素养导向的工艺流程题命制的实践与思考
张建华
河北衡水中学 053000
摘要:本研究聚焦高中化学工艺流程题的命制实践,以学科核心素养为导向,通过分析人教版高中化学教材内容,探索工艺流程题的设计方法与评价标准。研究表明,基于学科核心素养的工艺流程题命制能有效提升教师的专业素养,有利于提高教学质量,能更好的引导学生:用化学的眼光去看世界,用化学的思维去分析解决问题,用化学的语言去表达思想。
关键词:化学教学;工艺流程题;核心素养;命题设计;评价标准
引言:随着新课程改革的深入推进,高中化学教学越来越注重培养学生的核心素养。工艺流程题作为化学教学中的重要题型,不仅考查学生对化学基础知识的掌握程度,更强调培养学生运用化学原理分析解决实际问题的能力。人教版高中化学教材内容涵盖物质变化、元素化合物、化学反应规律等多个方面,为工艺流程题的命制提供了丰富的素材。基于学科核心素养的工艺流程题命制研究,对于提升化学教学质量、培养创新型人才具有重要的理论意义和实践价值。
一、工艺流程题的命制原则
在工艺流程题的命制过程中,需要始终坚持三个核心原则:贴近实际生产、体现核心素养、注重能力培养[1]。命题素材的选择应源于真实的化工生产过程,如人教版高中化学教材中涉及的钠的工业制备、铁的冶炼、硫酸生产等典型工艺流程,这些内容既能体现化学知识在工业生产中的重要应用,又与学生的学习内容紧密相连。在保持科学性的基础上,要对工艺流程进行适当的简化处理,使题目难度与高中学生的认知水平相适应,确保学生能够理解和把握核心内容。题目设计要突出化学学科核心素养的培养要求,重点关注物质观念、变化观念、平衡观念等基本观念的形成,引导学生建立系统的化学思维方式。同时,要注重考查学生的实验探究能力、科学思维能力和创新应用能力,通过多维度的能力考查,培养学生运用化学知识分析解决实际问题的能力。在整个命题过程中,还应当注意绿色化学理念的渗透,将环境保护意识和可持续发展观念自然融入试题内容,引导学生树立正确的化学观和环境观,形成负责任的科学态度。
二、工艺流程题的设计方法
(一)确定命题思路
在工艺流程题的命制过程中,选择恰当的命题思路是整个命题工作的关键第一步。依据化学教学指导要求,命题教师应当以某种研发成果或与生产、生活联系紧密的物质为切入点,通过广泛深入地查阅相关资料,选择最为适合的工艺流程作为命题背景[2]。如在有机化学单元,可以选取乙烯的制备与应用这一主题进行命制,从乙醇制备乙烯的实验装置入手,引导学生分析装置中各部分的作用,思考实验的安全注意事项;继而探讨乙烯的化学性质及其在高分子材料生产中的重要应用。
在选定素材后,要认真细致地研读教材内容,对复杂的工艺过程进行适度的简化处理,始终注意信息的真实性、新颖性、指向性和简洁性。例如,在涉及“化工生产中的重要非金属元素”单元时,可选取硫酸生产工艺流程,围绕这一主题设计由浅入深的问题序列:先让学生识读工艺流程图,写出相关化学方程式;再分析各步骤的反应条件及其优化原理,体现化学赋能与工业实际条件的控制;最后探讨如何提高转化率和产率,并思考工艺过程中的环保措施。在整个命题过程中,要充分考虑学生已有的知识基础,合理提供必要的参考数据,通过系统而精心的问题序列设计,全方位考查学生的符号表征能力、模型认知能力、实验探究能力和数据分析能力等关键要素,确保试题内容既有足够的广度又有适当的深度,使每个问题的表述指向都更加清晰明确。
(二)细化问题设计
工艺流程题的问题设计是命制过程中的核心环节,需要在科学严谨的前提下,精心打磨每一个细节。以铁的冶炼工艺流程为例,第一问可要求学生根据高炉炼铁流程图写出主要化学反应方程式,考查基本表达能力;第二问深入分析高炉各区域的温度分布特点及其对应的化学反应,考查学生对工艺过程的理解;第三问可涉及高炉炼铁的条件优化,如何提高产率,引导学生应用勒夏特列原理等化学平衡知识分析解决实际问题;第四问则可以探讨环保措施,让学生思考如何处理和利用炼铁过程中产生的废气、废渣。又如在氨的合成工艺教学中,可首先要求学生写出相关化学方程式,分析氮气和氢气的来源及制取原理;其次分析反应条件的选择依据,探讨温度、压力、催化剂对化学平衡的影响;再次设计有关转化率和产率计算的问题,为此需要提供必要的热力学数据和动力学数据;最后可以请学生分析合成氨在工农业生产中的重要应用,思考如何优化工艺流程,提高生产效率。通过这样层层递进的问题设计,既确保了知识覆盖的广度和深度,又培养了学生的化学学科素养。
(三)制定评价标准
工艺流程题的评价标准制定是保障命题质量和评分公平性的重要环节。评价体系的构建应遵循科学严谨的原则,设置答案和评分细则时要确保评分的公平公正,切实服务于教学实践。评价维度应全面覆盖知识理解、实验探究、数据分析、创新思维等多个方面,重点关注学生化学学科核心素养的形成和发展[3]。例如,在评价“铁及其化合物的性质”相关题目时,既要关注化学方程式书写的规范性和正确性,也要考查实验方案设计的可行性、安全性和环保性,同时还要评估学生对相关原理的理解深度。评分细则的制定要具体明确,为每个答题要点设置合理的分值区间,并注重过程性评价。如在涉及化学计算的题目中,不仅要关注最终结果的准确性,还要为解题思路的合理性、计算步骤的规范性、单位换算的准确性等过程性内容设置相应的得分点。同时,要充分认可学生答案的多样性,对于具有创新性的解题思路和解决方案给予适当的加分,鼓励学生进行创造性思维的表达。整个评价体系应始终体现素养导向,通过科学的评价标准引导学生在解题过程中全面提升化学学科核心素养,实现知识、能力和素养的协同发展。
结语:素养导向的工艺流程题命制需要在教学实践中不断探索和完善。通过精心的命题设计,可以全面考查学生的知识掌握水平、实验探究能力、创新思维能力和问题解决能力,有效提升化学学科核心素养。为适应新时代人才培养要求,教师应在教学实践中不断探索工艺流程题的命制方法,优化试题结构,丰富考查形式,提升命制水平。相信通过持续深入的研究和实践,必将为提高化学教学质量、培养创新型人才提供有力支撑。
参考文献:
[1]谢慕媛,申燕,舒信军.新高考背景下化学模拟试题的命制与测评——以工艺流程题为例[J].教学考试,2024,(14):70-75.
[2]马玲青.命制高中化学工艺流程原创题的实践与思考[J].教学考试,2020,(32):73-75.
[3]孙序琼.“化学工艺流程试题”的特点与命制[J].贵州教育,2020,(22):35-36.