以“奇冰異水”為范例的情景信息題設計與應對策略

摘要:本文擷取以“奇冰異水”為載體的情景信息題作為范例，借用STSE理念設計一個“知識塊”并簡析解題策略。

關鍵詞:熱冰;玻璃態水;情景信息

文章編號:1005-6629(2010)05-0059-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B

高考試卷中的情景信息題有時以新科技、新產品和時事化學新聞相關問題為命題背景，材料新穎新奇，有強烈的時代氣息;有時也會給出新的化學事實、化學原理，以考查學生的自學能力。盡管起點很高，但考查的落點都在課本上，尤其注重對學生信息素養(信息的獲取、處理、加工和輸出)的考查，引導中學化學教學關注對學生信息素養的提升和解決問題能力的培養。

一般地，情景信息可分為“情景渲染型”、“情景有效型”以及“情景綜合型”等。所謂“情景渲染型”，即題干所描述的文字信息只起到介紹知識及其應用場合的作用，對于解題沒有實質性意義;所謂“情景有效型”，即信息中隱含重要的解題依據，對解題至關重要;所謂“情景綜合型”，即以上述兩種類型交織，信息量較大，虛虛實實，知識考點較多。

對待情景信息題，首先要以平和的良好心態面對，不要被大量陌生信息“嚇唬”住了;一般解題步驟:①認真審讀，敏銳地挖掘題中有用信息，摒棄冗余信息;②迅速聯想，敏捷地從大腦中提取出貯存的相關經驗;③信息加工，通過新舊知識的遷移、轉換、重組等思維過程，使有用信息與大腦中的已有經驗“掛鉤”、“同化”、“順應”，從而解決問題。

為有效應對，下面以“奇冰異水”作為范例，設計一個“知識塊”并簡析解題策略。

1“奇冰”

1.1 熱冰

[習題設計1]科學家發現在特殊條件下，水能表現出許多有趣的結構和性質。一定條件下給水施加一個弱電場，常溫常壓下水瞬間結成冰，俗稱“熱冰”。下面是計算機模擬圖，如圖1為水，圖2為“熱冰”。“熱冰”有許多實用價值，如開發新藥、用于納米打印機等。

下列關于“熱冰”的敘述不正確的是____

A.“熱冰”熔化時所克服的作用力類型與固態氨相同

B.水凝固成“熱冰”所發生的變化是化學變化

C.采用“弱電場”的條件，說明水分子是極性分子

D.利用該性質，人們在常溫常壓下就可建成溜冰場

[解析]本題考查的知識點主要有氫鍵、分子極性、物質變化類型和用途等。“熱冰”也是冰，分子間存在氫鍵，“熱冰”熔化需要克服范德華力和氫鍵，而固態氨的分子間也是以范德華力和氫鍵結合的，所以二者熔化時克服的作用力類型相同。水凝固成“熱冰”，分子組成還是H2O，所以是物理變化。由于水分子中氧原子一端略帶部分負電荷，氫原子一端帶部分正電荷，正負電荷重心不能重合，所以水分子是極性分子，只有極性分子才會受到外加電場的作用。基于“熱冰”可以在常溫下存在，可以設想它有許多特殊的用途，如建溜冰場、冰雕等。所以正確答案是B。

[點撥提升]解決此類題，考生必須具有三個層次的能力:①閱讀能力:能通過讀題弄清楚命題者的意圖。②分析能力:能分析題目中每一個信息與我們所學知識之間的聯系。③運用知識解決問題的能力。另外，對于晶體結構問題，還要特別注重觀察能力和空間想象能力的培養。

1.2 鑲嵌冰

[習題設計2]2004年4月14日中科院網報道，中科院物理所王恩哥小組首次證明存在一種穩定的二維冰相。它是由四角形和八角形的氫鍵網格交替組成的，研究人員把這種新的冰結構命名為“鑲嵌冰”，結構如圖3所示。有趣的是，這種“鑲嵌冰”可以在室溫下穩定存在。

下列有關這種“鑲嵌冰”的推測肯定不正確的是____

A. 密度可能比4 ℃水大

B. 和冰的晶胞堆積方式不同

C. 是二維冰相，所以分子中O是sp2雜化

D. 屬于分子晶體

[解析]“鑲嵌冰”的形成必然導致分子間間隙增大，體積膨脹，所以密度會減小，小于4 ℃時的最大密度值1 g·cm-3。從“鑲嵌冰”的二維圖示及相關信息可知，“鑲嵌冰”和冰的堆積方式是不同的。盡管冰是人們迄今已知的由一種簡單分子堆積出結構花樣最多的化合物，但是水分子的結構并未變化，氧原子的雜化方式仍為sp3。組成“鑲嵌冰”的微粒是水分子，分子間的相互作用是范德華力和氫鍵，因而是分子晶體。所以正確答案是A、C。

[點撥提升]本題提供文字和圖示信息，考查學生閱讀、識圖和分析問題的能力，涉及的知識點有晶體結構與類型、原子雜化方式等。這種題彰顯能力立意，因此首先要吃透題意，汲取信息的“真核”，靈活準確地遷移應用，決不能照貓畫虎，僅僅停留在一知半解、不求甚解層面上。

2“異水”

2.1小分子團水

[習題設計3]小分子團水，也叫小分子團活水。由解放軍總裝備部軍事醫學研究所研制的小分子團水，解決了醫務人員工作時的如廁難題。新型小分子團水，具有飲用量少、滲透力強、生物利用度高、在人體內儲存時間長、排放量少的特點。一次飲用125 mL小分子團水，可維持人體6小時正常需水量。

下列關于小分子團水的說法正確的是_____

A. 水分子的化學性質發生了改變

B. 水分子中氫氧鍵縮短

C. 水分子間的作用力減弱

D. 水分子間結構、物理性質改變

[解析]小分子團水只是水分子借助于分子間作用力的增強而形成的稍微“緊密”的分子簇，水分子間的結合方式發生了變化，其密度等物理性質也會發生變化，但水分子的化學性質、氫氧鍵參數、分子構型等分子固有的本性并未發生任何變化。所以正確答案是D。

[點撥提升]破解情景信息題的關鍵是從化學視角切入，有效提取和應用信息。那么，怎樣才能有效?有效應該表現在有限時間內迅速對信息進行解讀、篩選和運用，尤以培養思維的敏捷性為最佳途徑。這要求我們在平時教學中，做好示范和引領，讓學生在解題訓練中真正體驗到方法，習得解題經驗，從而歸納、提升，內化為終身受用的科學素養和綜合分析能力。

2.2 玻璃態水

[習題設計4](2002年上海卷第10題) 水的狀態除了氣、液和固態外，還有玻璃態。它是由液態水急速冷卻到165 K時形成的，玻璃態的水無固定形狀，不存在晶體結構，且密度與普通液態水的密度相同。

有關玻璃態水的敘述正確的是____

A. 水由液態變為玻璃態，體積縮小

B. 水由液態變為玻璃態，體積膨脹

C. 玻璃態是水的一種特殊狀態

D. 玻璃態水是分子晶體

[解析]從題給信息中可知，由于玻璃態水的密度與普通液態水的密度相同，可判斷等質量的水由液態變成玻璃態，其體積不會改變。玻璃態水無固定形態，自然也就不存在晶體結構，因此，玻璃態水是水的一種特殊形態。正確答案是C。

[點撥提升]如何運用鮮活的科研素材作為載體，納入課堂，讓經典知識與時俱進，是新課程改革背景下中學化學教學無法回避的一個現實問題。可以預見，學生在學習中，如能以更加開闊和更加綜合的視野審視生產和生活實際，將會更加深刻地理解科學的價值和局限性以及科學與社會、技術、環境的相互關系，從而養成正確的情感、態度和價值觀，為終身發展打好基礎。

總之，學生在解答情景信息題的過程中，除了能深刻理解化學概念和原理之外，更深層次的意義還在于嘗試運用化學原理和方法參與公眾事務的討論或作出相關的個人決策，為將來學習方向和職業選擇做必要的準備，這才是有意義學習的終極目標。