1998年全国中学生化学竞赛(初赛)试题给我们中学教学的启示

1998年全国中学生化学竞赛(初赛)试题给我们中学教学的启示第1页共5页1998年全国中学生化学竞赛(初赛)试题给我们中学教学的启示1998年的初赛试题从形式上看，比97年初赛试题要容易。于是，老师们拿到试题后就认为简单，以为今年的成绩一定很好，进入省级复赛的分数一定很高。我们带着这个问题，对我校高三参赛的16名选手进行了答题情况的仔细调查统计，得到了如附1、附2的情况统计。这16名学生中，有男生7名，用“B”表示。（其中B5已获得1998年全国高中物理竞赛广东省一等奖。该生平时主要在物理课外活动小组参加活动，也参加过几起短期的化学课外活动，平时化学成绩突出。）有9名女生，用“G”表示。我们将调查的结果与评分标准答案按要求进行评分，统计结果平均分39.7，即难度系数0.397。97年得分61分而以高二学生的身份也能进入复赛的B3同学也只有64分。B1、B2两同学在今年夏天举行的由北京、上海、广东、香港参加的第六届“雷达表”杯中国青少年科学英才奖竞赛（考试数学、物理、化学、英语、生物、天文地理）中获广东赛区第3名和第11名。B1同学还成为广东省的十人代表队到北京复赛，获全国第20名。这两个同学也只能得70分和69分。我们面对这种得分，首先担心无法完成辅导任务（根据初赛时一些带队老师的那种议论），冷静下来，则由衷地佩服试题的精妙。即使我们没有一个一等奖，也不可否认而且值得回味。命题人严守初赛大纲，来源于高中化学知识但不拘泥于高中化学知识，蕴含能力考察，强调科学素质，倡导创造精神。从附1可以看出，试题不但有鲜明的区分度，准确的信度和效度，而且对目前教学中的不当做法和不良现象给予了警示。对如何完善中学化学这门具体的科学教育起到了很好的导向作用。分数1009080706050403020100B1B2B3B4B5G6G7B9G8G10G13G12G11G14G15G1670696461.555.548.5403635.52827.52725181713附1：参赛者成绩（总分）考生编号1998年全国中学生化学竞赛(初赛)试题给我们中学教学的启示第2页共5页不久，我们收到了通知，B1、B2、B3、B5四位同学获得省复赛资格，B4、G6两位同学获得省二等奖（说明B4同学对考场中的答题情况回忆不准确），G7（还有另外一位高二的同学）获省三等奖。更可喜的是，B5同学也进入了复赛。这说明初赛试题在全国范围以内都有适当的难度和区分度（全省最高分86分，前50名60分以上）、准确度和信度。这使我们更感到这份试题值得反复领会，认真总结教学中的经验教训，重视在教学中培养学生科学思维的方法和大胆创新的精神，注意培养学生分析和解决问题的能力。具体地讲：第一题学生开卷面对首题，有一种与97年第一题恰好相反的感觉。如果学生也象我们一些老师“走马观花”后便说简单，将会被胜利冲昏头脑，随便写出经不起推敲的答案。例如有人认为A是邻三甲苯，因为这样能很好地满足“在光照下用Br2溴化A得到两种一溴衍生物”。若A为对-甲乙苯初看起来似乎难以满足这个条件。然而邻三甲苯“在铁催化下用Br2溴化A总共得到4种二溴代物”的结果还差两种（只能得到D1、D2）就认为“既然有铁做催化剂能在苯环上取代，那么更能在支链上取代”。于是随便写了两种取代支链的产物来代替D3D4。其实，他没想到即使这种反应成立，这样“发展”下去也还可以写出几种出来。应该意识到，一道好的试题，无论它的背景材料是熟悉的还是陌生的，它的表现形式是简单的还是复杂的，都离不开严密的推理过程，而不是仅凭猜想且不加验证其合理与否。有一个同学的思路是这样的：信息1.①②③④⑤⑥信息2.排除①③④⑤⑥，留下②。信息3.排除①③⑤⑥，留下②④。在铁催化下用Br2溴化A也得两种一溴衍生物光照下用Br2溴化A得到两种一溴衍生物芳香烃A,分子式C9H12CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH3CH3BrBrCH3CH3CH3BrBrCH2CH3CH3BrBrCH3CH3CH2BrBr1998年全国中学生化学竞赛(初赛)试题给我们中学教学的启示第3页共5页信息4.排除①②③⑤⑥，留下④。思维到此时，会有一个疑问：为什么④在信息2下被排除了，而又符合信息3、4，且只有它符合信息4。再把题细读一遍，发现还有一个信息：.产率约为1:1没有在前面的思维中引起重视。作为对-甲乙苯可以有三处能发生溴化，为什么B1和B2产率约为1:1？那么必有一种产率极小可以忽略不计。是哪一个碳的溴化被忽略呢？既然竞赛的知识范围充其量是高中化学读本的自然增长，那么应对学过的知识进行相关回顾。当他回顾到苯的同系物时一下便想到无论是甲苯还是乙苯、丙苯，被酸性高锰酸钾氧化都只是生成苯甲酸，乙苯并未生成苯基乙酸，丙苯也不是生成苯基丙酸。这说明苯的侧链的α碳易被氧化，溴代也是使碳被氧化，因此在利用信息2时不应当粗心地排除④。因此A必为④，继而得到B1、B2，以及C1、C2、D1、D2、D3、D4的结构简式。上述情况给我们的启示是：无论是97年初赛题第一题的陌生、深奥。还是98年第一题的熟悉、简单，“万变不离其中”，这个其中就是充分地捕捉信息→处理信息→列出可能的和不可能的即得出初步结论→验证初步结论→用已有的知识去思考新的知识→最后得到正确结论。平时我们在中学化学教育中过于强调“是什么”，甚至强调过于绝对，“就是论是”。应该让学生在知道“是什么”的基础上思考一下“为什么？”，甚至推想一下在一定条件下的“不是什么”。应该由“就是论是”提高到“就事论是”。如有人认为命题人有超越了初赛大纲，这就说明他只会在的事实上“就是论是”，而不会由此得到苯的同系物α碳原子上更易发生取代的“就事论是”：。第二题第五题第七题这三个题所涉及的运算知识和化学知识都是高中学生所应该具备的。就是人们担心的第二题所用的电解电量与被电解物质的摩尔数的换算正确率也达到62.5%。第五题对立方晶胞从体积到质量的求算得分率也达到64.6%。第七题的有机混合物平均碳原子数计算也是高中化学计算题经常出现的。然而，学生在回答这三个题时忽略了科学性。不验证，不讨论，很笼统地去回答或者毫在铁催化下继续溴化共得到四种四溴衍生物CH3CH2CH3COOHKMnO4+HCH2RCOOHKMnO4+HCH2RCHRBrBr2;hv?......CH3CH2CH3CH2CH3CH2BrCHBrCH3CH31998年全国中学生化学竞赛(初赛)试题给我们中学教学的启示第4页共5页无依据地对关键性结论轻率地猜想。例如第二题，利用计算出的含量55.1%猜想出：T＝20～30℃,或T＞20℃或T接近30℃等。也有的学生在草稿纸上推算出T＝28℃，但又没有在卷面上表达出来。这不仅仅是一个十分可惜的丢分问题，而是一个较为严重的科学方法与科学态度问题。在第五题的运算中，先入为主地认为一个立方晶胞中含有一个“WO3x-”，运算到底就刚好得到X=0.49。这可以说完全是虽然不严谨但又偶然地与正确结果吻合。评分答案对没有讨论一个晶胞中含多少个“WO3x-”的验算过程的只给一半得分是非常正确的，这使我们似乎如梦初醒，平时训练过多的习题，匆匆忙忙不讲究科学方法，不注重科学态度，不注意表达，如此忙碌在题海里，怎么能培养实事求是的科学严谨的工作作风！怎么能提高学生的科学素质！还是这个第五题，一些学生计算出的0.49，硬是要变成0.50再放大2倍，达到X=1，以便与“高中常见离子化合物如果是钠盐的化学式至少有一个钠离子”的习惯规律相吻合。有的同学甚至怀疑数据有误，把题目的数据改了。我们认为这种现象是十分不好的。这暴露了我们教学过程中的缺陷，或者是目前的教育环境把学生引入了定势思维的死胡同。平时把一些知识过多地归纳成规律和判断规则，过多地强调了“是什么”，甚至一个知识点用几十道题去强化训练，甚至有的训练题已经失去了科学性。基础知识点很重要，但不能耗费过多的时间和精力使训练仅仅停留在对知识点的“就是论是”上，更不应该不加思索的把中学的简单知识过分地推广到丰富多彩的化学物质世界里。而要争取一些精力和时间培养学生利用知识的能力，解决问题和探索问题的方法。要通过教学过程形成学生良好的科学精神。第四题第八题第四题的浓度计算是中学常规水平的，而且不受第(1)小题学生对“含铬产物”的判断正确与否的影响，是一个有很好区分度的题目。但是学生粗心地忽略了Cr(Ⅲ)在碱性溶液环境中这一关键，轻易地表示为Cr2O3。（我校16人中有三人这样表示）第八题(1)关于C的化学式，我们调查的16人中，有10人表示为以下几种形式：[OsN2H3]--、OsO2(NH)2、Os(NH)4--、OsO4(NH3)2、OsN4H4--等形式。后来同学们也后悔自己没有注意“红外图谱显示C有一个四氧化锇所没有的吸收峰”和“含钾化合物与高锰酸钾类质同晶”等信息。以上两题，第四题得分率为25%，第八题得分率为21.8%，得分低的原因不言而喻。学生利用部分信息得到了一些可能，而没有全面验证考察，将可能性答案当成了最终答案。学生答卷时，如果具有将可能性的“半成品”通过信息或者环境条件进行推敲、琢磨成为肯定的、正确的“成品”的思维方法，就会获得更好的成绩。这两题对培养教育学生一切从实际出发，既要遵守客观规律，更要注意新的客观存在前提下的创造性思维有很好的导向作用。启示我们在教学中要引导学生既不要墨守成规，又不能过份异想天开。1998年全国中学生化学竞赛(初赛)试题给我们中学教学的启示第5页共5页第九题第(1)问考察学生对空间结构的观察能力和归纳总结能力，这对中学化学教育是一个提醒。中学化学课本中介绍关于空间结构的份量是否与化学科学发展的要求不相适应？教师在教学中是否重视了物质空间结构观察方法和想象能力的培养？是否充分地利用了教材中的有关内容？在提高型的化学课外活动中是否教给学生研究空间构型、结构的科学方法。同时该小题又有很好的区分度(得分率为55%)。第(2)问判断B、C、D是否属于同系物，我们认为是全卷的最精彩之处。中学化学把同系物的概念“相差一个或若干个CH2原子团”讲得太死，而没有抬起头来看看中学有机化学研究的对象是烷、烯、炔、苯及其同系物，这些分子中只有简单的碳架官能团结构。当然就不可能意识到有机物质世界同系物间相差的组成形式是很多的。本题中的三种物质相差的是一个或几个C4H4，结构上又是同一规律（信息：“A为基本结构‘模块’象搭积木一样……”），当然应属同系物。此小题的得分率只有16.7%。这在警告我们，平时教学过于死板，怎么能够培养出发展理论、探索真理的科学技术接班人和建设者？那么，我们在平时的教学中，要注意一个概念所涉及的对象是什么？条件是什么？把一个概念扩展到更广阔的领域，应采用什么样的思维过程和科学方法？例如本题的第(2)问就涉及到使用数学手段去对化学知识进行归纳总结。能不能启发学生：同系物事实上是在结构相似的前提下组成遵从等差数列的关系，从而深入到这个问题的本质。总之，这一问对我们的教学观进行了深刻的启示。第(3)问求E的分子式，只要第一问能正确，就可以得这点分。题目的关键是判断E是否有同分异构体和有多少种同分异构体。这是初赛中的高潮之处，是竞赛者能力较量的焦点。光有空间想象能力还不行，还必须有一丝不苟的科学态度。如果考生不注意D中有些碳原子早已完全成键而不能再成键，就会判断出偏多的同分异构体种数，使得分降低。回头看看，第九题都是较高能力水平的参赛者利用初赛大纲以内的知识就可以通过努力完成的。而且设计了三个梯度：观察立体结构后的归纳总结→某一化学概念与所涉及的研究对象的相互关系→具体对物质结构的预测。此题是精品，是启明星。综上所述，1998年全国高中化学竞赛初赛的试题不仅严守初赛大纲，避免了各中学动用很多的精力和时间去攻读大学知识而加重学生负担，带来不良后果和竞赛结果的偶然性，使化学竞赛活动充分发挥了高中学生的能力。而且潜移默化的提出了常规教学中存在的问题或者