申燕　解慕宗　徐俊龍

摘要： 化學方程式書寫既是高中化學核心知識，又是高考的重點和易失分點。根據(jù)信息處理方式的不同對近六年新課標Ⅰ卷非選擇必做題中的信息型方程式進行分類，并以2018年深圳市高三第二次模擬考試相關(guān)數(shù)據(jù)為參考依據(jù)，針對信息型方程式書寫提出有效的復習備考策略。

關(guān)鍵詞： 信息型方程式; 數(shù)據(jù)分析; 新課標Ⅰ卷; 復習備考

文章編號： 1005-6629（2019）5-0022-06 ? ? ? ? ? ?中圖分類號： G633.8 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： B

1 ?引言

化學方程式是學習化學的重要工具，也是化學學科重要的符號語言，它精煉地表述了物質(zhì)的反應過程。在高中化學學習過程中，方程式的書寫占據(jù)舉足輕重的地位，學生在書寫方程式的過程中可以通過符號表征[1]的方式理解化學反應的實質(zhì)，分析物質(zhì)的化學性質(zhì)，精準把握其中量的關(guān)系。高考中化學方程式的考查形式多為信息型方程式（或稱為陌生方程式），此類方程式的書寫并非純粹的知識點再現(xiàn)，需要考生理解方程式所承載的豐富信息和學科內(nèi)涵。以信息型方程式的書寫為抓手，可以改變通過機械記憶即可得到高分的模式，促進化學觀念的內(nèi)化和學科素養(yǎng)的發(fā)展。然而，新情境中的符號表征對考生而言困難重重，故應提升復習的針對性和有效性。

近年來，信息型方程式的書寫是新課標Ⅰ卷的考查重點，其考查形式可分為書寫離子方程式和化學方程式，考查內(nèi)容涵蓋氧化還原反應和非氧化還原反應。本文基于信息處理方式的差異對近六年新課標Ⅰ卷中的信息型方程式進行歸類解析，基于SOLO分類理論[2]分析書寫不同類型信息型方程式需達到的思維等級水平，并以2018年深圳市高三第二次模擬考試有關(guān)信息型方程式的數(shù)據(jù)為參考依據(jù)，比較三類不同的信息型方程式的難度系數(shù)、難度曲線圖，探索其中的變化規(guī)律與趨勢，以期為復習備考提供參考。

2 ?試題研究與數(shù)據(jù)分析

信息型方程式在教材中未出現(xiàn)，陌生度高，故考查時在題干中會給予一定的有關(guān)該反應的信息，所給信息主要集中在兩方面： 物質(zhì)信息，即主要的反應物、產(chǎn)物信息，與反應相關(guān)的物質(zhì)（如催化劑）信息;環(huán)境信息，包括反應能夠發(fā)生的條件信息（如高溫等），反應發(fā)生的或物質(zhì)穩(wěn)定存在的酸堿性環(huán)境信息，氧化還原環(huán)境信息（如陽極等）。

2.1 ?2013～2018年新課標Ⅰ卷信息型方程式分析

按照對信息處理方式的不同，近六年新課標Ⅰ卷中信息型方程式大體可分為三類：

2.1.1 ?“直接提取”類

此類題目同時給出物質(zhì)信息（或主要物質(zhì)信息）以及環(huán)境信息，信息的呈現(xiàn)以圖像、表格等非文本形式為主，考生需對信息進行有效提取，才能正確作答。如2016年新課標Ⅰ卷第28題（2）要求寫出制備ClO2的化學方程式，從流程圖中即可獲得反應物為H2SO4、 SO2和NaClO3，生成物為NaHSO4和ClO2，以及反應發(fā)生的環(huán)境信息為常溫下的酸性環(huán)境。

從SOLO分類理論來看，書寫此類方程式時，需要考生從圖表中獲取物質(zhì)及環(huán)境信息，并應用守恒思想（元素守恒、得失電子守恒、電荷守恒等）將其配平。此過程中，考生能夠通過多個未經(jīng)整合的線索解決問題，故完成該類方程式書寫的思維層次屬于多元結(jié)構(gòu)（M）水平。

2.1.2 ?“判斷推理”類

在此類方程式題目中，發(fā)生反應的環(huán)境信息是已知的，而部分主要反應物或產(chǎn)物的信息卻是未知的，考生需依據(jù)化學學科知識或原理推斷出未知物質(zhì)。如2013年新課標Ⅰ卷第27題（3），由“酸浸”時加入H2SO4和H2O2，可判斷反應發(fā)生的環(huán)境為常溫下的酸性環(huán)境;此外，考生還需基于得失電子守恒思想對部分未知產(chǎn)物進行推斷，根據(jù)鈷的化合價從反應物LiCoO2中的+3價降為CoSO4中的+2價，得出H2O2中-1價氧的化合價需升高，即可判斷出另一主要產(chǎn)物為O2。

對于此類信息型方程式的書寫，考生除需從題干中獲取反應的環(huán)境信息，還需關(guān)聯(lián)各模塊的學科知識對未知物質(zhì)進行推斷，根據(jù)酸堿環(huán)境分析能夠與環(huán)境共存的物質(zhì)，再結(jié)合守恒思想進行配平。考生在物質(zhì)推斷的過程中使思維產(chǎn)生了邏輯關(guān)聯(lián)，因此相應的思維層次為關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)（R）水平。

2.1.3 ?“綜合分析”類

此類題目僅給出部分的主要物質(zhì)信息，而環(huán)境信息則以間接形式給出或不給出。如2015年新課標Ⅰ卷第27題（6）要求寫出以硼酸和金屬鎂為原料制備單質(zhì)硼的化學方程式?？忌鑼ε鹚岬男再|(zhì)進行聯(lián)想、類比和遷移，通過類比與其同主族的鋁元素最高價氧化物對應水化物的性質(zhì)，推斷反應發(fā)生的環(huán)境應為高溫，最終判斷金屬鎂轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物。

書寫此類信息型方程式時，考生需要根據(jù)題目中給出的部分物質(zhì)信息，推斷反應能夠發(fā)生的環(huán)境信息和其他物質(zhì)信息?？忌璩絾栴}本身形成個性化的推理方式來解決問題，思維層次應達到拓展抽象（E）水平。

從SOLO分類理論的角度可以看出，三類信息型方程式對考生思維水平的要求逐級上升?；谝陨戏治?，筆者對近六年新課標Ⅰ卷非選擇必做題中的信息型方程式進行分類匯總，其統(tǒng)計結(jié)果見表1。

近六年新課標Ⅰ卷出現(xiàn)的信息型方程式主要集中于“直接提取”和“判斷推理”兩種類型，而對“綜合分析”類方程式書寫考查較少，反映了新課標Ⅰ卷重點考查學生必備的核心知識和關(guān)鍵能力，要求學生具備化學基本觀念、掌握化學思維方法，體現(xiàn)了試題的基礎(chǔ)性和綜合性。從思維層次看，對M水平和R水平考查的比重較大，對E水平的考查較少，這與新課標Ⅰ卷以綜合性較強的試題多維度考查學生綜合能力的特點是一致的。E層次的試題要求考生具備很高的綜合素養(yǎng)[3]，能夠體現(xiàn)考試的選拔甄別功能。

2.2 ?對2018年深圳市高三第二次模擬考試信息型方程式的分析

2.2.1 ?信息型方程式的分類

基于上述分類標準，對2018年深圳市高三第二次模擬考試非選擇必做題中有關(guān)信息型方程式（共5小題）進行歸類分析。

第（2）小題的難度系數(shù)為0.34，考生需推斷其中的氧化產(chǎn)物，因此屬于“判斷推理”類信息型方程式。第（3）小題的難度系數(shù)為0.25，考生需依據(jù)流程綜合分析參與反應的物質(zhì)及反應發(fā)生的環(huán)境，并根據(jù)題意對反應相關(guān)原理或路徑做出判斷，因此屬于“綜合分析”類信息型方程式。

第（1）小題的難度系數(shù)為0.54，該小題的物質(zhì)和環(huán)境信息均已給出，屬于“直接提取”類信息型方程式。第（3）小題的難度系數(shù)為0.47，該小題的物質(zhì)信息已給出，并指明為陽極環(huán)境，屬于“直接提取”類信息型方程式。

匯總數(shù)據(jù)可知： 方程式書寫中，信息處理方式相同，難度系數(shù)也相近，且隨所給信息的減少，其相應的難度系數(shù)逐漸減小（見表2）。說明方程式書寫時需要考生綜合推斷的思維容量越大，其方程式書寫難度就越大，且相應的成績表現(xiàn)就會越不理想。

2.2.2 ?三類信息型方程式難度曲線分析

一般來說，全卷得分高的學生，在某道題目上的正答率也應較高。故在考試數(shù)據(jù)分析中，通常會制作試卷或題目的難度曲線圖來直觀地反映試題的質(zhì)量和學生的答題情況。圖像中該曲線的理想狀態(tài)應呈現(xiàn)上升趨勢，即對低分段考生而言試題偏難，對高分段考生而言試題較為容易。此次考試的全卷難度曲線（見圖1）呈現(xiàn)出了理想的上升趨勢，說明此次考試試題整體難度適中，區(qū)分度良好。

本文通過計算各個分數(shù)段考生在每道信息型方程式書寫考題中的難度系數(shù)值，并求得同類信息型方程式在相同分數(shù)段難度的平均值，得到三類信息型方程式的難度曲線圖。

理想情況下，三類信息型方程式的難度曲線與全卷的難度曲線應接近重合，兩者之間的區(qū)域面積可用于表征兩者的偏離程度。由圖可知，三類信息型方程式難度曲線圖偏離全卷難度曲線的程度從“直接提取”類到“判斷推理”類再到“綜合分析”類逐漸增大。比較三類信息型方程式難度曲線偏離程度、表2中的平均難度系數(shù)以及相應的SOLO思維水平，三者數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出較高的契合度。從曲線整體趨勢看，40分以下的考生完成三類信息型方程式均很困難（難度系數(shù)不足0.1）;對于40分以上的考生群體，三類信息型方程式的掌握情況隨總分分數(shù)段的提升而愈發(fā)良好。

以全卷難度曲線為參考輔助線，若實際曲線上的點偏離輔助線越遠，則說明該點對應分數(shù)段的學生在學習能力范圍內(nèi)本應得分的題目中失分越嚴重，相對應的題型在復習過程中應得到重點關(guān)注。平行于全卷難度曲線分別作另外三條曲線的切線，切點即為最大偏離點，將該偏離點對應的分數(shù)段定義為“最大偏離分數(shù)段”?！爸苯犹崛　鳖愋畔⑿头匠淌綄摹白畲笃x分數(shù)段”為30～39分，這部分學生化學成績中等偏下，約占全市考生總?cè)藬?shù)的8%;“判斷推理”類信息型方程式對應的“最大偏離分數(shù)段”為50～59分，約占全市考生總?cè)藬?shù)的14%，該學生群體的成績表現(xiàn)為中等水平;而對于“綜合分析”類信息型方程式的書寫，總分在60～69的學生群體偏離程度最大，此部分學生為中等偏上水平，約占全市考生總?cè)藬?shù)的18%。清晰的考生群體分數(shù)段劃分可以為分層教學提供參考，也為處于不同分數(shù)段的學生點明了復習應關(guān)注的重點和需突破的難點。

以上數(shù)據(jù)亦呈現(xiàn)出三類信息型方程式對應的“最大偏離分數(shù)段”中的考生人數(shù)依次增加，這就說明大部分考生通過二輪復習已經(jīng)掌握了“直接提取”類信息型方程式的書寫方法，其中總分在80分以上的學生群體（約為全市化學學科成績排名的前19%）已經(jīng)熟練掌握了此類信息型方程式的書寫方法（難度系數(shù)大于0.8，超過了全卷的難度系數(shù)），故考后應將精力集中于另兩類方程式的強化鞏固，進一步提煉兩類方程式的書寫技巧，力求實現(xiàn)質(zhì)的突破。特別是“綜合分析”類信息型方程式，對于分數(shù)段為90～100分的學生（約為全市化學成績排名的前4%），此題的難度系數(shù)約為0.8，說明大部分學優(yōu)生通過有效訓練完全能夠駕馭此類方程式的書寫。

此外，圖中“直接提取”類和“判斷推理”類曲線出現(xiàn)了交叉。究其原因，試題的難度值隨未知物質(zhì)推斷過程的復雜程度、方程式配平的難易程度而波動，且受控于學生對各個不同知識模塊的認知水平的差異。

3 ?思考與建議

3.1 ?呈現(xiàn)問題鏈，變式巧訓練

信息型方程式的書寫往往陌生度高、信息量大，需要學生既具備較強的信息獲取、加工和整合能力，又能綜合各模塊知識、利用有效證據(jù)進行推理。因此，復習備考時應在精選習題的基礎(chǔ)上，圍繞“一題多變”開展變式訓練，逐漸合理科學地變換題目所給信息，增大解題的思維容量。教師應基于對學生認知規(guī)律的研究，呈現(xiàn)一系列邏輯嚴密的SOLO問題鏈，通過簡約而高品質(zhì)的思維層級問題，增強學生思考內(nèi)容的彈性和靈活度[4]，促使學生多維而有序地掌握書寫各類信息型方程式的方法，在應用方法的過程中提升不同情境下劣構(gòu)問題的解決能力。

以“ClO2的制備”為例，設(shè)計出以下SOLO問題鏈，如表3所示。

SOLO問題鏈的設(shè)計，讓不同思維水平的學生都能找到適合自己的“最近發(fā)展區(qū)”，打破了學生凌亂存儲知識的狀態(tài)，使學生感受到知識間豐富的邏輯關(guān)系，建立對程序性知識的系統(tǒng)認識。

3.2 ?分層次設(shè)計，進階式學習

3.2.1 ?基礎(chǔ)為本，體現(xiàn)復習的精度

對于學習程度中等偏下的學生，建議將主要精力集中于“直接提取”類信息型方程式的突破。此類信息型方程式書寫失誤的主要原因是未能準確從題目中獲取有效物質(zhì)和環(huán)境信息，或未能熟練掌握方程式的配平方法。因此，復習時應注重對常見信息來源形式（如流程圖、反應裝置圖等）的總結(jié)歸納，不斷培養(yǎng)學生獲取有效信息的能力;該部分學生還需進一步鞏固方程式的配平技巧，提升對信息的加工整合能力，在不斷夯實必備知識的同時，逐漸形成清晰的物質(zhì)觀及反應觀?？傊?，對于此類學生，應立足于基礎(chǔ)知識和基本能力，通過契合學生認識水平的問題設(shè)計，引導學生進行思維聚焦，促使知識理解的模型化，提升復習的精度，讓學生學有所獲。

3.2.2 ?能力為先，反映知識的廣度

對于學習能力中等及中等偏上的學生，則可重點訓練“判斷推理”類信息型方程式的書寫。該部分學生對方程式的配平技巧駕輕就熟，對于此類信息型方程式的書寫，基于證據(jù)進行有效推斷是關(guān)鍵，正確的推斷源于學生對各模塊主干知識的熟練掌握，需要學生運用化學學科思想統(tǒng)攝基礎(chǔ)知識、基本原理的關(guān)聯(lián)應用。近六年新課標Ⅰ卷中信息型方程式中物質(zhì)推斷的依據(jù)如表4所示，此類信息型方程式涉及的知識點眾多，而知識的機械記憶對方程式的正確書寫并無助益。因此，教學設(shè)計應反映知識的廣度，融入典型素材，對問題進行階梯式設(shè)計，有效化解學習過程中的思維障礙點，提升學生的高階思維能力?？傊瑢τ诖祟悓W生，應以高階思維能力的提升為目標，通過豐富的素材、恰當?shù)囊龑嵘R的廣度。

3.2.3 ?素養(yǎng)為重，彰顯思維的深度

學優(yōu)生已構(gòu)建了完整的高中化學知識網(wǎng)絡(luò)體系，并具備一定的綜合分析判斷能力，能夠熟練運用所學知識解決新情境下的陌生問題。對于此類學生，應關(guān)注學生的深層思考和深度復習，通過“綜合分析”類方程式的書寫組織開展預測、設(shè)計、解釋等高級認知活動，想方設(shè)法及時捕捉學生在課堂上展示的認識角度，使學生的認識思路得以外顯，偏差認識得到糾正，認識模型在潛移默化中得到構(gòu)建、鞏固和運用[5]。因此，此類方程式的書寫有助于彰顯思維的深度，有效防止消極思維定勢的形成，激發(fā)學生的創(chuàng)造性，提升思維品質(zhì)，發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)。

致謝： 向?qū)Ρ菊撐慕o予悉心指導以及數(shù)據(jù)支持的深圳市化學教研員吳運來老師表示衷心感謝！

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