浅谈初中化学工艺流程题的命制

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈初中化学工艺流程题的命制 摘要：工艺流程题具有综合性强、 思维容量大等特点。为兼顾学生学习的 基础性与发展性，命制具有较高效度和 信度的工艺流程题，成为教师在中考复 习阶段强化训练的重要工作。以活性氧 化锌工业生产过程为例，探讨如何从选 材、改编、命题等步骤命制工艺流程题， 并从合适性、多样性、完整性等角度进 一步探讨如何提高试题的效度和信度。 中国论文网 /9/view-12940214.htm 关键词：氧化锌；生产工艺流程； 试题命制；初中化学 文章编号：1005 C6629（2016）12C0073C04 中图 分类号：G633.8 文献标识码：B -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 工艺流程类试题由于具有背景情 境真实、框图信息新颖、问题设计广泛 等特点，近年来受到了大力推崇，原先 也只是高考化学卷中常见的考查形式， 现在越来越多的中考化学卷中开始采用 这种方式考查学生知识掌握和应用能力 1。那么如何命制具有较高效度和信度 的工艺流程题？结合自身命题的经验， 并以活性氧化锌工业生产过程为例谈谈 粗浅的认识。 1 初中工艺流程题的特征 因工艺流程题具有综合性强、思 维容量大等特点，所以要求较高。中考 试卷中流程设计相对于高考要简单，主 要表现为：原料成分少、中间步骤少， 转化关系明显等；其考查的内容主要集 中在：（1）化学反应原理；（2）元素 化合物知识；（3）实验操作及名称； （4）物质除杂、分离；（5）成本控制 与反思评价等等。即便如此，因学生能 力的因素，此类题的总体得分率偏低， 属于控分类题。根据以上的基本要求， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 命题时应把握初中工艺流程题的难度， 兼顾学生学习的基础性与发展性。 2 工艺流程题命制的步骤 2.1 选材 一般多从化工类期刊中或者互联 网上寻找生产、生活中常用物质的制备 方法，选择合适的制备流程，相对而言， 期刊中发表的方法和流程都比较新颖。 例如，活性氧化锌是工业生产中的重要 添加剂，工业上是如何生产的呢？通过 网上查阅，发现 2003 年水浩东提出的 综合利用工业废液中含有的废硫酸和废 弃的低品位氧化铜锌矿，从而获得一系 列产品的方法2（见图 1） 。 2.2 改编 根据试卷的知识结构分布和试题 的难度系数要求，对于原始流程图进行 改编，常用的方法是“ 合”与“拆”。具体 地说， “合”就是在不改变原流程整体结 构的前提下，将一些难点或越界的点合 并隐藏起来，并将考查的节点显性化； “拆”就是截取过程中的一些片断，然后 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 加以铺陈重新设计。例如，活性氧化锌 的制备可呈现以下两种改编方式： 2.3 命题 依托改编后的工业流程图，根据 试卷的总体命制要求，其内容可以是考 查几个步骤中的转化关系、重点元素化 合物的性质、基本操作、分离与提纯， 或对流程进行反思与评价，或“节外生 枝”适当插入物质的制备与用途等，不 同的流程图其考查的侧重点也有所不同。 例如，对流程图 2 可命制以下问 题： 命题 1 活性氧化锌是重要的工业 添加剂，主要用于橡胶、塑料、涂料、 陶瓷和催化剂等行业。某工厂利用工业 废酸（10% H2SO4）堆浸废弃的氧化铜 锌矿制取活性 ZnO，进行废物综合利用， 方案如下（见图 2）： 请根据流程回答下列问题： （1）加入铁粉后发生反应的化 学方程式为。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 （2）在除铁过程中的试剂甲一 般选用 H2O2，它的作用是 ，加入 H2O2 时需要控制反应温度不能过高， 原因是 。 （3）实验室可用熟石灰与氯化 铵固体加热制得氨气，则应选用的发生 装置是（填写下图装置代号） ，生成氨 气的化学方程式为 。 （4）溶液乙可直接用作氮肥， 则其主要溶质的化学式为 。 （5）写出 Zn2（OH）2CO3 焙 烧的化学方程式。 而依流程图 3 又可命制下列 问题：（说明：本题为 2016 年江苏省 苏州市中考化学卷第 30 题） 命题 2 某科研小组设计利用稀 H2SO4 浸取某废弃的氧化铜锌矿（主要 成分为 CuO 和 ZnO，其余成分既不与 酸反应也不溶于水）的方案，实现废物 综合利用。部分实验流程如下（见图 3）： 请根据上述实验流程回答下列问 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 题： （1）操作 1 的名称是 。 （2）在氧化铜锌矿中加入过量 稀硫酸，主要成分发生反应的化学方程 式为 。 （3）加过量铁粉后，发生反应 的基本反应类型是 ，得到滤渣 I 的成 分为（填化学式） 。 （4）在实验过程中，双氧水会 与 Fe2+反应生成 Fe3+和水，以便在后 续的操作中将溶液中铁元素除去。高锰 酸钾溶液也能将 Fe2+氧化成 Fe3+。选 用双氧水的优点是 。 由上可见，同种素材可以有着不 同的表达内容、不同的考查侧重，这种 现象正是工艺流程题“ 问题设计广泛 ”特 点的反映。当然这给我们的中考专题复 习提供了新的思路，研究如何应用系统 化原理进行工艺流程题的命制、专项复 习和训练，此处不再赘述。 3 对工艺流程题命制的反思 3.1 选材应合适 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 这里所讲的“ 合适”主要有二层含 义。其一，工艺流程的素材不能过于复 杂，所涉及的步骤不宜过多；其二，流 程中所用方法或涉及的化学反应应该源 于学生掌握的基础知识和技能，个别超 出要求的内容可通过资料的形式作为信 息提供3。这样的素材可以很好地进行 改编，并能在保证学生理解的基础上满 足命题的要求。除了制取活性氧化锌外， 活性氧化镁、活性碳酸钙制备的工艺流 程、从海水中提取镁、侯氏制碱法等也 是经常使用的素材。这类素材除了适合 命制工艺流程题之外，还有一个显著特 点，即与学生的生活背景和生产实际紧 密相联，因而试题凸显了真实性。具有 生产生活背景的试题不仅可以使学生领 略学习的意义与价值，激起学生学知识 用知识的乐趣，而且背景知识的铺垫 （或先期掌握）可以大大降低学生理解 的难度，能提高学生学习的实效性，具 有很强的导向性。 3.2 改编要多 样 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 多样化的改编不仅是工艺流程 “思维容量大 ”特点的体现，更是试题信 度的要求。从上述 2 则改编中我们发现， 对原始流程的改编可以继承其全部过程， 凸显流程中从原料到产品的主线；也可 以截取过程中的一些片断，在不损害对 过程理解的前提下，将另一些步骤用 “”隐匿起来，突出对流程中某个阶 段有针对性且详细的考查。有趣的是后 者再次成为中考流程题命制的重要方式 （如流程改编 2） ，是因为相比而言它还 有一个重要优点：过程简洁，降低了学 生理解过程的难度，转而在化合物知识 和基本操作上着力，增强了试题的效度。 特别是到了现阶段，适合命制试题的工 艺流程资源逐渐枯竭，工艺流程题正逐 渐趋向同质化，因此，截取某个流程的 一个片断重新铺陈设计，达到去陈出新 的效果，正成为命制中、高考流程题的 重要手段，也使试题维持较高的信度。 纵观 2016 中、高考试卷中的流程题， 我们总感觉似曾相识但又新意十足，正 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 因如此。 3.3 命题需完整 笔者在文中将工艺流程题的命制 过程分开讨论，但实际最终的试题应是 完美的整体：题干、流程、问题相互间 紧密衔接，默契配合4。题干是思维的 通道，流程是思维的对象，而问题则是 思维的注脚，一道优质的工艺流程题就 是一件艺术品，从布局、行笔、落款浑 然一体。但如果比较以上 2 则命题，笔 者认为题干中有些信息应互为补充，如 命题 1 中对氧化铜锌矿的成分未能说明， 考生不可能根据矿物名称而猜测其中的 成分，实际也猜不对，因为氧化铜锌矿 中成分相当复杂，大致有 ZnO、 CuO、FeO、PbO、MnO2、CdO 等，命题人只是根据命题需要留存几种 （本题应该是 CuO 和 ZnO） ，所以题干 中必须有指出（如命题 2） ；而命题 2 题 干中缺少了情境说明，从解题角度看似 乎无关紧要，还会使题干更精炼，但阅 读试题时学生能体会到此流程在生产中 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 真实应用吗？如此能体现出流程题真实 性的重要特征吗？当然也无法体现学习 与应用的意义和价值。因此笔者认为情 境说明是流程题体现真实性的重要方式， 是学生进入真实情境的通道，也是试题 与生产生活联结的纽带，是流程题命制 中不可或缺的环节（如命题 1） 。 4 “意外 ”的收获 令人意外的是，学生解答试题后 提出了一个“ 简单” 的问题：为什么要用 铁粉去除 CuSO4？这不就在 ZnSO4 中 引入 FeSO4 杂质了，又要增加后续步骤 除去它，改用锌粉是不是更好？笔者听 后不禁击掌赞许，但又大吃一惊，如此 简单的错误为何一再重复出现？笔者又 重新审视原始流程图及其提出的背景， 原来水浩东先生提出的工艺流程中用铁 粉置换出重金属其意在不仅能得到产品 活性氧化锌，而且还需要获得副产品铁 红，况且铁粉的成本相对低廉。但改编 后的流程失去了完整性，学生得到的信 息有残缺，产生疑问也是必然！能否改 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 动一下工艺流程？笔者也由此查阅了其 他酸法制备活性氧化锌的工艺流程，却 发现实际生产中都是使用锌粉置换除去 重金属5。为什么会有如此区别？究其 原因，水先生的生产原料是废矿，其中 氧化锌的含量低，导致生成的活性氧化 成本高，需兼顾多种副产品的获得6。 因此，产生了第三种改编： 改编 3 活性