2019年高考化學(xué)計算題的特點與啟示

周 梅，曾兵芳

(貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院，貴州 畢節(jié) 551700)

隨著新課程高考改革的進行，高考化學(xué)試題在一定程度上發(fā)生了變化，作為考查學(xué)生運用數(shù)學(xué)的計算能力也貫穿在新課程高考中。在新課程背景下，每一年高考化學(xué)中的計算題在考查學(xué)生基礎(chǔ)知識和基本技能的同時，還考查了學(xué)生的創(chuàng)新思維和探究能力以及綜合能力。這樣的命題特點體現(xiàn)鮮明的時代性，同時也體現(xiàn)了新課程的核心價值觀。本文主要是通過對2019年六套高考化學(xué)試題中的計算題進行研究，探究2019年試題的特點，并以此能為對計算題的教學(xué)具有一定的啟示。

1 2019年高考化學(xué)計算題考查內(nèi)容的統(tǒng)計

表1 2019年高考化學(xué)計算題考查內(nèi)容統(tǒng)計

從表1中可以看出，2019年高考自主命題省市除了上海外，只有北京市、天津市和江蘇省三個省市，逐步形成為全國Ⅰ、全國卷Ⅱ和全國卷Ⅲ的教育部考試中心進行命題。從整套試卷的分值來看，計算題的分值比較接近，跟往年相比，相差不大，最高的分值高達(dá)27分。由此可見計算題在高考試題中占了相當(dāng)部分的比重，并且六套試題中的計算的分值差異性小。全國卷Ⅰ、全國卷Ⅱ、全國卷Ⅲ、北京卷、天津卷和江蘇卷中計算題的分值分別為21分、27分、20分、20分、23分和24分，分別占試卷總分的21%、27%、20%、20%、23%和20%。特別是全國卷Ⅰ、全國卷Ⅱ和全國卷Ⅲ卷中化學(xué)計算題的分值趨近于平衡。2016年全國卷Ⅰ、全國卷Ⅱ和全國卷Ⅲ卷中化學(xué)計算題的分值分別為24分、10分、7分，分別占試卷總分的24%、10%和7%，第1次出現(xiàn)全國卷Ⅰ的化學(xué)計算題明顯低，且它們之間相差較大；經(jīng)過四年的高考試題命題的科學(xué)化，2019年全國卷Ⅰ、全國卷Ⅱ和全國卷Ⅲ卷中化學(xué)計算題的分值分別為21分、27分、20分，分別占試卷總分的20%、27%和20%，計算題的分值趨近于平衡，且分值為20分以上，計算題的價值更體現(xiàn)出來。

2019年新課程高考化學(xué)試卷計算題與往年高考相比，知識點考查變化不大，主要是基本知識和基本技能，主要注重對阿伏伽德羅常數(shù)、物質(zhì)的量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)速率、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、氧化還原、pH值、焓變、平衡轉(zhuǎn)化率、體積、濃度、化學(xué)式以及化合價等知識點的考查，考查基礎(chǔ)知識主要是要求回歸課本，注重應(yīng)用。每一套試卷皆涉及了計算題，且大多以填空題的形式為主，但選擇題也占一定的比例。這些知識點皆屬于基本知識，但每次總能以不同的形態(tài)來考查學(xué)生，重點突出，主要考查了學(xué)生理解掌握基礎(chǔ)知識、分析判斷、歸納總結(jié)和應(yīng)用化學(xué)知識等綜合能力，有利于促進和提高學(xué)生聯(lián)系實際、綜合運用、思維創(chuàng)新和科學(xué)探究能力。

2 2019年高考化學(xué)計算題的特點

2.1 注重基礎(chǔ)化學(xué)知識的考查

高中化學(xué)計算題屬于化學(xué)技能性知識，注重數(shù)學(xué)知識在中學(xué)化學(xué)中的應(yīng)用，服務(wù)于高中化學(xué)知識的學(xué)習(xí)。新課程改革以前，化學(xué)計算題過于注重繁瑣的數(shù)學(xué)運算，特別是注重計算技巧。新課程改革后，高考化學(xué)計算題回歸到了化學(xué)知識本質(zhì)的學(xué)習(xí)，化學(xué)計算服務(wù)于化學(xué)知識的學(xué)習(xí)。2019年化學(xué)計算題保持新課程改革以來的命題方式，計算題不僅僅主要考查學(xué)生對的掌握程度，還考查學(xué)生的分析能力。2019年化學(xué)計算題主要對阿伏伽德羅常數(shù)、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量的濃度、化學(xué)式、化學(xué)方程式、pH值、化學(xué)平衡常數(shù)等基本知識的考查，并且這些基礎(chǔ)知識沒有錯綜復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，有利于學(xué)生的化學(xué)基本物理量和基本概念的考查理解。如全國卷Ⅰ選擇題第10題選項的物質(zhì)的量濃度計算，江蘇卷選擇題第11題C選項的阿伏伽德羅常數(shù)的計算，第18題第2小問的物質(zhì)的量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算，并要求寫出物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算過程，第19小題第1小問的KSP計算等。全國卷Ⅱ中26題第(3)小問中“樣品中S2-的含量為”時，運算相對一些復(fù)雜些，但只要求“寫出表達(dá)式”，注重數(shù)學(xué)邏輯思維能力在化學(xué)計算中的應(yīng)用，而不是考查學(xué)生繁瑣的計算。

2.2 考查化學(xué)計算知識的同時更注重對學(xué)生綜合能力的考查

2019年六套高考化學(xué)試卷中，并未出現(xiàn)單獨的大題，而是將其融合到了必修模塊和選修模塊中，無論是在必修還是在選修中，均有計算題出現(xiàn)。大多都是出現(xiàn)在填空題中，也有一小部分出現(xiàn)在選擇題中。自2007年新課程高考以來，新課程高考化學(xué)卷中相當(dāng)一部分試題，不是單就某一個知識點來考查，而是多知識點、多層面、多角度和多方位地考查，以高中化學(xué)核心知識和主干知識為載體，從高視角和較低起點入手，以能力考查為主導(dǎo)，注重化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，充分體現(xiàn)了基礎(chǔ)性與綜合性的并重[1]。2019年高考化學(xué)試題中的化學(xué)計算題也體現(xiàn)上述的命題理念。如全國卷Ⅲ選擇題第11題：“設(shè) A為阿伏伽德羅常數(shù)值，關(guān)于常溫下pH值=2的H3PO4溶液，下列說法正確的是？”不僅是考查阿伏伽德羅常數(shù)，還考查了離子中所含的微粒數(shù)、電荷守恒、電離平衡及其影響因素和溶液酸堿性等的知識。全國卷Ⅱ中第27題以“環(huán)戊二烯是重要的有機化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)”為素材，考查化學(xué)反應(yīng)原理，包括化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、電解池等重要的化學(xué)知識，并且其中第27題第(1)(2)(3)小問考查的相關(guān)化學(xué)計算，涉及焓變、反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、化學(xué)平衡常數(shù)的計算機數(shù)據(jù)曲線的應(yīng)用等。此類題不僅僅是考查高中生化學(xué)計算能力，更注重將化學(xué)計算和化學(xué)知識相融合，考查高中生運用所學(xué)基本概念和基本原理的綜合分析能力，充分體現(xiàn)新課程改革核心素養(yǎng)下的化學(xué)價值觀。

2.3 注重化學(xué)計算和生產(chǎn)生活實際相結(jié)合的考查

在新課程高考化學(xué)試卷中，涉及化學(xué)計算考查的試題大多以生產(chǎn)生活實際問題為背景，注重在探究或解決實際問題的過程考查學(xué)生的化學(xué)計算能力[2]。2019年高考化學(xué)計算題考查并不是獨立的設(shè)置，而是與化學(xué)工業(yè)、生物化學(xué)、制藥工程和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域息息相關(guān)。例如全國卷Ⅰ第27題以硫酸鐵銨[NH4(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽，并以之為背景采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨，第(5)小問通過計算樣品中結(jié)晶水的個數(shù)來確定硫酸鐵銨晶體的化學(xué)式，計算得出的化學(xué)式NH4(SO4)2·xH2O。全國卷Ⅰ第28題以“水煤氣變換是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中”為背景來滲透化學(xué)計算，第(2)小問計算在平衡體系中H2的物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，第(3)小問根據(jù)數(shù)據(jù)曲線判斷焓變的值和活化能的值，第(4)小問根據(jù)分壓隨時間變化關(guān)系曲線計算化學(xué)反應(yīng)速率和關(guān)系曲線的應(yīng)用。

2.4 注重化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查

學(xué)科核心素養(yǎng)是《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》的關(guān)鍵詞，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是“明確了學(xué)生學(xué)習(xí)該學(xué)科課程后應(yīng)達(dá)成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力”，對知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀三維目標(biāo)進行了整合?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》將化學(xué)核心素養(yǎng)分為“宏觀辨識與微觀探析”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”五個方面[3]。近些年來，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在高考化學(xué)試題中的考查是重中之重。例如全國卷Ⅰ第7題以“中華文明象征之一的”陶瓷為載體，“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色和“世界文明的秦兵馬俑”的考查，體現(xiàn)了傳承我國科學(xué)文化，挖掘中華民族優(yōu)秀文化中的工匠精神等“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)，厚植愛國主義情懷，將立德樹人的根本任務(wù)落實到實處。這類考題在2019年高考化學(xué)試題中比比皆是。

“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的思維核心，課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出“建立觀點、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系”，“建立認(rèn)知模型，并能運用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律”等。高考化學(xué)計算題命題理念的轉(zhuǎn)向是這一核心素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。2019年六套高考化學(xué)試題有許多計算題都是運用圖表和數(shù)學(xué)模型來解決，借助于數(shù)學(xué)模型，利用圖形、圖表的方式分析解決化學(xué)計算中的有關(guān)問題，要求學(xué)生具有較強的識圖能力、數(shù)據(jù)處理能力和學(xué)科間的融合能力[4]。2019年全國卷Ⅲ第28題第(1)中“剛性容器中，進料濃度比c(HCI)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時HCI平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系”,根據(jù)進料濃度比c(HCI)∶c(O2)=1∶1的數(shù)據(jù)計算K(400 )的值。該題探究的溫度影響平衡轉(zhuǎn)化率,根據(jù)HCI平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系，利用圖形曲線，考查學(xué)生的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”這一核心素養(yǎng)。這一類題目考查的不僅是看到一個小題的知識，而是一個大題融合許多的知識。由此可以看出，要解決與此類問題有關(guān)的題時，除了要求學(xué)生有較強的分析數(shù)據(jù)能力之外，還要求必須有學(xué)會融合各科之間的能力。

3 教學(xué)啟示

3.1 加強高中化學(xué)的核心知識和主干知識的教學(xué)

隨著新課程高考改革，高考化學(xué)注重的是對高中化學(xué)核心知識和主干知識的考查，以高中化學(xué)核心知識和主干知識為載體來對學(xué)生能力考查。并且新課程高考中的化學(xué)計算題并不是單純地考查學(xué)生最基本的數(shù)學(xué)運算能力，而是以高中化學(xué)的主干知識為命題切入點，對學(xué)生思維的邏輯性、敏捷性、發(fā)散性、創(chuàng)造性以及相關(guān)學(xué)科知識運用能力進行考查[5]?；诖耍谡n堂教學(xué)中，化學(xué)教師應(yīng)注重對高中化學(xué)核心知識和主干知識的教學(xué)，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，進行探究性教學(xué)，將核心知識進行深度理解學(xué)習(xí)，并將化學(xué)計算技能的學(xué)習(xí)融入到知識的學(xué)習(xí)中，形成知識結(jié)構(gòu)化和網(wǎng)絡(luò)化。

3.2 回歸教材，領(lǐng)會課程標(biāo)準(zhǔn)

高考化學(xué)試題體現(xiàn)“以能力測試為主導(dǎo)，以現(xiàn)實問題立意”的命題理念，高起點，低落腳，很多試題都能在教材中找到背景特別是化學(xué)計算題。近些年來計算題考查的學(xué)生最基本的數(shù)學(xué)運算能力，而不是繁瑣的計算。所以在高中化學(xué)新課教學(xué)中和高考備考中，要引導(dǎo)學(xué)生回歸教材，基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)理念，特別是學(xué)業(yè)質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)，進行合理的教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生積極的思維能力的培養(yǎng)，而不總是題海戰(zhàn)術(shù)。利用好教材中計算例題的價值和精選相關(guān)化學(xué)計算習(xí)題，加強基本化學(xué)計算方法和解題方法的教學(xué)。

3.3 注重基于素養(yǎng)為本的教學(xué)

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是新版課程標(biāo)準(zhǔn)的重要理念，其不是對原有“三維目標(biāo)”的否定，而是對“三維目標(biāo)”的整合和超越?；瘜W(xué)計算題是考查“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”重要載體，注重證據(jù)的價值和科學(xué)方法的價值。大多數(shù)的高考試題都是以現(xiàn)實生活為背景設(shè)計的，為了針對解決生活中的某一問題設(shè)計的，計算能力的考查融入其中。在高中化學(xué)教學(xué)中要以素養(yǎng)為本進行教學(xué)，從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的生活實際出發(fā)，開展探究性教學(xué)，注重學(xué)科思維和學(xué)科思想的教學(xué)，從核心素養(yǎng)的五個方面進行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生從解決生產(chǎn)生活實際問題中來學(xué)習(xí)化學(xué)。