廣東高考理綜化學計算的命題取向及教學策略

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個教學策略和關注點。

關鍵詞：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，蘊含著一定的數量關系，需要運用數學運算手段解決的化學問題。化學計算的學科本質是對化學問題的數學處理過程，即對物質的組成、結構、性質和變化規律的量化過程[1]。從內容范圍上看，主要涵蓋物質組成、物質結構、化學反應、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，它是認識物質及解決化學問題的重要能力構成，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）內容范圍穩中有變：延續對化學用語、物質組成、物質的量、基本反應、反應速率和化學平衡等內容要求，同時強化原理性知識在化學探究和化工基礎中的滲透。

（2）表述形式由整到散：呈現形式由版塊集中表述轉變為分散于其他主題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變[3]。

這種調整表明：計算要求已由相對封閉的內部知識靜態建構向相對開放的知識動態聯系發展；從基本技能走向知識運用的功能轉變，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。

1.2 考查點面由多到少，體現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、有機推斷和有機合成為內容”的有機基礎題（30題）、“以信息加工、圖像解讀和原理運用為重點”的反應原理題（31題）、“以流程信息、物料轉化和分離提純相滲透”的工藝流程題（32題）和“以實驗裝置、性質探究、方案設計和定量分析為環節”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考查背景下，計算分值保持穩定，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；反應速率、化學平衡、氧化還原、滴定分析等與大學內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新。

1.3 運算難度由繁到簡，體現化學計算功能的逐步轉變

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。從數據來源來看，由提供數據計算向提取數據計算轉化；從數據信息與問題解答關系來看，由直接匹配向間接相關轉化；從數據考查功能來看，由以技能考查為主的基本計算向運用數據進行過程分析的能力過渡。化學計算更強調“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，體現科學素養追求的全面升級

考試說明強調對“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新，追求考查“穩定”與“變化”二者的平衡。下面以近年廣東反應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）從考查內容來看，出現題型融合。化學平衡考查在反應原理題和工藝流程題均有出現，這說明高頻考點除了會出現在熱點題型外，還會結合試題的價值取向、能力要求、素材特點進行題型拓展。（2）從素材選取來看，選擇內容不斷拓寬。如化學平衡常數考查涉及酯化反應、一碳化學、弱電解質、難溶物轉化等方面，在聚集狀態方面也涉及固、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、表征轉化，能力方向和思維層次不斷變化，體現能力立意追求。（5）從問題和表達來看，設計角度多樣。如化學反應速率考查涉及因素分析、關系提煉、大小判斷、方案設計、速率計算等，涉及化學過程包括一步、兩步和三步反應等。可以看出：計算考查形式的推陳出新反映出科學素養考查的方向性與和引領性，評價的全面性、主題化和分散性。

1.5 考查角度由窄到寬，體現學科價值的社會化取向

“注重理論聯系實際；注重時代性和實踐性；關注科學技術和社會、經濟發展、生態環境之間的協調發展”一直是化學的功能追求。“注重能力和科學素養的考查，注重考查運用所學知識分析、解決具體問題的能力；強調知識之間的內在聯系”是化學考試評價的重要標準[4]。高考試題關注環境、科技、能源與材料等生活常識或社會熱點，以物質或問題為中心多角度挖掘素材的功能與價值，關注學生基礎學力與科學素養考查。這要求學生學會收集定性與定量數據，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注點

2.1 解讀基本概念及核心思想內涵，建構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涵，把握概念間縱橫聯系，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、物質性質和核心反應等因素，其中基本概念和核心反應是化學計算的直觀依據和前提基礎。計算時需弄清反應的物質與數量的對應關系、理解好比例關系、轉化過程及守恒思想。中學化學計算須重點關注7個概念和4類反應：概念包括化學式、物質的量、質量分數、反應速率、平衡常數、pH和Ksp，涉及反應有化學反應、離子反應、熱反應、氧化還原反應等。

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展中，化學計算也體現出多樣性、概念性、綜合性和規范性等特點，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容包括：感知基本概念、理解數量關系、強化過程規范。專項學習目標可分解為：（1）基本概念目標：包括內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、關系法、比例法等核心方法。（3）思維過程目標：關注概念表達式、思維發展過程和科學規范要求。（4）結果表達目標：計算結果正確、有效數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、過程方法和態度情感價值觀等目標，如反應速率就可分進行影響因素分析、方案設計和滴定分析。（2）計算情景設計包括研究對象、研究方向、信息選擇等方面，關注能力層次和方法運用，如影響因素數目變化、關系分析綜合、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，如平衡常數計算考查可從表達式考查、三段式過程考查和計算結果精確性考查，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、轉化和輸出過程把握缺失、偏差甚至錯誤；②知識性錯誤表現為：基礎知識系統性差，概念原理的內涵外延模糊等；③思維性錯誤表現為：思維品質中靈活性、變通性、批判性差，表現為角度單一，表征困難、思維定勢等；④心理性錯誤表現為：怯場心理、盲目自信等；⑤運算性錯誤表現為：基本運算錯誤、單位換算錯誤、過程轉換錯誤等。

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節和問題所在，做好問題的分類、歸因；把握計算核心環節，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一考試（廣東卷）語文、數學（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.