǎng)考查的方向性與和引領(lǐng)性，評價的全面性、主題化和分散性。

1.5 考查角度由窄到寬，體現(xiàn)學科價值的社會化取向

“注重理論聯(lián)系實際；注重時代性和實踐性；關(guān)注科學技術(shù)和社會、經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展”一直是化學的功能追求?！白⒅啬芰涂茖W素養(yǎng)的考查，注重考查運用所學知識分析、解決具體問題的能力；強調(diào)知識之間的內(nèi)在聯(lián)系”是化學考試評價的重要標準[4]。高考試題關(guān)注環(huán)境、科技、能源與材料等生活常識或社會熱點，以物質(zhì)或問題為中心多角度挖掘素材的功能與價值，關(guān)注學生基礎(chǔ)學力與科學素養(yǎng)考查。這要求學生學會收集定性與定量數(shù)據(jù)，提升化學計算技能以及定量探究能力，挖掘素材中所蘊含的科學和人文價值。

2 化學計算問題突破的教學策略和關(guān)注點

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

大量事實證明，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，建立知識間的意義遷移，才能形成正確的解題思路和解題步驟。化學計算涉及基本概念、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)是化學計算的直觀依據(jù)和前提基礎(chǔ)。計算時需弄清反應(yīng)的物質(zhì)與數(shù)量的對應(yīng)關(guān)系、理解好比例關(guān)系、轉(zhuǎn)化過程及守恒思想。中學化學計算須重點關(guān)注7個概念和4類反應(yīng)：概念包括化學式、物質(zhì)的量、質(zhì)量分數(shù)、反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、pH和Ksp，涉及反應(yīng)有化學反應(yīng)、離子反應(yīng)、熱反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等。

化學計算同時也滲透和反映一定的化學思想，它是化學思想和化學觀念的具體化和操作化過程。常見化學核心思想有：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、科學方法到化學計算的不斷演繹和發(fā)展中，化學計算也體現(xiàn)出多樣性、概念性、綜合性和規(guī)范性等特點，核心思想從宏觀上勾勒出化學計算的知識維度和基本體系。

2.2 統(tǒng)籌專項訓練及主題綜合時段，進行化學計算的目標分解

筆者認為，高中低年級計算進行專項訓練內(nèi)容包括：感知基本概念、理解數(shù)量關(guān)系、強化過程規(guī)范。專項學習目標可分解為：（1）基本概念目標：包括內(nèi)容的理解及分段提升。（2）方法學習目標：包括方法種類及重點突破守恒法、關(guān)系法、比例法等核心方法。（3）思維過程目標：關(guān)注概念表達式、思維發(fā)展過程和科學規(guī)范要求。（4）結(jié)果表達目標：計算結(jié)果正確、有效數(shù)字精準及單位運算合理等。

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

2.3 加強宏觀類型和微觀過程研究，突破計算失分的瓶頸問題

通過筆者的調(diào)查，學生的計算認知觀念與實際能力反差較大。究其原因，主要有以下方面：（1）認為時間投入與試題得分常不匹配，考場中戰(zhàn)略性放棄較多，計算空白問題嚴重，有時間就做，沒時間就放棄。（2）計算涉及因素較多，處理信息能力欠缺。學生常見犯錯誤類型有：“審題性錯誤、知識性錯誤、思維性錯誤、心理性錯誤、運算性錯誤”[6]。①審題性錯誤表現(xiàn)為：未理解計算目標和要求，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、偏差甚至錯誤；②知識性錯誤表現(xiàn)為：基礎(chǔ)知識系統(tǒng)性差，概念原理的內(nèi)涵外延模糊等；③思維性錯誤表現(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、思維定勢等；④心理性錯誤表現(xiàn)為：怯場心理、盲目自信等；⑤運算性錯誤表現(xiàn)為：基本運算錯誤、單位換算錯誤、過程轉(zhuǎn)換錯誤等。

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

參考文獻：

[1]楊玉琴.化學計算的學科本質(zhì)及其教學[J].化學教學，2013，（10）：6～9.

[2]王磊，齊紅濤.化學計算解題教學的心理機制研究[J].化學教育，1996，（7）：6～9.

[3][4]廣東省教育考試院.2015年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試（廣東卷）語文、數(shù)學（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]夏時君.從近年廣東高考看2010年廣東理科綜合化學考綱[J].化學教育，2010，（4）：43～45.

[6]閆亞瑞.高中生解決化學計算問題的錯誤類型及原因探究[D].上海：華東師范大學碩士學位論文，2007：17～19.