初高中化學銜接命題研究
——以類比推理題為例

李世同，吳 林

（哈爾濱師范大學教師教育學院，黑龍江哈爾濱 150025）

初、高中化學知識內容和側重點存在差異，“初中化學是入門學科，屬于公民素質教育。初中化學教材內容是科學有序的，但并不追求邏輯嚴密和系統完整。高中化學是在義務教育基礎上實施的較高層次的基礎教學。高中化學知識的理論水平內容、深度和難度都提高了很大的一個層次”［1］。因此在初、高中化學知識側重角度不同且難度提升較大的情況下，如何降低跨越初中與高中化學知識“臺階”難度就成了值得探討的問題。因此有必要在試題命制過程中，加入初、高中化學銜接的相關試題。

一、類比推理題簡述

初中化學學習屬于化學啟蒙階段，知識內容相對淺顯，若知識挖掘深度不夠導致知識間的內在脈絡不清，會給學生造成一種化學知識零散且難于記憶的假象，對學生學習化學的興趣不利。同時“學生聽懂、理解化學知識，到自己會靈活運用化學知識還有很大的差距”［2］。因此在命制習題過程中應有一類習題可以挖掘知識脈絡，提升學生分析能力。尤其是“部分化學知識要求學生既要知其然，更要知其所以然，學生要學會遷移知識解決問題”［3］。

類比推理題以考查學生分析能力和知識遷移為主要內容，題干通常以發掘初、高中化學知識銜接為主要內容，試題模式通過題干展示信息，結合學生所應具有的知識儲備，經過分析、推理和知識遷移，從而得出高于學生現有化學知識水平的答案。類比推理題的出現有利于建構學生的證據意識，“能基于證據對物質組成、結構及變化規律提出可能的假設。通過分析、推理等方法認識研究對象的本質特征”［4］。將氧化反應、還原反應、金屬活動性和元素周期律等相關知識進行模塊化整合，促進知識脈絡建立，理清化學知識內在聯系，提升學生化學綜合能力，從而達到“拉近”初、高中化學距離的目的。例如哈爾濱市2015 年中考試題：元素的化合價高低與許多物質的命名有關。如錳酸鉀、高錳酸鉀，其中錳元素的化合價分別為+6、+7。氯元素常見的化合價有+7、+5、+1、-1 等，由此推測鈉元素、氧元素和+7 價氯元素三種元素組成的化合物的名稱為①______，化學式為②______。（試題答案：①高氯酸鈉 ②NaClO4）評析：根據高錳酸鉀和錳酸鉀中錳元素的化合價區別而導致命名的差異，再結合已知氯酸鉀中氯元素的化合價為+5 價，從而推理出高氯酸鈉的名稱和化學式，學生通過該題的學習，可以加深理解化學式命名的基本原則，對于后續出現的未知物質名稱能有一定的理解。

二、試題案例與分析

（一）氧化還原反應相關類比推理題

人教版義務教育初中教科書中將氧化反應定義為物質與氧氣發生的反應，還原反應定義為含氧化合物里的氧被奪去的反應［5］，人教版八年級化學提出氧氣提供了氧而具有氧化性。對于其他物質是否具有氧化性沒有提及。還原反應相關內容在教材中出現次數相對較多，在“第五章課題1 質量守恒定律”中出現氫氣還原氧化銅的化學方程式，在“第六章課題1 金剛石、石墨和C60”實驗6-2 中通過木炭還原氧化銅的反應引出還原反應相關定義，并提出碳具有還原性，通過碳的還原性可以應用于冶金工業。在“課題3 二氧化碳和一氧化碳”中給出一氧化碳還原氧化銅的化學方程式，同時指出一氧化碳也具有還原性可應用于金屬冶煉。通過總結可知人教版八年級化學提出了“具有氧化性物質氧氣和具有還原性的物質氫氣、碳和一氧化碳”，沒有提及氧化劑與還原劑的相關定義。

在人教版化學必修1 第一章第三節“氧化還原反應”中，定義氧化反應和還原反應是在一個化學反應中同時發生的，并且從化合價和電子轉移角度理解在同一化學反應中氧化反應與還原反應有何區別，同時給出了氧化劑與還原劑的定義。可見初、高中氧化還原反應相關知識無論是知識容量還是知識難題都出現了較大的提升，在高中學習初期學生難以理解“氧化反應+還原反應=氧化還原反應”也就變得情有可原。因此通過類比推理題的練習可以預先理解氧化還原反應在初、高中存在的差異和關聯。

（二）元素周期律相關類比推理題

人教版八年級化學第三單元課題3 元素中簡要介紹“周期”和“族”的內容，如周期數、族數和同族元素化學性質相似等內容，并將元素周期表中元素分為金屬元素、非金屬元素和稀有氣體元素，并指出元素周期表中含有的內容十分豐富，但由于初中生所學知識限制，尚不能完全掌握。學生對于元素周期表中未知元素有著很強的好奇心，通過已知元素推斷未知元素的性質，可以很好地激發學生對于化學知識的探索欲。在人教版化學必修1 第四章第二節“元素周期律”中講述了金屬性和非金屬性的相關內容。

元素周期律相關內容在初、高中教學中同樣面臨著知識容量和知識難題都出現了較大提升的問題。可以借助人教版九年級化學第一單元課題2“金屬的化學性質”中給出的金屬活動順序與元素周期表知識相結合減少斷層問題，如通過分析“K、Ca、Na、Mg、Al……”在元素周期表中的位置判斷出金屬活動性與元素周期律的關系。甚至可以通過金屬活動順序在元素周期表中的位置推斷出非金屬元素的相應性質，這樣的思維訓練可以在不增加學生學習負擔的基礎上提升化學核心素養。

題目1.（2019 年初中升學考試）類比金屬單質間的置換反應，某些非金屬單質間也能發生置換反應，如Cl2比Br2活潑，能與HBr 發生反應：Cl2+2HBr=2HC1+Br2已知C12比N2活潑，則C12與NH3在一定條件下發生反應的化學方程式為_______。（試題答案：3Cl2+2NH3=6HC1+N2）試題分析：學生對于金屬活動性的認知比較深刻。在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來［6］。依托于學生對于金屬活動性的理解，順勢提出對于非金屬元素組成的物質也具有相似的遞變規律。增強了學生對于元素周期律的認知，又提升了學生證據推理的能力，同時能激發學生自主學習的興趣。

題目2.（原創題）活動性順序的歸納總結與元素周期律有密切的關系，請根據金屬活動性中金屬元素的先后順序與元素周期表中金屬元素在族和周期中的位置關系進行歸納總結，圖1 是部分元素周期表：判斷右側局部元素周期表中最活潑的金屬元素是①____（填元素符號），在同一周期中金屬元素由左至右活動性依次②____（填“增強”或“減弱”）（試題答案：①Rb ②減弱）試題分析：初中階段金屬活動性和元素周期律的相關知識彼此獨立，學生機械記憶金屬活動順序表，對于該部分的知識認知深度不夠。在教學的過程中，學生對于金屬活動性的理解比較吃力，在判斷金屬與酸溶液和鹽溶液能否發生反應時易出現混淆。本題通過文字描述介紹金屬活動性強弱與在元素周期表中的順序有關。學生建構起在元素周期表同族中向下金屬活動性增強，同周期向右金屬活動性減弱的思想。

圖1 部分元素周期表

三、命題原則與命題知識點歸納

1.命題原則。類比題旨在培養學生知識遷移能力，命制此類試題過程中不需要做到講什么就考什么。要通過題干設置促使學生學會“舉一反三”，培養學生的創造能力和解決未知問題的能力。類比題命制需要考慮知識的完整性、連貫性，應符合學生認知規律，方便學生進行類比與歸納。題干應簡明扼要重點突出，立意新穎。選擇的化學知識要在初、高中教學中有一定的關聯，以呈遞進關系或“對立”關系為宜。例如初中學習氧化還原反應是從“奪氧”和“失氧”角度考慮，屬于氧化還原反應的特例，根據題干信息與高中氧化還原反應知識相連接，學生通過合理的類比推理從而得出更深層次的氧化還原反應相關知識，符合知識從特殊到一般的認知順序屬于知識的遞進關系。在“對立”層面上看，化學知識中有很多類似于“對對聯”的知識，學生可以根據“上聯”知識從而推理出“下聯”知識，這樣的方法可以減輕學生記憶知識的負擔并且不容易將知識記憶混淆。如元素的金屬性與非金屬性的相關知識，類比題就可以根據初中化學的金屬活動性順序的知識結合題干信息推理出非金屬物質間的活動性關系，這就屬于知識的“對立關系”。

2.命題知識歸納。除氧化還原反應和元素周期律等相關知識外，將可能命制類比題的知識總結（見表1）。

表1 類比題知識點總結表

四、總結與思考

有調查表明“大多數教師對學生將要學什么或已經學了什么了解甚少，在教學中又不考慮初高中銜接問題”［7］。如此教學會導致學生學習相對吃力，在高中階段學習遇到瓶頸。初中教師應適當“踮起腳尖”，儲備高中化學知識。目的是在教學和命題過程中將化學知識適當延伸，注重知識的關聯性，在大概念教學的視角下培養學生主動建構知識的能力，“讓學生了解初、高中知識之間的聯系，實現知識的遷移和發展。從而使學生養成良好的認知模式，促進認知的持續發展”。減少教學失誤的同時所命制的習題知識不至于晦澀難懂，導致學生學習化學難度增加。

總之，教師在命題過程中不應思維僵化，題型一成不變，要基于培養學生科學思維的角度命制試題，培養學生“基于事實與邏輯進行獨立思考和判斷，對不同信息、觀點和結論進行質疑和批判，提出創造性見解的能力”。