淺談初中化學工藝流程題的命制

　　摘要：工藝流程題具有綜合性強、思維容量大等特點。為兼顧學生學習的基礎性與發(fā)展性，命制具有較高效度和信度的工藝流程題，成為教師在中考復習階段強化訓練的重要工作。以活性氧化鋅工業(yè)生產(chǎn)過程為例，探討如何從選材、改編、命題等步驟命制工藝流程題，并從合適性、多樣性、完整性等角度進一步探討如何提高試題的效度和信度。
　　關鍵詞：氧化鋅；生產(chǎn)工藝流程；試題命制；初中化學
　　文章編號：1005–6629（2016）12–0073–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
　　工藝流程類試題由于具有背景情境真實、框圖信息新穎、問題設計廣泛等特點，近年來受到了大力推崇，原先也只是高考化學卷中常見的考查形式，現(xiàn)在越來越多的中考化學卷中開始采用這種方式考查學生知識掌握和應用能力[1]。那么如何命制具有較高效度和信度的工藝流程題？結合自身命題的經(jīng)驗，并以活性氧化鋅工業(yè)生產(chǎn)過程為例談談粗淺的認識。
　　1 初中工藝流程題的特征
　　因工藝流程題具有綜合性強、思維容量大等特點，所以要求較高。中考試卷中流程設計相對于高考要簡單，主要表現(xiàn)為：原料成分少、中間步驟少，轉化關系明顯等；其考查的內(nèi)容主要集中在：（1）化學反應原理；（2）元素化合物知識；（3）實驗操作及名稱；（4）物質除雜、分離；（5）成本控制與反思評價等等。即便如此，因學生能力的因素，此類題的總體得分率偏低，屬于控分類題。根據(jù)以上的基本要求，命題時應把握初中工藝流程題的難度，兼顧學生學習的基礎性與發(fā)展性。
　　2 工藝流程題命制的步驟
　　2.1 選材
　　一般多從化工類期刊中或者互聯(lián)網(wǎng)上尋找生產(chǎn)、生活中常用物質的制備方法，選擇合適的制備流程，相對而言，期刊中發(fā)表的方法和流程都比較新穎。例如，活性氧化鋅是工業(yè)生產(chǎn)中的重要添加劑，工業(yè)上是如何生產(chǎn)的呢？通過網(wǎng)上查閱，發(fā)現(xiàn)2003年水浩東提出的綜合利用工業(yè)廢液中含有的廢硫酸和廢棄的低品位氧化銅鋅礦，從而獲得一系列產(chǎn)品的方法[2]（見圖1）。
　　2.2 改編
　　根據(jù)試卷的知識結構分布和試題的難度系數(shù)要求，對于原始流程圖進行改編，常用的方法是“合”與“拆”。具體地說，“合”就是在不改變原流程整體結構的前提下，將一些難點或越界的點合并隱藏起來，并將考查的節(jié)點顯性化；“拆”就是截取過程中的一些片斷，然后加以鋪陳重新設計。例如，活性氧化鋅的制備可呈現(xiàn)以下兩種改編方式：
　　2.3 命題
　　依托改編后的工業(yè)流程圖，根據(jù)試卷的總體命制要求，其內(nèi)容可以是考查幾個步驟中的轉化關系、重點元素化合物的性質、基本操作、分離與提純，或對流程進行反思與評價，或“節(jié)外生枝”適當插入物質的制備與用途等，不同的流程圖其考查的側重點也有所不同。
　　例如，對流程圖2可命制以下問題：
　　命題1 活性氧化鋅是重要的工業(yè)添加劑，主要用于橡膠、塑料、涂料、陶瓷和催化劑等行業(yè)。某工廠利用工業(yè)廢酸（10% H2SO4）堆浸廢棄的氧化銅鋅礦制取活性ZnO，進行廢物綜合利用，方案如下（見圖2）：
　　請根據(jù)流程回答下列問題：
　�。�1）加入鐵粉后發(fā)生反應的化學方程式為。
　�。�2）在除鐵過程中的試劑甲一般選用H2O2，它的作用是 ，加入H2O2時需要控制反應溫度不能過高，原因是 。
　�。�3）實驗室可用熟石灰與氯化銨固體加熱制得氨氣，則應選用的發(fā)生裝置是（填寫下圖裝置代號），生成氨氣的化學方程式為 。
　�。�4）溶液乙可直接用作氮肥，則其主要溶質的化學式為 。
　�。�5）寫出Zn2（OH）2CO3焙燒的化學方程式。
　　而依據(jù)流程圖3又可命制下列問題：（說明：本題為2016年江蘇省蘇州市中考化學卷第30題）
　　命題2 某科研小組設計利用稀H2SO4浸取某廢棄的氧化銅鋅礦（主要成分為CuO和ZnO，其余成分既不與酸反應也不溶于水）的方案，實現(xiàn)廢物綜合利用。部分實驗流程如下（見圖3）：
　　請根據(jù)上述實驗流程回答下列問題：
　�。�1）操作1的名稱是 。
　�。�2）在氧化銅鋅礦中加入過量稀硫酸，主要成分發(fā)生反應的化學方程式為 。
　�。�3）加過量鐵粉后，發(fā)生反應的基本反應類型是 ，得到濾渣I的成分為（填化學式）。
　�。�4）在實驗過程中，雙氧水會與Fe2+反應生成Fe3+和水，以便在后續(xù)的操作中將溶液中鐵元素除去。高錳酸鉀溶液也能將Fe2+氧化成Fe3+。選用雙氧水的優(yōu)點是 。
　　由上可見，同種素材可以有著不同的表達內(nèi)容、不同的考查側重，這種現(xiàn)象正是工藝流程題“問題設計廣泛”特點的反映。當然這給我們的中考專題復習提供了新的思路，研究如何應用系統(tǒng)化原理進行工藝流程題的命制、專項復習和訓練，此處不再贅述。
　　3 對工藝流程題命制的反思
　　3.1 選材應合適
　　這里所講的“合適”主要有二層含義。其一，工藝流程的素材不能過于復雜，所涉及的步驟不宜過多；其二，流程中所用方法或涉及的化學反應應該源于學生掌握的基礎知識和技能，個別超出要求的內(nèi)容可通過資料的形式作為信息提供[3]。這樣的素材可以很好地進行改編，并能在保證學生理解的基礎上滿足命題的要求。除了制取活性氧化鋅外，活性氧化鎂、活性碳酸鈣制備的工藝流程、從海水中提取鎂、侯氏制堿法等也是經(jīng)常使用的素材。這類素材除了適合命制工藝流程題之外，還有一個顯著特點，即與學生的生活背景和生產(chǎn)實際緊密相聯(lián)，因而試題凸顯了真實性。具有生產(chǎn)生活背景的試題不僅可以使學生領略學習的意義與價值，激起學生學知識用知識的樂趣，而且背景知識的鋪墊（或先期掌握）可以大大降低學生理解的難度，能提高學生學習的實效性，具有很強的導向性。

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