1、高考理综卷化学图像题对“证据推理 与模型认知”的考查及启示 李似麒 林玉琼 三明市第二中学 摘 要： 依据教育部考试中心普通高等学校全国统一招生考试大纲对图像分析能力的 要求, 通过分析 2017 年全国高考理综卷化学图像题对“证据推理与模型认 知”的考查要求和特点, 反思总结在图像分析的教学过程中如何落实“证据推 理与模型认知”核心素养的培养策略。 关键词： 高考化学; 图像题; 证据推理与模型认知; 考查特点; 教学启示; 作者简介：李似麒, 男, 三明市第二中学高级教师。 用图像来描述化学过程或者呈现化学背景知识是高中化学的基本表达方式之一, 而高考试题中通过图像把化学问题抽象为数学问题
2、来考查考生从图像中获取、 评 价、整合和应用信息的综合分析能力的做法已成为常态。全国高考化学图像题在 “证据推理与模型认知”化学学科核心素养的考查方面颇具特色。试题的新颖 度、难度和区分度在一定程度上都借助于图像的创新得以体现。福建省采用是全 国理综卷, 下文就以 2017年的全国理综卷 (化学部分) 为例谈谈看法。 一、高考考试大纲对化学图像题的要求 2017 年普通高等学校招生全国统一考试大纲 (化学科) 中“对化学学习能 力的要求”有如下表述: (一) 接受、吸收、整合化学信息的能力 (2) 通过对图形、 图表的阅读, 获取有关的感性知识和印象, 并进行初步加 工、吸收、有序存储。 (二
3、) 分析和解决化学问题的能力 (2) 将分析和解决问题的过程及成果, 能正确地运用化学术语及文字、图表、模 型、图形等进行表达, 并做出合理解释。 从考试大纲的要求看, 作为高考题中对学生通过图形、图表的阅读, 进行接受、 吸收和整合化学信息以及应用信息分析和解决问题的能力考查的一部分, 图像 题是很好的呈现形式之一。 而考生“证据推理与模型认知”的发展水平往往可以 通过图像的识别、 信息的整合与综合应用得以体现, 这就为在化学图像题中融入 “证据推理与模型认知”的考查奠定了基础。 二、证据推理与模型认知的内涵及其意义 (一) 证据推理与模型认知的内涵 证据推理与模型认知是化学学科核心素养的基
4、本内容之一, 其内涵包括以下几 个方面: (1) 具有证据意识, 能基于证据对物质组成、 结构及其变化提出可能的假设, 并 通过分析推理加以证实或证伪。 (2) 能够在观点、结论和证据的基础上建立三 者之间的逻辑关系。 (3) 知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质 特征、构成要素及其相互关系, 并建立“模型”。 (4) 能运用“模型”解释化 学现象, 揭示现象的本质和规律。 具体要求根据水平的不同分为四级, 普通高中化学课程标准 (征求意见稿) 中有具体描述。 (二) 证据推理与模型认知的意义 化学学科核心素养是学生在化学认知活动过程中获得并发展的分析和解决化学 问题的综合品质和关键
5、素养, 是学生从化学视角认识客观事物, 有效解决化学 问题的能力和品格。1作为化学学科核心素养的五个要素之一, “证据推理与 模型认知”的内涵在凸显化学本质特征、反映化学基本问题、揭示化学学科思维 和体现课程育人价值等方面得以充分显现, 尤其是在化学教学过程中落实“宏 观微观符号”三重表征学习思维, 引导学生基于“证据”的推理、 判断和探 究建构模型, 并运用各种模型描述和解释化学现象, 并形成高中化学独特思想 和方法, 提升科学探究能力等方面有着至关重要的作用。2 三、图像题对“证据推理与模型认知”的考查分析 高考化学图像题常通过创设真实的情境, 逐层设置有价值的实际问题, 考查考 生在解决
6、“实际问题”过程中的信息处理能力、推理论证能力和综合分析能力, 实现对学生的学科核心素养特别是“证据推理和模型认知”的考查。下面以 2017年全国卷第 13题为例进行分析探讨。 常温下将Na OH溶液添加到己二酸 (H2X) 溶液中, 混合溶液的p H 与离子浓度 变化的关系如图所示。下列叙述错误的是 () A.Ka2 (H2X) 的数量级为 10 C.Na HX溶液中c (H) c (OH) D.当混合溶液呈中性时, c (Na) c (HX) c (X) c (OH) =c (H) 通过对本题的分析, 可知题目整合了“化学证据”和“数学模型”。 这立刻让我 们想到考试大纲中“必备知识、关键
7、能力、学科素养、核心价值”在这题中如何 体现?本题考查的学科基础知识是二元弱酸的中和反应的有关问题, 但相关信息 的获取却要以图像的辨析来实现, 这就是关键能力的考查。 而要解答好此题, 需 要考生在证据意识和模型认知的基础上, 进行信息的整合和综合分析, 体现的 正是“证据推理与模型认知”的学科素养所在。 四、试题考查对于教学的启示 从2017 年的考试大纲和高考图像分析题中可以看出, 试题对考生的学科核心素 养的考查要求越来越高, 考题离不开坐标图的考查, 需要考生能够“读”取 “关键点”的信息, “读”取图像的变化趋势, “读”取图像中隐含的定量信息, 并将信息进行初步加工、吸收、整合及
8、运用和表达, 得出合理的结论, 体现的正 是学生应具有的“证据推理与模型认知”的关键能力和必备品格。 这就要求教师 认真反思日常教学行为, 在教学中应注意让学生在日常的学习过程养成用“图 表化”思想来表达物质变化的自觉行为, 形成自觉的“证据推理与模型认知” 化学学科核心素养, 并用此观念指导图像题的解答。 (一) 夯实学科基础知识 化学学科基础知识是化学课程的主体, 而学科基础知识是学生发展化学学科核 心素养的载体。2学科基础知识的教学如果落实不到位, 发展学生的学科核心 素养就无从谈起。 因此, 在化学教学过程中, 教师应针对不同化学学科基础知识 的特点, 采用不同的教学情境、 不同的教学
9、方法和策略, 引导学生扎实掌握学科 基础知识, 逐步形成并发展学科核心素养。比如 13题需要学生有扎实的弱电解 质电离、盐类水解、酸碱中和、p H计算等学科知识, 这依靠什么?依靠平时重视开展“素养为本”的教学, 扎实把握化学教学过程每个环节, 夯实学科基础 知识。 (二) 强化信息素养培养 化学学科能力是在化学认知活动过程中表现出来的心理特征和行为能力, 它是 发展学生学科核心素养的保障。信息素养指的是在化学认知活动过程中获取、评 价、整合和应用信息的基本能力, 包括信息的输入和输出。3信息素养是化学 学科能力的一部分。 从考试大纲对图像分析的要求及高考试题看, 化学图像题越 来越注重从多维
10、度考查学生信息的提取、 整合和应用能力, 因而教师在教学中须 着力培养学生正确、快速地解读图像信息并进行分析、整合及应用的综合学习能 力, 引导学生把信息的呈现形式与学科基础知识考点联系起来, 且能规范明确 地表述答题。 比如, 要答好 2017 年第13题, 需要从三个方面入手:一是原理, 就是题目所涉 及的化学原理是什么?也就是本题的学科基础知识;二是数轴, 就是图形中纵、 横 数轴对应的化学含义是什么?数学含义又是什么?也可以说是体现本题考查的首 要目标;三是关键点, 就是图形中关键点 (横坐标的“0”点) 的含义是什么?有 什么特殊意义?如何利用好其特殊含义?如何建构模型?如何体现了“
11、证据推理与 模型认知”? 从上例可以看出, 信息的获取、评价、整合和应用, 成为解答图像题的关键, 这 就要求教师在平常教学时强化信息素养培养, 通过深入地分析试题, 教会学生 把握问题的关键, 挖掘隐含的条件, 正确获取信息, 将试题中的文字内容与图 像进行有效的融合、高效的应用, 不断提升学生的信息识别、处理和综合应用的 能力, 并形成良好的、自觉的学习习惯, 从而促进学生全面发展。 (三) 强化数形结合思想的培育 著名数学家华罗庚说:“数缺形时少直观, 形缺数时难入微。”数形结合思想是 根据问题背景的数量关系、图形特征, 将“数”的问题, 借助于“形”去观察, 或将“形”的问题, 借助于
12、“数”去思考, 并用以解决化学认知过程存在问题 的思想方法。 贯穿数形结合思想的化学试题具有形象直观、 简明清晰、 知识面广、 综合性强等特点, 它不仅能考查考生对化学学科基础知识的掌握程度, 还能考 查提取、分析和综合应用学科基础知识的能力, 因此倍受各类考试的青睐。 纵观近年的高考化学图像题, 就其内容而言, 主要有化学反应过程、溶液稀释、 p H变化、离子浓度变化、转化率 (浸出率) 、反应速率和溶解度等, 但无不体 现数与形的紧密结合, 而且有日趋加强之势, 尤其是2017年第13题, 更是将对 数函数融入化学的“数”中, 要求学生首先知晓对数的含义, 其次才是将对数 值作为“数”与图像的“形”结合起来讨论, 综合度进一步提高。 这就需要教师 在教学过程中, 不断强化培养考生在解题过程中能根据需要将“数”“形”进 行拆分和重新组合的基本能力, 并形成数形结合的化学基本观念和思想。 参考文献 1杨梓生.对高中化学学科核心素养的认识J.中学化学教学参考, 2016 (8) . 2吴明好.基于高考对学科核心素养的考查谈高中化学教学J.中国考试, 2017 (3) . 3陈新华.化学高考深度复习的策略研究有感于2016年全国卷理综化学 试题学生答题情况J.化学教学, 2017 (1) .
