邵春明
浙江省桐庐富春高级中学 311500
摘要：高考真题作为高三教学资源，是学科核心素养和高考育人价值的载体。“模型认知”是高中化学思考、研究问题的重要思想和方法。以2020年浙江卷化学原理题为例，诊断学生“模型认知”能力的缺陷；基于“模型认知”组织课堂教学，提高学生 “模型认知”能力，纠正学生思维偏差；培养学生从“模型认知”角度分析化学问题,提高复习效率。
关键词：模型认知 选考真题 教学策略 课堂实践
学生运用认知模型能合理描述和解释物质的结构、性质和变化，能运用已知信息结合自身知识建构认知模型，解决复杂问题。笔者以浙江省化学选考真题为例，阐述如何基于化学选考真题培养学生“模型认知”能力的实践与探究。
一、模型认知在浙江2020年化学选考卷化学反应原理题中的体现
（一） 双向细目表及学科素养水平的体现。
浙江化学卷2020年1月29（2）题和2020年7月29（2）
.png)
（二）模型认知素养考查在反应原理题的具体体现和分析
案例1. (2020.1浙江化学选考29(2)题)研究NOx之间的转化具有重要意义。
.png)
①决定NO氧化反应速率的步骤是__________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4＞T3)，测得c(NO)随时间变化曲线图2。
转化相同量的NO，在温度______(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图1分析其原因_______。
.png)
分析：①化学反应速率是由最慢一步决定的，观察题中图像，反应Ⅱ的活化能更高，速率更慢，因此决定整个反应的速率。
②第1问：观察题中图像NO2浓度的变化量，可以很快判断T4温度时变化慢，则消耗的时间长。第2问因
.png)
是放热反应，升高温度，反应速率加快；同时化学平衡I逆向移动，c(N2O2)逐渐减小；浓度降低大于温度升高，对反应Ⅱ速率的影响，因此温度升高，NO转化率降低。该问的解答很多同学只考虑了单一的温度因素对反应速率的影响，忽略了浓度的影响，导致很多同学无从下手。
案例2. (2020.7浙江化学选考29(2)题) 研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有：
.png)
①CO2和C2H6按物质的量1:1投料，研究催化剂X对“CO2氧化C2H6制C2H4”的影响，所得实验数据如下表：
.png)
结合具体反应分析，在催化剂X作用下，CO2氧化C2H6的主要产物是________，判断依据是_______。
②采用选择性膜技术可提高C2H4的选择性。在773K，乙烷平衡转化率为9.1%，保持温度和其他实验条件不变，采用选择性膜技术，乙烷转化率可提高到11.0%。结合具体反应说明乙烷转化率增大的原因是_______
分析：①观察表中数据，C2H4的产率远远小于C2H6的转化率，CO2的转化率约为C2H6的2倍说明除了反应Ⅱ和反应Ⅲ都已经发生，但是以反应 Ⅲ 为主。
②根据题中信息，选择性膜技术可提高C2H4的选择性，使化学平衡向正向移动，提高乙烷的转化率。
（三）对2020年化学选考29题(2)得分统计
1.为了检测学生真实的学科素养水平，将2题分别在班级做了测试，各限时10分钟，课后进行批改，获得学生的成绩及难度系数分布表。
.png)
2.学生的典型错误答案
学生1：本反应放热，因为温度升高，化学平衡逆向移动，所以使NO的速率减慢
学生2：本反应放热，因为反应的温度越高，所以化学反应速率越慢
学生3：温度升高，催化剂活性降低，使NO的速率减慢
3.与学生交流了解学生认知能力
文字描述答题一般从外界条件对反应速率的影响和化学平衡移动等角度回答。通过课后与学生交流，学生的学业质量基本停留在水平2，学生答题要么无从下手、要么只能写出其中的某一个方面，不能全面完整解答问题。因此建构解题思维模型，运用模型解答此类文字描述题是较好的方法之一。
二、提高学生模型认知能力的教学策略
化学反应原理大题，模型认知思维是重要的答题手段和方法。通过对比浙江卷历年高考题，发现模型认知的考查是多方面、多角度的。有直接运用已有模型；有先修正模型，再运用模型；有多个模型共同使用；还有根据题中信息建构新模型等。
（一）重温教材，强化书本原有模型认知训练
对于书本模型，学生必须熟练掌握，不仅要按书本思路正向运用，还要逆向推导，透过模型表象理解本质，同时在教学中也要运用文字、图表、数据等多元表征拓宽学生思维，防止解题方法和思维单一化。
.png)
分析：此反应分两步进行连续反应，需要画出的是2个连续的能量变化图，知识模型是教材的ΔH=∑生成物-∑反应物，结合课本活化能的图像模型，是2个模型的共同作用。如果学生基础知识不扎实，很容易被某个环节卡住，无法正确画出图像。
纵观浙江卷的试题特点，对焓变的多元表征考查一直没有停止。每年都会从不同角度、以不同形式考查学生对焓变的理解和应用，近几年有关焓变的考查如图。
.png)
高三最后阶段的复习，学生要熟练掌握基础知识，将书本模型熟记于心，做到“心中有模型，下笔如有神”。教师要把书本模型从各方面、多角度，采用文字、图表、数据等不同形式，通过正向和逆向分析、对比，让学生深入理解事物的本质，从根本上掌握和运用书本模型。
（二）借鉴原有模型，解决新问题
高考试题灵活多变，注重思维和学科素养的考查，只掌握教材的模型显得有点简单化和单一化。利用试题信息，在原有模型上进行修正和拓展，以适应高考题的需要。一般采用以下的答题思维模型，如图1。化学平衡常数K的计算是浙江化学卷高频考点，只掌握K的计算还远远不够。近年来浙江卷多次考到K的变式——Kp（压强平衡常数）的计算。Kp与K都是关于平衡常数的计算，都可以运用“三段式”经典计算模型，如果Kp直接采用K的计算模型就完全错误了，因此需要对原有模型进行修正后才能使用。
.png)
.png)
（三）构建新模型，解决复杂问题
浙江卷化学反应原理题中常涉及平行反应或者多步反应的文字描述题，要求学生加工整理题中信息，运用化学反应速率和平衡移动原理知识解释化工生产中的实际情况。此类问题是学生最大的难点，从得分统计来看也是得分率最低的一个小题。学生存在的主要难点在于：①不能有效整合题中所给的信息 ②只从单一因素考虑问题，忽略了其它因素的影响。构建平行反应或者多步反应的思维模型（如图2）是解答此类题目的有效途径。
.png)
案例5： 20年1月29题（2）转化相同量的NO，在温度______(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因___________________
运用模型解答过程如下：
.png)
案例6：20年7月29题（2） 结合具体反应分析，在催化剂X作用下，CO2氧化C2H6的主要产物是_______，判断依据是____________________________
.png)
三、构建模型认知思维的课堂教学实践
案例7： 苯硫酚（C6H5-SH）是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上常用氯苯（C6H5-Cl）和硫化氢（H2S）反应来制备苯硫酚，但会有副产物苯（C6H6）生成。
.png)
现将一定量的C6H5-Cl和H2S置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温度下均反应20分钟测定产物浓度，得到图1。
根据图1，解释在温度较高的阶段，反应I在20分钟时的c（C6H5-SH）出现下滑的原因_______________
运用平行反应或者多步反应的模型解答过程
.png)
研究表明，将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下也可显著释氢，理由是_______________________
.png)
四、总结与反思
高考真题体现了考试目的、教学方向和新课程改革精神，为教师指明复习方向，给学生提供成长空间，为课堂提质增效，是广大师生进行化学核心素养培养的活教材。
化学反应原理大题，理论性强，注重联系实际生产、生活，远离学生认知，因此学生感觉特别困难。我们的教学到底该如何突破学生存在的问题？需要在每日教学中不断的给学生渗透解题模型和思想方法。“模型认知”素养贯穿于高考试题之中，分析解答高考题的过程，就是体现学科核心素养的过程。只要我们静心思考，认真分析，每一个高考题都可以成为培养学生“模型认知”素养的契机。
【参考文献】：
[1]中华人民共和国.普通高中化学课程标准（2017版）[M].北京：人民教育出版社,2018:4
[2]陈进前.关于化学认识模型的思考.中学化学教学参考[J].2020（5）：1-4
[3]王换荣，陈德坤，陈进前.化学核心素养之构建模型认知在教学中的应用[J].现代中小学教育，2019（1）：45-46