技術(shù)思想指導(dǎo)下的化學(xué)“小高考”研究

湯敏

摘 要：技術(shù)是人類在生產(chǎn)活動(dòng)中憑借的方法、能力或設(shè)備等，它包含豐富的內(nèi)容。先進(jìn)的技術(shù)能促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展，理解、運(yùn)用并創(chuàng)新技術(shù)需要綜合運(yùn)用多種知識(shí)。對(duì)于化學(xué)教育來說，在基礎(chǔ)教育階段進(jìn)行技術(shù)思想滲透，能培養(yǎng)具有一定技術(shù)素養(yǎng)的化學(xué)人才。

關(guān)鍵詞：技術(shù)思想；答題要求；觸類旁通

技術(shù)是指人類在生產(chǎn)活動(dòng)中所憑借的方法、能力或設(shè)備等；思想是客觀存在反映在人的意識(shí)中經(jīng)過思維而產(chǎn)生的結(jié)果，是人在認(rèn)識(shí)事物過程中形成的系統(tǒng)理論；技術(shù)思想是對(duì)技術(shù)系統(tǒng)化、條理化的觀念，它是人在從事技術(shù)實(shí)踐中形成的，是普遍適用的基本觀點(diǎn)和方法，可以指導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的方向。

高中化學(xué)課程是科學(xué)教育的重要組成部分，它對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展有著不可替代的作用。為滿足21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展的需要，培養(yǎng)符合時(shí)代要求的高素質(zhì)人才，教育部已經(jīng)構(gòu)建了比較完善的高中化學(xué)課程體系。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，在保證基礎(chǔ)的前提下為學(xué)生提供多樣、可供選擇的課程模塊，有利于學(xué)生形成科學(xué)的自然觀和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，更深刻地認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)之間的相互關(guān)系，逐步樹立可持續(xù)發(fā)展的思想。高中化學(xué)課程體現(xiàn)時(shí)代性、基礎(chǔ)性和選擇性，兼顧學(xué)生志趣和潛能的差異和發(fā)展的需要，為充分體現(xiàn)基礎(chǔ)性，設(shè)置兩個(gè)必修模塊，即化學(xué)1和化學(xué)2。考慮到學(xué)生個(gè)性發(fā)展的多樣化需要，設(shè)置具有不同特點(diǎn)的選修模塊，即選修1～選修6，重視反映化學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互聯(lián)系。

江蘇高考是自主命題。由選科方式?jīng)Q定了選擇化學(xué)的人數(shù)相對(duì)較少，也就導(dǎo)致高校可選擇的化學(xué)人才較少，尤其是化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)、化工生產(chǎn)流程、環(huán)境保護(hù)、新能源、新材料等前沿科學(xué)，這就要求廣大一線化學(xué)教師在教授化學(xué)1和化學(xué)2的過程中滲透技術(shù)思想，在未選擇化學(xué)作為高考科目的學(xué)生中更應(yīng)該加強(qiáng)這方面的教育。綜合考慮多方面因素，江蘇“小高考”在技術(shù)思想教育這方面的做出了表率，在“小高考”化學(xué)第26題測(cè)試中體現(xiàn)得尤其明顯。第26題通常是化學(xué)工業(yè)流程題，主要有以下特點(diǎn)。

1.涉及內(nèi)容豐富

化學(xué)工業(yè)流程題能很好地把許多高中化學(xué)知識(shí)在一個(gè)題目中呈現(xiàn)。考查內(nèi)容可以涉及基本概念和理論，元素及其化合物，化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化工技術(shù)的選擇和綜合計(jì)算等。

2.呈現(xiàn)信息多樣

為了體現(xiàn)該工業(yè)流程設(shè)計(jì)的價(jià)值，試題一般會(huì)介紹該工業(yè)產(chǎn)品在生活生產(chǎn)中的實(shí)際用途，生產(chǎn)該產(chǎn)品所采用的原料和工藝等，讓學(xué)生體會(huì)到“化學(xué)與人類的生產(chǎn)生活密切相關(guān)”，有時(shí)為便于學(xué)生理解該工業(yè)流程或者答題需要，還會(huì)給出一些必需的數(shù)據(jù)或圖表。

3.答題要求很高

試題中出現(xiàn)的情景一般不是來自教材，而是來源于生產(chǎn)實(shí)際，構(gòu)思比較新穎、靈活，因此不僅要求學(xué)生熟練掌握高中化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，還能在一定時(shí)間內(nèi)閱讀并理解信息，然后提取有用信息進(jìn)行答題，而且要求學(xué)生具備更高的能力和更細(xì)致的答題狀態(tài)。

如2017年江蘇省“小高考”化學(xué)第26題：鐵黑（Fe3O4）是常見的鐵系顏料。一種制取鐵黑的實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示：

制取鐵黑的反應(yīng)原理可表示為：

Fe（OH）2+2Fe（OH）3Fe（OH）2·2Fe（OH）3Fe3O4

（1）加入氨水調(diào)pH至7～9時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

（2）為了保證鐵黑樣品的質(zhì)量，“合成”中需要控制的因素有

（填三個(gè)）。

（3）鐵黑產(chǎn)品中Fe3O4的含量是判斷產(chǎn)品等級(jí)的依據(jù)之一。某鐵黑樣品中混有的雜質(zhì)為FeO、Fe2O3中的一種。根據(jù)國(guó)標(biāo)方法，進(jìn)行的測(cè)定實(shí)驗(yàn)如下：

步驟1：稱取1.908g樣品置于錐形瓶中，加入足量鹽酸，加熱使之完全溶解。

步驟2：向錐形瓶中先加入足量的SnCl2溶液，將Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe2+，除去過量的Sn2+，再加入一定量的硫酸和磷酸，并滴加指示劑。

步驟3：再向錐形瓶中滴加0.08200mol·L—1K2Cr2O7溶液，發(fā)生反應(yīng)：

Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

恰好完全反應(yīng)時(shí)，共消耗50.00mLK2Cr2O7溶液。

請(qǐng)計(jì)算樣品中Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）。

本題以工業(yè)生產(chǎn)鐵黑的實(shí)驗(yàn)研究為背景，以流程圖的形式呈現(xiàn)用FeSO4溶液與氨水反應(yīng)制備鐵黑的過程。系統(tǒng)考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)過程的分析、實(shí)驗(yàn)條件的控制，以及對(duì)信息和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理能力。考查內(nèi)容處處體現(xiàn)“技術(shù)”二字，如，如何配制FeSO4溶液？為什么調(diào)pH至7～9？如何調(diào)？通空氣量多少？如何控制？如何洗滌沉淀？怎樣檢驗(yàn)洗干凈？加熱到多高溫度才能制得Fe3O4等等。

再如，2013年江蘇省“小高考”化學(xué)第26題：某研究人員按下圖所示流程進(jìn)行“燃煤煙氣的脫硫研究”。實(shí)驗(yàn)中，SO2和O2混合氣體連續(xù)通入，水和鐵在起始時(shí)一次性加入，反應(yīng)液多次循環(huán)。

（1）吸收時(shí)，溫度不宜過高的原因 。

（2）為確保反應(yīng)液的循環(huán)吸收效果，吸收液與鐵的反應(yīng)需控制在40左右進(jìn)行，在此條件下欲加快該反應(yīng)速率宜采取的措施有 。

（3）實(shí)驗(yàn)中，對(duì)循環(huán)的反應(yīng)液的pH進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，pH隨時(shí)間的變化曲線如圖所示（A點(diǎn)為純水的pH）。

①AB段，pH下降的主要原因是 。

②CD段，反應(yīng)液的pH發(fā)生突變，是由于吸收液中 。

（填化學(xué)式）含量的突增，請(qǐng)分析引起該物質(zhì)含量突增的原因

。這一題與上題有相似的出題特點(diǎn)和考查特點(diǎn)，其中都牽涉化學(xué)工業(yè)技術(shù)問題，因此為了更好地滲透技術(shù)教育思想，也為了在“小高考”中取得好成績(jī)，在日常化學(xué)教學(xué)中要適當(dāng)運(yùn)用以下策略。

1.夯實(shí)元素及其化合物知識(shí)，做到觸類旁通

元素及其化合物知識(shí)涉及的化學(xué)方程式很多，單純靠記憶比較難，應(yīng)從多角度分析，幫助學(xué)生理解并在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)記憶和應(yīng)用，讓學(xué)生把相關(guān)知識(shí)串連起來，使學(xué)生能主動(dòng)將所學(xué)知識(shí)融入實(shí)際生產(chǎn)生活中，并能做到舉一反三，觸類旁通。

2.用好《化學(xué)與技術(shù)》，擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面

南京市參加“小高考”的學(xué)生選修的是《化學(xué)與生活》，而“小高考”第26題恰恰與《化學(xué)與技術(shù)》聯(lián)系更緊密。《化學(xué)與技術(shù)》主要介紹了化學(xué)在資源利用、材料制造、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，在更廣闊的視野下，認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系。教材介紹了一些重要的化學(xué)工業(yè)，如硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)、純堿工業(yè)等。從這些工業(yè)生產(chǎn)出發(fā)認(rèn)識(shí)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中的一些問題，為學(xué)生解決化學(xué)工業(yè)流程題打下良好基礎(chǔ)，因此在上必修內(nèi)容時(shí)，與這些內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)在學(xué)生可接受情況下適當(dāng)多做些介紹。

3.進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練，提高得分率

從提高學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)角度，解這種題型非常有效，從“小高考”能否得A角度，做好這題就更重要了，這題新穎靈活，僅靠多做題，教師應(yīng)該讓學(xué)生掌握解題方法，提高測(cè)試得分率。具體解題方法歸納如下：

（1）熟悉常見考點(diǎn)

通常考試熱點(diǎn)有：①化學(xué)（或離子）方程式的書寫：尤其要教學(xué)生書寫未學(xué)過的氧化還原反應(yīng)方程式的方法；②物質(zhì)制備：要對(duì)元素化合物知識(shí)理解并應(yīng)用，還要會(huì)利用所給信息提煉加工出未學(xué)過的反應(yīng)原理；③原料預(yù)處理：酸溶、堿溶、水溶；④物質(zhì)分離和除雜：洗滌（冰水、熱水、酒精、飽和食鹽水、飽和碳酸鈉溶液等）、過濾（不要忽視趁熱過濾）、蒸發(fā)或蒸餾、結(jié)晶（降溫或蒸發(fā)）、灼燒、調(diào)節(jié)pH讓某些金屬離子沉淀而另一些不沉淀等；⑤控制反應(yīng)條件加快或減慢反應(yīng)速率：主要有控制濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等；⑥有關(guān)計(jì)算。這些內(nèi)容要給學(xué)生分類講清楚。

（2）思考范圍

設(shè)計(jì)每一個(gè)工業(yè)流程，控制適當(dāng)?shù)臈l件一定有它的道理，通常可以考慮以下方面：化學(xué)反應(yīng)原理在實(shí)際工業(yè)上是否可行（反應(yīng)是否能發(fā)生，能發(fā)生的反應(yīng)是否可以用于工業(yè)生產(chǎn)）、成本要低（要考慮原料、設(shè)備價(jià)格，當(dāng)然這需要提供數(shù)據(jù)）、原料利用率要高（這牽涉到平衡問題，“小高考”不考平衡移動(dòng)，但可以考計(jì)算）、生產(chǎn)過程要快（這是反應(yīng)速率問題）、產(chǎn)品純度要高（能分析出雜質(zhì)并除去）等等。

在強(qiáng)化訓(xùn)練中提高解題能力，當(dāng)然技術(shù)思想教育不可能借助解一道題來完成，需要多角度、全方位、多形式滲透在日常教學(xué)的諸多環(huán)節(jié)，才能對(duì)一個(gè)人的終身發(fā)展產(chǎn)生積極影響。

參考文獻(xiàn)：

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注：江蘇省教育科學(xué)規(guī)劃“十二五”課題（D/2015/02/152）階段性研究成果。

編輯 孫玲娟