

摘要:“物質結構與性質”是高中化學的重點模塊,也是高考化學的重要內容,該模塊的學習有利于學生更好地理解物質的微觀結構與其性質的內在聯系,深化結構決定性質的觀念,運用知識解決其他板塊的問題,提高化學能力。全國高考理綜試卷適用范圍廣泛,具有極強的統攝力和影響力,以及較高的研究價值。2021—2023年共有7套全國高考理綜試卷,本文是以這7套試卷的物質結構試題為例,通過對高考試題的總結,得出備考階段的課堂教學策略,希望能夠為未來高考的具體工作提供借鑒。
關鍵詞:物質結構與性質全國高考理綜方法和模式
“物質結構與性質”模塊是在高一所學的元素周期律、化學鍵及物質性質的基礎上進行的拓展和拔高,通過深層次的物質結構研究,幫助學生把握物質結構的規律,并能運用規律去判斷和預測物質的性質。該模塊分為三個部分,其中包括“原子結構與性質”“分子結構與性質”“晶體結構與性質”,每個部分都分別從不同作用力的視角揭示物質結構和性質之間的關聯,進而解釋了化學反應發生的原因,發展了學生宏觀辨識與微觀探析、證據推理和模型認知、科學態度和社會責任的化學學科核心素養。
高考理綜試卷的“物質結構”試題為選考題,新高考前,有一些學校可能會出于學生對知識點的理解較困難等原因放棄該模塊。筆者認為,“物質結構”試題的特點明顯,考查內容也比較集中,題型上主要以填空題為主,整道題分值為15分,分值占比較高。因此,教師若能將高考考查內容與學生實際情況相結合,制訂出高效、科學的教學策略,則能有效提高教學效率,取得不錯的教學效果。
一、試題分析
(一)高考“物質結構”試題情境素材分析
《中國高考評價體系》指出,高考命題應合理創設情境,設置新穎的試題呈現方式和設問方式,促進學生主動思考,發現新問題,找到新規律,得出新結論。高考試題絕大多數都屬于情境化試題,即在試題中創設真實的情境,與知識和試題中的問題聯系起來,培養學生的化學學科核心素養。同時,試題情境又分為學習探索情境、生活實踐情境、學術探索情境三種類型,三年的全國高考試卷“物質結構”試題就包含了其中兩種情境。試題情境的歸類如表1所示。
2023年全國甲卷35酞菁—鈷鈦菁—三氯化鋁復合嵌接在碳納米管上制高效還原二氧化碳的催化劑學術探索情境全國乙卷35火星上橄欖石礦物Mg2Fe2-xSiO4的研究學術探索情境新課標卷9可吸附甲醇材料的研究生活實踐情境從表1可以看出,這三年的試題創設生活實踐情境和學術探索情境,其中生活實踐情境類的比例更大,意味著當前的高考試題的命制趨勢是以貼近人類生產生活的功能性材料為情境信息,使其承擔著測試載體的任務。在教學過程中,教師應當指導學生從情境中剝離出具體問題,明確考題的考查目的,然后將情境中的信息和已學知識結合來解決問題。例如,2022全國高考乙卷理綜試題第35題的第4小題,題中給出αAgI晶體的I-的Ag+可以在電場作用下發生遷移的信息,考查αAgI運用到電池中所發揮的作用。此題其實是借用αAgI晶體的情境素材來考查學生電化學的知識。
(二)高考“物質結構”試題特點與考查知識點分析
全國高考理綜“物質結構”試題的難度適中,試題設置原則以考查學生對基礎知識的掌握為主,試題具有基礎性、綜合性以及靈活性。從這三年的試題設計思路和規律來看,試題考查的知識點均來源于教材且分散性低,如考查知識點有原子結構與性質(主要涉及電子排布式、價層電子排布圖、特殊能層電子排布情況、微粒半徑、電負性和第一電離能等)、分子結構與性質(主要涉及雜化方式、化學鍵類型、空間構型、氫鍵、配位鍵、配合物等)、晶體結構與性質(主要圍繞晶胞考查表示晶體組成的化學式、密度等的計算,晶體的性質主要涉及熔點、沸點的比較等)三方面,對學生信息獲取與加工、推理判斷、邏輯論證、語言表達能力提出了較高要求。
此外,全國高考理綜卷“物質結構”試題中的每個小題都是獨立的,教師就可以充分利用這一特點來指導學生的復習。比如根據不同題型、考點進行有針對性的講解,讓學生對試題的整體框架有所掌握,再以適當的練習來鞏固知識,便能收獲較好的復習成果。
(三)高考“物質結構”試題題型與呈現方式分析
聚焦高考物質結構試題的課堂教學策略研究2025年2月下第6期(總第214期)2021—2023年的全國高考理綜卷的“物質結構”試題的題型有填空題、計算題和選擇題,且主要以填空題為主。填空題主要也是考查學生基本的必備知識;計算題則主要考查晶胞的相關計算,如晶胞的密度、晶胞的填充率等;選擇題僅出現在23年的新課標卷中。
高考理綜試題的呈現方式是表格、圖片、文字相結合。這種試題的呈現方式的優點在于能夠考查學生能否充分發掘出有利于解題的關鍵信息,體現出了高考評價體系“四層”中所要求的對學生關鍵能力的考查。
(四)高考“物質結構”試題核心價值體現分析
《中國高考評價體系》中指出,核心價值是在各學科中起著價值引領作用的思想觀念體系,是學生在面對現實的問題情境時應當表現出的正確的情感態度和價值觀的綜合,即學生知識學習、能力提升、素養形成的過程中逐步形成的正確價值觀。化學學科的核心價值是多維的,筆者將其劃分為學科本質價值、學科育人價值、學科社會價值。其中,學科本質價值指的是學生通過對化學學科的學習,豐富了自身的化學知識儲量,掌握了化學學科研究的基本思路和方法;學科育人價值是指學生在學習化學知識后,能夠形成科學的觀念,面對各種現象能夠持有一種理性的判斷;學科社會價值則是指學生能夠清楚化學在人類社會長期發展中的重要意義,化學在生活生產中起到的關鍵性作用。三年高考試題中體現的核心價值如表2所示。
2023年全國甲卷35學科本質價值、學科育人價值、學科社會價值全國乙卷35學科育人價值、學科社會價值新課標卷9學科育人價值、學科社會價值由表2的統計數據可得出,高考“物質結構”試題充分體現了“價值引領”的理念,這有利于學生關鍵能力的培養和創新意識的激發,也有利于選拔出具備學習潛力和研究潛質的學生。例如,2021年甲卷的第35題利用太陽能電池板電解水并用催化加氫制備甲醇,就體現了利用自然能源來制備可再生能源的環保觀念,也體現了我國當前為實現“碳達峰”及“碳中和”目標,努力開發新能源的學科社會價值。
(五)高考“物質結構”試題學科核心素養體現分析
新課標將化學學科核心素養劃分為五個維度,即宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知、變化觀念與平衡思想、科學探究與創新意識、科學態度與社會責任這五個素養。通過對這三年的試題進行研究可得出,物質結構試題需要學生通過觀察具體物質的微觀結構,如空間構型、晶胞結構等推斷出該物質可能存在的性質表現,體現了對宏觀辨識與微觀探析素養的考查;試題中通過給出物質性質,如熔沸點、水溶性情況等,要求學生推測該物質的物質類別、具備極性與否,體現了對證據推理與模型認知素養的考查;此外,部分試題的情境都是以功能材料或者前沿科技為試題構建的背景與基礎,這就賦予了物質結構試題的應用意義和實際價值,也充分體現了對科學態度與社會責任素養的考查。
二、教學策略與建議
(一)回歸教材,重視基礎
由于“物質結構”試題的考查內容均來源于教材,題目篇幅不大且入手容易,可以通過建立解題模型來解題。因此,在備考階段,建議教師重視教材內容,對新人教版必修二和選擇性必修二的教材的內容進行整合,如化學鍵、原子結構和核外電子排布、分子間作用力、分子極性等,這種選修與必修融合的貫通式復習方法有利于學生整理碎片化的知識,形成清晰的知識網絡,保障學生在應考時具備應有的必備知識。但教師特別要注意在舊人教版化學選修3教材中出現的一些知識點,在新人教版化學教材選擇性必修2中已刪除,如等電子體、晶格能、無機含氧酸的酸性、金屬晶體中原子堆積模型等,在復習過程中,教師不宜給予補充,以免增加學生學習負擔。
(二)遷移應用,融會貫通
在高考試卷中,有時不僅“物質結構”試題會涉及“物質結構與性質”板塊的知識,一些有機試題也會涉及。當考查分子共平面或共線問題時,就要從碳原子的成鍵方式出發去分析問題,如2023年海南高考試卷第12題的A選項就需要學生判斷題中的有機分子是否含有平面環狀結構。當判斷有機物是否具有酸性或者堿性時也需要運用該板塊的知識來解決,如2022年北京高考試卷的第8題的C選項就需要學生判斷題中給出的有機分子是否具有酸性和堿性,此外,此題的A選項直接就考查了碳原子的雜化方式。因此,在高考復習的時候,不能將各板塊的知識孤立,而是要在建立知識網絡的基礎上,引導學生學會聯系不同板塊知識,將知識遷移運用到另一板塊,提升學生的知識遷移運用能力。
(三)分題型訓練,總結答題模板
由于“物質結構”試題的考查模式比較固定,考點比較明確,可結合高考理綜試題對易失分題型進行重點突破,構建各類題型的答題模板、解題模型,提煉試題的解題方法和解題策略。通過對這三年的試題分析可得出高考“物質結構”試題分為選擇題和填空題,而其中能夠構建出解題模型的考點有共價鍵類型的判斷模型、利用共價鍵判斷雜化類型的模型、利用物質的空間結構判斷雜化類型的模型、物質熔沸點比較模型、晶胞密度的計算模型。
在教學過程中,教師可以利用解題模型解決“物質結構”試題中的常見問題,而且方法和思路簡單明了,能夠為絕大多數學生所接受和理解。當教師在運用建模的方法去解決學生所面臨的復雜問題時,還能夠無形中培養學生的證據推理與模型認知素養。因此,教師不僅可以教授學生學會利用解題模型,還可以引導學生主動地總結更多更好的模型,激發學生的創新意識,提升學生解決實際問題的能力。
(四)注重情境創設,提升信息整合能力
近些年來,高考試題的情境性不斷增強,試題呈現方式也較為豐富,學生在解決問題時會遇到種種困難,如面對陌生情境手足無措,對于題目給的眾多信息無法組織利用。因此,教師可以收集切合教學內容、信息豐富且新穎的情境素材,對素材進行打磨、簡化,轉變成學生可以適應的情境,并引導學生去理解情境,抽絲剝繭出重要內容,再嘗試對信息進行整理、推理和轉化,這樣能夠有效提高學生解決結構不完整問題的能力,培養學生解決難題的信心。
結語
從分值占比就能看出,“物質結構與性質”板塊是高中化學的重要內容,“物質結構”試題也是高考理綜試卷的重要組成部分。因此,在復習備考階段,教師要重視對教材的挖掘,充分理解考綱要求,還要多關注高考命卷的趨勢和走向,為學生設計或者與學生一起總結出實用性強、易理解的解題模型,這樣才能在緊張的高考復習階段爭取時間,提高效率。
參考文獻:
[1]教育部考試中心.中國高考評價體系說明[M].北京:人民教育出版社,2019.
[2]張云燕.高中化學《物質結構與性質》高考試題分析及有效復習策略探討[J].數理化解題研究,2020(28):101102.
[3]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)[S].北京:人民教育出版社,2018.
[4]孫應倫.精析“物質結構與性質”試題,科學備戰新高考[J].云南教育(中學教師),2023(3):3639.
[5]王春,郭春紅.“物質結構與性質”模塊核心知識考查動向及備考啟示[J].教學考試,2023(32):3842.