必做非選擇題分班型教學策略研究實踐

黑龍江 肖洪波 畢繼明

在公益項目組的全體老師共同合作、努力的基礎上，老師們順利完成了科研項目前期第一、二階段的研究工作。在已獲得成功的基礎上，公益項目組的全體老師共同對必做非選擇題部分中的三類(工藝流程題、化學綜合實驗、化學反應原理)進行了深入的研究整理。首先，公益項目組的全體老師分成三個研究組各負責一類題型，分別從橫向(同年不同卷)比較了相同題型的命題特征，縱向(同卷不同年)比較了相同題型的命題變化。其次，每個課題教研組針對自己負責的題型命題流程進行了調研研究，確定每種題型命題的一般流程模式。再次，從化學學科核心素養的角度對每種題型設問點進行了分析。最后，對每種題型命題的常規設問方式進行了歸納，初步形成必做非選擇題分班型教學策略。結合學生實際情況對同類題型在不同班級(重點班、普通班、特長班)進行授課，根據學生的課堂反饋對課件和總結進行了有針對性的調整，探尋不同班型和不同層次學生的有效的教學方法，形成必做非選擇題分班型教學策略。

一、命題設問剖析

1.工藝流程題

工業流程圖常以“簡化真實工業流程、創設陌生情境”為載體，題干一般較為復雜，且信息量較大。試題主要可以分為兩類，一類以物質的生產或制備為目的，另一類以混合物的分離提純兼顧工業廢物的處理為目的。題目主要分為題干、流程圖和設問三個部分。其中設問主要圍繞以下知識點：

(1)以化學反應速率考查對原料的初步處理，包括原料的粉碎目的，浸取條件的選擇與目的，溫度的控制等。

(2)以化學反應為知識點考查物質分離轉化，包括化學方程式或離子方程式的書寫與計算，轉化率、產率的計算，轉化或除雜劑的選擇與目的等。

(3)以實驗基本操作考查物質的分離、洗滌、提純、干燥，分離除雜中pH的控制，結合Ksp的計算。

(4)以綠色化學考查資源的循環、回收和利用。

2.化學綜合實驗

化學綜合實驗常以“實驗裝置”為載體，以考查“物質的制備或物質的探究”為目的進行設計?！皩嶒炑b置”通?？梢苑纸鉃閷嶒灥陌l生裝置、除雜裝置、物質的收集驗證或制備裝置及尾氣處理裝置四個部分；“物質的制備或物質的探究”實驗一般包括定量探究、定性探究、定量和定性探究。其中設問主要圍繞以下知識點：

(1)實驗的發生裝置主要圍繞實驗裝置的凈化、不同類型漏斗的選擇、原料導入為考查點設問。

(2)除雜裝置主要以除雜劑、干燥劑選擇或操作目的等為考查點設問。

(3)物質的收集驗證或制備通常圍繞化學方程式或離子方程式的書寫、物質檢驗的現象分析、實驗裝置的防倒吸、實驗裝置內體系與外界進行氣體交換等設問。

(4)尾氣的處理常圍繞吸收或防止空氣污染設問。

(5)定量探究以酸堿中和滴定或氧化還原滴定為考查點設問。

(6)定性探究以實驗裝置的選擇與連接、實驗裝置內試劑發生反應的先后順序、試劑的選擇為考查點設問。

(7)定量和定性探究以物質的純度、轉化率等為考查點設問。

3.化學反應原理

化學反應原理以“反應熱的計算、化學反應速率與化學平衡、電化學基礎”三個部分為切入點設計問題。其中設問主要圍繞以下知識點：

(1)反應熱的計算主要以能量變化圖或蓋斯定律等創設情景，考查熱化學方程式的書寫或計算反應熱；以物質微觀轉化流程圖考查ΔH、活化能及鍵能。

(2)化學反應速率與化學平衡以化學反應速率的計算、化學平衡狀態的判斷、化學平衡的移動、等效平衡、反應物的轉化率、化學平衡常數等為考查點設問。

(3)電化學基礎以原電池或電解池為考查點，圍繞原電池正、負極判斷、電解池陰、陽極的判斷、電極反應式的書寫、電路中電子轉移數目等問題展開設問。

二、學生學情分析

特長班主要針對音樂、美術、體育、傳媒的學生，大部分特長生由于專業訓練課而導致文化課學時不足，高校對該部分同學的分數要求通常為普通分數線的60%左右。大部分學生基礎知識掌握的不扎實，學生對化學知識分析、審題、運用能力都相對較弱，已經掌握的知識在解題時也不能靈活運用。所以對于這部分學生主要要抓基礎，掌握答題技巧。

普通班學生的學生基礎知識略好，學生能力不均，有的學生對學習的興趣不濃。在設計練習時，基礎知識占到很大一部分，要抓住關鍵，緊扣教材。要以針對典型高考題為例題進行分析精講精練，適當設計略有難度，梯度習題，同時要注意加強學生學習策略和學法的指導。

重點班學生基礎較好，能夠較好地深化概念，對于基礎問題能夠獨立解決。指導這部分學生要了解命題趨勢和新的命題角度，注重培養學生的解題技巧和應試能力。

三、工藝流程題分班型突破

1.工藝流程分析

工藝流程可以拆分為原料及其預處理、工業要求與反應條件的控制、目標產品的分離和提純三個過程。

2.分班型教學策略

【例1】(2019·全國卷Ⅲ·26)高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備，工藝如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：

相關金屬離子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：

金屬離子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+開始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9

①流程分析

②分班型教學(特長班)

主要針對流程圖問題中的原料、預處理、工業要求與反應條件的控制部分中簡單問題、產品的分析重點強化訓練。解題時可以讓學生從工業流程的目的入手，了解工業操作和實驗操作的一般方法和步驟，熟知一般信息的提取和有效轉化。

問題(1) “濾渣1”分析：根據原料成分分析可知硫錳礦中的硅元素以SiO2形式存在且不溶于硫酸，即“濾渣1”含有S和SiO2，結合“濾渣1”中的硫可知二氧化錳和硫化錳在酸性條件下生成硫酸錳和硫。

問題(2) “氧化”后調節溶液的pH得到“濾渣2”，由題目分析可知：溶浸液中鐵元素的存在形式為Fe2+，而“濾渣2”為Fe(OH)3和Al(OH)3，因此添加適量的MnO2的作用是將溶浸液中的Fe2+轉化為Fe3+。

問題(3) 相關金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍分析可知：溶液的pH范圍應調節為4.7～6之間。

③分班型教學(普通班)

學生能夠掌握對流程圖問題中的原料、預處理、工業要求與反應條件的控制部分中簡單問題部分的解題方法，需要在工業要求與反應條件的控制部分略有難度的問題中強化提升。解題時可以讓學生從工業流程的目的入手，強化提升學生對流程圖的分析能力。使學生逐步掌握工業操作和實驗操作與化學知識聯系，并應用解決問題。

問題(5) HF為弱酸，若溶液酸度過高，H+和F-會生成弱電解質HF，溶液中c(F-)減小，MgF2沉淀的溶解平衡正向移動，導致Mg2+無法沉淀完全。

問題(6) “沉錳”的過程中Mn2+使碳酸氫根離子向電離的方向移動，同時生成H+與碳酸氫根離子生成CO2，有效地將工業操作目的與化學知識的應用結合到一起。

④分班型教學(重點班)

學生能夠對流程圖問題中的原料、預處理、工業要求與反應條件的控制中部分中等難度的問題都有效的解決。解題時可以讓學生從工業流程的目的入手，需要在工業要求與反應條件的控制部分略有難度的問題、信息提取問題、知識的遷移能力等方面強化提升。對部分問題的處理如下：

問題(7) 化合物的化學式出現了未知數，解題時需要學生提取有效的信息，利用Li遷移至堿金屬元素的化合價，根據化合物化合價的代數和為零，解決該題目。

四、化學綜合實驗分班型突破

1.化學綜合實驗分析

Ⅰ.制備類化學綜合實驗裝置可以解離發生裝置、除雜裝置、收集驗證或制備裝置及尾氣處理裝置四個部分。

Ⅱ.探究類化學綜合實驗裝置可以解離發生裝置、探究裝置I、凈化裝置、探究裝置Ⅱ……尾氣處理裝置等。

2.分班型教學策略

【例2】(2018·北京卷·28)實驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質。

資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產生O2，在堿性溶液中較穩定。

(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)

(2)探究K2FeO4的性質

①流程分析

②分班型教學(特長班)

主要針對流程問題中的發生裝置、除雜裝置、制備裝置部分中簡單問題、尾氣處理方法重點強化訓練。解題時，可以讓學生從實驗的目的入手，發生裝置為了產生××、制取××等；除雜裝置為除去××，而達到防止××的影響或干擾；尾氣處理為了吸收××，防止××污染。

問題① KMnO4具有強氧化性，結合目的和信息提示可完成化學方程式。

問題② 根據①可知除雜目的是為了除去HCl雜質，所用試劑為飽和食鹽水。

問題③ 由實驗目的和信息可知，副反應為氯氣和氫氧化鉀反應。

③分班型教學(普通班)

學生對流程問題中的發生裝置、除雜裝置、尾氣處理基本上都可以較好的解決、也能夠掌握制備裝置部分中簡單問題的解決方法，但需要強化訓練。解題時，可以讓學生從實驗目的入手，針對物質的檢驗和鑒別強化訓練。掌握一般固體、溶液或氣體的檢驗方法(取少量試樣于潔凈的試管中，加入××試劑，表述現象，得出結論)。根據常見離子的檢驗和知識遷移可以完成此項問題。

④分班型教學(重點班)

學生對流程問題中的發生裝置、除雜裝置、制備裝置部分中簡單問題、尾氣處理基本上都可以較好的解決、也能夠掌握簡單問題的解決方法，重點應針對探究性或實驗拓展等問題的解決和實驗設計方面的強化訓練。解題時，可以讓學生從探究性實驗的目的入手，掌握問題分析方法。掌握對陌生實驗裝置進行分析與遷移，掌握探究性實驗方案設計或評價的一般步驟實驗，側重考查實驗操作目的、實驗現象的表述、實驗方案的設計或評價。根據實驗現象分析和實驗方案設計與評價的分析可以完成此項問題。

【例3】(2018·全國卷Ⅱ·28)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍圖?；卮鹣铝袉栴}：

①流程分析

②分班型教學(特長班)

主要針對流程問題中的發生裝置、探究裝置部分中簡單問題、尾氣處理方法重點強化訓練。解題時，可以讓學生從實驗探究的目的入手，發生裝置為了產生××、要探究××，凈化裝置中××對探究可能產生影響，尾氣處理為了吸收××，防止××污染。根據對探究除雜原則和實驗操作分析可以解決此類問題。

③分班型教學(普通班)

學生對流程問題中的發生裝置、探究裝置部分中簡單問題、尾氣處理中一般性問題基本上都可以較好的解決，但需要強化訓練。解題時，可以讓學生從實驗的探究目的入手，掌握常見陽離子(銨根離子、二價鐵離子、三價鐵離子和鋁離子)、常見陰離子(氯離子、硫酸根離子)和常見氣體(二氧化硫、二氧化碳、氨氣)的檢驗。根據對離子檢驗及知識的遷移分析可以解決此類問題。

④分班型教學(重點班)

學生對流程問題中的發生裝置、探究裝置部分中簡單問題、尾氣處理問題基本上都可以較好的解決，重點在探究性拓展等問題的解決和實驗設計方面強化訓練。解題時，可以讓學生從探究性實驗的目的入手，重點對陌生探究性問題進行分析與遷移。

由于高錳酸鉀無法直接測定三價鐵離子，因而加入過量的鋅粉將其轉化為二價亞鐵離子，后通過高錳酸鉀滴定，完成知識的一次遷移，根據氧化還原反應中電子守恒原則確定離子轉化過程中的比例關系，完成知識的二次遷移，最后完成計算。這部分知識需要學生的綜合能力較強，應該循序漸進培養。

五、化學反應原理

1.化學反應原理分析

化學反應原理通?？梢越怆x為“反應熱的計算、化學反應速率與化學平衡、電化學基礎”三個部分，使學生逐步切入問題。

2.分班型教學策略

【例4】(2019·全國卷Ⅲ·28)近年來，隨著聚酯工業的快速發展，氯氣的需求量和氯化氫的產出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉化為氯氣的技術成為科學研究的熱點?；卮鹣铝袉栴}：

(2)Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行：

ΔH1=83 kJ·mol-1

ΔH2=-20 kJ·mol-1

ΔH3=-121 kJ·mol-1

(3)在一定溫度的條件下，

(4)在傳統的電解氯化氫回收氯氣技術的基礎上，科學家最近采用碳基電極材料設計了一種新的工藝方案，主要包括電化學過程和化學過程，如圖所示：

①設問流程分析

②分班型教學(特長班)

主要針對基本問題中的反應熱計算、影響平衡移動的外因中的簡單問題強化訓練。解題時，可以讓學生掌握反應熱計算的一般通用原則和影響平衡移動的外因。根據對反應熱計算的一般方法和影響化學平衡移動的因素分析可以解決此類問題。

③分班型教學(普通班)

對基本問題中的反應熱計算、影響平衡移動的外因中的簡單問題基本上可以自主解決。解題時，可以讓學生掌握電化學基礎部分中一些較為簡單的問題。根據對電化學基礎部分中電解池基礎分析可以解決此類問題。

④分班型教學(重點班)

對基本問題中的反應熱計算、影響平衡移動的外因中的簡單問題、電化學基礎的簡單問題基本上可以自主解決。解題時，可以讓學生掌握電化學基礎部分中較難的問題和平衡常數問題。平衡常數是近幾年高考?？紗栴}，由開始的濃度表示法逐漸擴展壓強表示法，出題的形式呈現多樣化的趨勢，對學生知識的遷移和綜合運用能力要求較高。

通過對近五年高考真題中必做非選擇題部分中的三類問題(工藝流程題、化學綜合實驗、化學反應原理)深入的研究整理。該考點命題平穩呈循序漸進式，貼近生活，對學生的學科素養要求逐步顯現出來。