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摘要:从2007年至2012年间全国各省市地区共82份高考题人手,根据“四重表征”模式,对“化学反应速率”高考题进行统计分析。从统计分析结果可以看到这类高考题所体现的特点与“四重表征”紧密结合。结合“四重表征”模式,对“化学反应速率”教学实施内容与环节、实验研究载体选取和探究方法设计提出了针对性建议。
关键词:化学高考题;化学反应速率;四重表征;教学
文章编号:1005-6629(2012)11-0058-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
1、前言
“多重表征”作为化学学科独特的表征模式,已经取得了诸多研究成果。传统的“三重表征”包括“宏观表征”、“微观表征”、“符号表征”。在此基础上,钱扬义等人提出了“曲线表征”,将“三重表征”发展为“四重表征”,并经过多项教学实践研究,得到“四重表征”教学模式有助于加深学生对知识的认识的结论。
“化学反应速率”包括化学反应速率的计算、比较,化学反应速率影响因素的探究等内容。以人教版高中化学教材为例,必修、选修模块均涉及这一内容。在选修教材《化学反应原理》中,“化学反应速率”为后续“化学平衡”的学习奠定了坚实的基础,具有重要作用。
笔者统计了2007年至2012年六年全国各省、市、地区共82份高考试题中与“化学反应速率”有关的试题。出现此类题目的高考试卷共54份,占65.85%之多。可见,“化学反应速率”是较为常见的高考考点。
“化学反应速率”的定量探究实验涉及大量实验数据,定性探究实验则要求观察对比组的现象变化。无论选取什么样的实验研究载体,无论将“化学反应速率”的探究实验设计成哪种类型,在探究过程中都涉及反应现象观察等宏观表征、粒子浓度变化等微观表征、方程式表述等符号表征。不仅如此,连续定量测定还涉及反应的图像曲线等曲线表征。由此可见,“四重表征”是研究化学反应速率的重要表征模式,也是研究“化学反应速率”高考题重要的理论基础和研究方法。
2、“化学反应速率”高考题的研究方法
依据《化学课程标准》中对探究实验的定义,可以将“化学反应速率”探究实验划分为“提出问题”、“猜想与假设”、“制定计划”(设计方案)、“进行实验”、“收集证据”、“解释与结论”、“表达与交流”7个步骤。“化学反应速率”高考题也是就某一实验研究载体,在这7个实验步骤中设计试题。
根据钱扬义等人提出的“四重表征”定义分析各个实验步骤可以发现,“四重表征”模式是“化学反应速率”实验研究的重要方法,表1为“化学反应速率”探究实验各步骤涉及的表征形式。据此,笔者应用“四重表征”模式,分析“化学反应速率”高考题的特点。
3、“化学反应速率”高考题的统计概况
《化学课程标准》在必修2专题2“化学反应与能量”、选修4主题2“化学反应速率和化学平衡”中对“化学反应速率”知识点提出了内容标准:
①通过实验认识、测定某些化学反应的速率;
②知道化学反应速率的定量表示方法;
③知道活化能对化学反应速率的影响;
④通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响,认识其一般规律;
⑤认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
根据《化学课程标准》对“化学反应速率”的内容标准,笔者将相关高考题界定为涉及以上内容的试题。“化学反应速率”高考题常与“化学平衡”内容相结90但是在本研究中,笔者仅统计涉及“化学反应速率”内容的题目,共109小题,分散在70道大题中。题型包括填空、选择、主观问答、计算以及绘图。通过统计2007年至2012年各年份“化学反应速率”试题的题量(见图1),发现题量大体呈上升趋势,在2010年达到顶峰。
4 “化学反应速率”高考题的考查视角
根据“化学反应速率”探究实验的一般步骤,笔者对“化学反应速率”高考题的考查内容进行分类,主要有实验方案设计、实验现象描述、曲线分析及曲线预测与绘制、化学反应速率计算与比较、理论分析与微观解析、实验结论总结、方程式书写等(见图2)。
分析可知,“化学反应速率”高考题既考查学生设计实验方案、描述实验现象、总结实验结论的“宏观表征”能力,也考查学生进行理论分析与微观解析的“微观表征”能力,还考察学生书写方程式、公式计算的“符号表征”能力以及曲线分析、预测、绘制的“曲线表征”能力。“化学反应速率”高考题与“四重表征”模式紧密结合是这类题目的整体特点。
笔者应用“四重表征”模式为理论基础,又从研究载体、数据呈现方式、考查方式等方面,进一步分析“化学反应速率”高考题的特点。
4.1 研究载体多样,不限反应类型
“化学反应速率”高考题常以实验为依托设计问题。其中所选择的实验研究载体,既有无机化学反应、有机化学反应等真实反应,也有一类以A、B、C表示的虚拟反应。
例如2011年重庆理综卷第10题:一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是:
在这道典型的“化学反应速率”高考题中,以无机化学反应、有机化学反应两种类型多个反应为研究载体,考查外界条件对化学反应速率的影响。
而2011年全国卷28题的研究载体却为“aA(g) 6B(g)=(催化剂)cC(g)(△H<0)”。这一类虚拟反应不受反应事实的限制,可根据考查需要“量身定制”。
可见高考题的研究载体不受反应类型的限制,具有“研究载体多样性”的特点,表2为相关高考题中研究载体的分布情况。
4.2 数据形式丰富,以图像曲线为典型
数据采集是探究实验中“收集证据”的重要子步骤。数据的呈现方式又是多样化的,包括:数字数据,例如测得的反应时间15 s;“字母代表”型数据,例如amol·L-NaCl溶液;“文字描述”型数据,例如对实验现象的描述;“图像曲线”型数据,例如连续定量测定得到的图像曲线等。
关键词:化学高考题;化学反应速率;四重表征;教学
文章编号:1005-6629(2012)11-0058-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
1、前言
“多重表征”作为化学学科独特的表征模式,已经取得了诸多研究成果。传统的“三重表征”包括“宏观表征”、“微观表征”、“符号表征”。在此基础上,钱扬义等人提出了“曲线表征”,将“三重表征”发展为“四重表征”,并经过多项教学实践研究,得到“四重表征”教学模式有助于加深学生对知识的认识的结论。
“化学反应速率”包括化学反应速率的计算、比较,化学反应速率影响因素的探究等内容。以人教版高中化学教材为例,必修、选修模块均涉及这一内容。在选修教材《化学反应原理》中,“化学反应速率”为后续“化学平衡”的学习奠定了坚实的基础,具有重要作用。
笔者统计了2007年至2012年六年全国各省、市、地区共82份高考试题中与“化学反应速率”有关的试题。出现此类题目的高考试卷共54份,占65.85%之多。可见,“化学反应速率”是较为常见的高考考点。
“化学反应速率”的定量探究实验涉及大量实验数据,定性探究实验则要求观察对比组的现象变化。无论选取什么样的实验研究载体,无论将“化学反应速率”的探究实验设计成哪种类型,在探究过程中都涉及反应现象观察等宏观表征、粒子浓度变化等微观表征、方程式表述等符号表征。不仅如此,连续定量测定还涉及反应的图像曲线等曲线表征。由此可见,“四重表征”是研究化学反应速率的重要表征模式,也是研究“化学反应速率”高考题重要的理论基础和研究方法。
2、“化学反应速率”高考题的研究方法
依据《化学课程标准》中对探究实验的定义,可以将“化学反应速率”探究实验划分为“提出问题”、“猜想与假设”、“制定计划”(设计方案)、“进行实验”、“收集证据”、“解释与结论”、“表达与交流”7个步骤。“化学反应速率”高考题也是就某一实验研究载体,在这7个实验步骤中设计试题。
根据钱扬义等人提出的“四重表征”定义分析各个实验步骤可以发现,“四重表征”模式是“化学反应速率”实验研究的重要方法,表1为“化学反应速率”探究实验各步骤涉及的表征形式。据此,笔者应用“四重表征”模式,分析“化学反应速率”高考题的特点。
3、“化学反应速率”高考题的统计概况
《化学课程标准》在必修2专题2“化学反应与能量”、选修4主题2“化学反应速率和化学平衡”中对“化学反应速率”知识点提出了内容标准:
①通过实验认识、测定某些化学反应的速率;
②知道化学反应速率的定量表示方法;
③知道活化能对化学反应速率的影响;
④通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响,认识其一般规律;
⑤认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
根据《化学课程标准》对“化学反应速率”的内容标准,笔者将相关高考题界定为涉及以上内容的试题。“化学反应速率”高考题常与“化学平衡”内容相结90但是在本研究中,笔者仅统计涉及“化学反应速率”内容的题目,共109小题,分散在70道大题中。题型包括填空、选择、主观问答、计算以及绘图。通过统计2007年至2012年各年份“化学反应速率”试题的题量(见图1),发现题量大体呈上升趋势,在2010年达到顶峰。
4 “化学反应速率”高考题的考查视角
根据“化学反应速率”探究实验的一般步骤,笔者对“化学反应速率”高考题的考查内容进行分类,主要有实验方案设计、实验现象描述、曲线分析及曲线预测与绘制、化学反应速率计算与比较、理论分析与微观解析、实验结论总结、方程式书写等(见图2)。
分析可知,“化学反应速率”高考题既考查学生设计实验方案、描述实验现象、总结实验结论的“宏观表征”能力,也考查学生进行理论分析与微观解析的“微观表征”能力,还考察学生书写方程式、公式计算的“符号表征”能力以及曲线分析、预测、绘制的“曲线表征”能力。“化学反应速率”高考题与“四重表征”模式紧密结合是这类题目的整体特点。
笔者应用“四重表征”模式为理论基础,又从研究载体、数据呈现方式、考查方式等方面,进一步分析“化学反应速率”高考题的特点。
4.1 研究载体多样,不限反应类型
“化学反应速率”高考题常以实验为依托设计问题。其中所选择的实验研究载体,既有无机化学反应、有机化学反应等真实反应,也有一类以A、B、C表示的虚拟反应。
例如2011年重庆理综卷第10题:一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是:
在这道典型的“化学反应速率”高考题中,以无机化学反应、有机化学反应两种类型多个反应为研究载体,考查外界条件对化学反应速率的影响。
而2011年全国卷28题的研究载体却为“aA(g) 6B(g)=(催化剂)cC(g)(△H<0)”。这一类虚拟反应不受反应事实的限制,可根据考查需要“量身定制”。
可见高考题的研究载体不受反应类型的限制,具有“研究载体多样性”的特点,表2为相关高考题中研究载体的分布情况。
4.2 数据形式丰富,以图像曲线为典型
数据采集是探究实验中“收集证据”的重要子步骤。数据的呈现方式又是多样化的,包括:数字数据,例如测得的反应时间15 s;“字母代表”型数据,例如amol·L-NaCl溶液;“文字描述”型数据,例如对实验现象的描述;“图像曲线”型数据,例如连续定量测定得到的图像曲线等。