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STSE教育理念在高考化学中的应用

2020-07-20何佳娣

山东化工 2020年12期
关键词:题干选择题题型

雷 婷,何佳娣,倪 刚

(宁夏大学化学化工学院,宁夏 银川 750021)

STSE教育是科学、技术、社会、环境(Science、Technology、Society、Environment)的英文首字母缩写,是在STS教育上加入了环境教育,是对STS教育的肯定。《普通化学课程标准(2017版)》在STSE方面修订的基本原则是要坚持反应时代要求,教育应根据经济社会发展新变化、科学技术进步新成果,及时更新教学内容以反映新时代下中国特色社会主义理论和建设新成就[1]。近几年,高考中也频繁出现STSE教育试题,引起了广大教师及学生的重视,教师已陆续将STSE教育应用于课堂,帮助学生近距离体验化学在生活中的广大应用。本研究从STSE试题分值变化、各题型对于STSE的考查情况等方面分析近十年高考全国卷化学部分STSE试题,总结考查特点,以期引起教师和学生对于STSE试题的重视,加强STSE试题训练。

1 STSE试题考查情况分析

1.1 STSE试题分值统计

STSE试题2010年仅出现一道,近三年出现到七道左右,分值从15分到70分,可见STSE试题在高考中的地位逐渐升高。将每年分卷分值取平均分作为当年STSE试题的分值,绘制折线图,如图1。图中曲线整体呈上升趋势,在2010-2015年变化较为曲折,升降交错,到了2016年,全国卷进入稳定成熟阶段,STSE情境的试题出题也随之稳定下来,2016-2019年的分值变化就是一个选择题之差,由此可以预测在2020年高考全国卷中,STSE试题所占分值在60分左右。在考三复习中,多以STSE背景练习有助于学生在面临高考试题时坦然相对,增加做题自信心。

图1 2010-2019年全国卷化学部分STSE试题平均分变化趋势

1.2 选择题中STSE考查情况

2010-2012年选择题中没有出现STSE背景或考查STSE知识的题,2013年分卷后每年且每份试卷都会考查STSE选择题,少则一道,2019年全国Ⅰ卷出现了四道STSE选择题,是目前为止选择题中出现STSE情境最多的一份试卷。但这份试卷选择题中涉及到的STSE知识中,只有第7题每个选项都与STSE密切相关,其他都是作为题干出现,考查化学知识。例如:13题题干交代了一种科学家合成的新化合物,关注科研事业,但落脚点在元素推断的考查上,推断出构成新化合物的各元素是解题关键,选项都是考查元素性质,没有难点。

选择题中的STSE试题可以分为两类:一类是选项中考查STSE知识,例如2019年全国Ⅲ卷第7题,题干简洁明了,考查化学与生活,选项中出现光感电池、高铁建设、除味杀菌、皮肤消毒,这些内容中一部分是教材中有的,一部分教材中没有,这就要求学生掌握化学知识相关的实践应用,考查学生的知识面。这类题一般出现在试卷第7题,纵观这十年考卷,只有2014年全国Ⅰ卷将此题放在了第8题,换言之,选项中考查STSE知识的选择题是近十年全国理综卷的必考题,且常出现在化学第一道选择题。教师和学生也都意识到了这一题的重要性,在高三复习时会将这一题列入专题复习中。另一类是STSE情境作为题干,根据情境中涉及的化学内容考查相关知识点,此类题常考电化学。例如2018年全国Ⅱ卷12题,我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池,从科学发展中考化学电池,选项中考查充放电时的离子移动和电极反应方程式,难度适中,考生在这类题上失分的主要原因是面对新电池,无法将新模型与课本中的常规电池模型相匹配,出现多个知识点混乱运用的问题。因此在复习这类题时,教师要多收集新材料,引导学生挖掘材料中有价值的信息,学会将“新事物”与“旧知识”相联系,解决实际问题。STSE情境作为题干的选择题除了考查电化学外还会考有机化学基础、环境问题和溶液中的离子浓度问题,这些都是复习STSE试题时需要着重练习的题型。

图2是选择题STSE试题中科学、技术、社会、环境的考查比例。从图中可以看到,考查最多的是社会问题,常在第7题考查的STSE试题多以社会问题出现,社会问题较为贴近学生的学习和生活,于学生而言不会因题目定位太高而产生畏惧。其次是技术方面,技术介绍都是在题干中,理解题干中的信息解题就会事半功倍。环境问题是从2016年开始才出现在选择题的题干和选项中的,难度不大,但影响环境问题的因素常会张冠李戴,需要仔细审题。

图2 近十年全国卷化学选择题中STSE考查比例

1.3 必考大题中的STSE试题

必考大题只有三道化学题,实验题、工艺流程题和化学反应原理题是考查最多的三道题型,2016年以前会考到元素推断题、电化学等,2016年以后必考大题题型稳定,考查实验题、工艺流程题和化学反应原理题三类。

实验题是大题中难度较低的一道,题干越来越趋向于STSE情境,科学、社会、技术、环境四方面的知识都会涉及到。这类题在问题中考查STSE知识不常见,以2016年全国Ⅰ卷第26题为例,“氮氧化物是大气污染物之一,工业上用氨气将氮氧化物还原为氮气。”既交代了氮氧化物对环境有危害,又给出了工业处理氮氧化物的方法,考查点落在实验室氨气与氮氧化物的反应。本题考查了两个实验,第一个是氨气的制备,具体考查了实验装置、反应方程式;第二个是氨气与二氧化氮的反应,考查现象和原因。此题是STSE实验题的常考模式,以STSE为情境,考查基础实验,适合大部分学生。

工艺流程题相对于实验题难度要大一些,此题重在社会和技术两方面。以2017年全国Ⅲ卷第27题为例,“重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备。”交代了重铬酸钾在生产中的重要作用,体现社会价值,并且给出工业制备流程。本题主要考察工业制备重铬酸钾工艺中的详细操作和内在原理,要求学生灵活应用理论知识,考察广泛,难易结合,从实验仪器和操作、化学反应类型,到氧化还原配平、沉淀PH范围、物质的溶解度,最后的计算中根据理论产量和实际产量算产率,将化学回归生产。不仅是这道题,大部分STSE工艺流程题都是从技术中来,到生产中去,在考查学生理论运用的同时向其展现化学与社会生产息息相关,相辅相成的关系。

反应原理题的中STSE情境简短,出现在题干中,对解题影响不大,但也有STSE情境中隐含解题信息的题型。例如2016年全国Ⅱ卷第27题,“丙烯腈是一种重要的化工原料,工业上用丙烯氨氧化法生产,主要副产物是丙烯醛和乙腈。”这一信息里既涵盖丙烯腈在化工中的重要性和其生产方法,还强调了生产时会产生副产物,第二问第三个空,高于460℃时,丙烯腈产量降低的可能原因,副产物的存在就是高温时,丙烯腈产率降低的原因。考生在解答这一类题时常会忽略情境中的信息,导致类似的问题会毫无头绪。因此在做STSE大题时,要注意情境中的信息,不可轻视。

综上分析,必考大题中STSE试题的难易与考查知识点有关,与STSE本身的影响不大,STSE情境只是将题润色,培养学生的STSE理念。但学生在练习时不可掉以轻心,要仔细阅读STSE情境,以防漏掉情境中的解题信息。教师在复习时也可多提供一些题干中有解题信息的题型,帮助学生多加练习。

1.4 选考题中的STSE试题

选做题每年都会出STSE情境,且各选做题都适合与STSE情境结合。2010年选做题有四道,化学与生活、化学与技术、物质结构与性质和有机化学基础。化学与生活考查基础,考查内容与选择题第7题大相径庭,2011年取消了化学与生活的选做题。2011-2016年选做题一直是三道题,化学与技术常以工艺流程题的形式考查,大题中也会考查工艺流程题,且在2016年题型稳定后,工艺流程题成为了必考题,因此取消了选做题中的化学与技术题。此后选做题只有物质结构与性质题和有机化学基础题。

选做题中无论是物质结构与性质题还是有机化学基础题,都是STSE情境作为题干,在题中考查少之又少。物质结构与性质题在高考中考查的物质有两类,一类是学生熟悉的化学物质,这类物质都是以其在生活生产中的广泛应用为STSE情境;另一类是新型物质,以科学家研究出某新型物质,具有哪些用途等体现科学与技术的素材作为STSE情境。有机化学基础的STSE情境基本都是在医疗领域,考查药物的合成。

2 STSE试题研究对教学的启示和复习建议

STSE试题在高考中的考查逐年增加,体现了对科学教育的重视。高考是检验高中整体教学质量的考核方式,高考试题融合科学、技术、社会、环境等领域问题考查学生学科知识水平,反映教学目标的完成情况及素质教育的实施情况。结合高考STSE试题的汇总分析,对化学教学和高考复习获得了一些启示。

2.1 教学启示

转变教学理念,实施科学教育。高考不仅考查知识点的理解,更注重知识的迁移应用和综合应用。教师在教学中也不应只限于传授知识,要跟上时代的发展,更新教学理念,教师引导学生自主学习,积极参与教学活动,从中获得成就感。同时,教师自身要具有终身学习的观念,关注时事政治,关注科技前沿,将化学相关新闻融入教学,丰富教学素材,在化学知识的学习中让学生体会到化学科学对社会的重要性,提高学生的综合素质。

重视STSE教育,培养STSE意识。教材中每一模块知识都设计了STSE素材,出现的位置不同,其需要学生掌握程度也不同,教师在备课时要挖掘教材中STSE素材,并根据课程内容加入新素材,使课堂丰富饱满。将科学史、新的科研成果、工艺技术及环境问题等融入教学,帮助学生建立各领域与化学之间的联系,让学生切身体会化学知识的实际应用,激发学生学习兴趣,促进学生自主学习,培养学生分析问题、解决问题的能力及STSE意识。

培养学生科学素养,树立正确价值观。新课标重视“素养为本”的教学,教师在教学中要创设真实的问题情境,鼓励学生参与以化学实验为主的探究活动,培养学生创新精神和实践能力。学生通过对化学学科的学习,要形成探索未知崇尚真理的意识,对于环境问题能提出简单的解决方案,具有保护环境、绿色低碳和可持续发展的意识。对于社会热点问题能根据所学化学知识作出正确的判断,树立正确的社会价值观。

2.2 高考复习建议

专项训练,熟悉考查方式。针对高三学生设计STSE专项复习策略,整合与中学化学有关的生活日用品、工业生产技术、能源开发利用、航天、医疗等方面的素材,从中提取考点,系统复习。可从题型、STSE领域、考查方式等复习方式入手专项练习,让考生对每一类题型都熟知于心,在高考中遇到素材起点就较高的题目时可以得心应手。

分析题干,提取解题信息。STSE试题大部分是将STSE作为情境出现在题干中,在遇到科研、技术等领域的题干时,往往素材比较专业,难以理解,对于这样的题目,学生会产生恐惧心理,对做题失去信心。复习时,教师可为学生提供大量专业素材,组织学生从素材中提取有价值的化学信息,解决相关化学试题。

注意审题,提高分析能力。在高考中,很多学生因审题出错而丢分,在STSE试题考查中,往往会出现问题与解决方案或现象与成因搭配错误的情况,这些陷阱在表述上很容易误导考生,因此在复习时教师要对学生进行试误训练,培养学生分析能力,减少因审题不清失分的情况。

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