最近全国化学竞赛决赛理论试题
的分析及给我们的启示
摘 要:本文将1996——2005这十年的全国高中化学竞赛决赛理论试题进行分析和研究,总结和归纳其特点,从中得到一些关于化学竞赛培训方略等方面的启示。 关键词:化学竞赛;理论试题;分析;启示
1 问题的提出
自1984年中国化学会组织全国化学竞赛至今,已经开展了二十多年。回顾这些年的历程
可知:全国化学竞赛的发展经历了三个阶段[1],且第三个阶段是从1995年肇始,延续至今。第三阶段的具体举措是:在中国化学会的指导下,把从全国化学竞赛(冬令营)到组织参加国际化学奥赛(简称:IChO,下同!)等全部工作,由承办的省、市、自治区化学会具体组织实施。因此,分析和研究这一时期在这一级别的赛题,无论是对了解各地竞赛水平和风格,还是总结和归纳近年这一级别竞赛试题考查的特点和热点,以及对竞赛培训方略和竞赛发展方向的导向作用等都有重要义。本文,笔者正是基于这些方面的考虑,提出一些粗浅的意见,虽难免会挂一漏万,但旨在抛砖引玉,供大家研究,讨论。
2 近十年决赛理论试题的简析
2.1 近十年决赛所在地的回顾
要分析试题,首先对命题者进行分析是有必要的,因为不同的省市有着各自的特色,竞赛水平也各不相同,所以他们命制的试题在内容、形式、风格、试题质量等方面也是各不相同。
表1 十年全国高中化学竞赛决赛所在地一览表 年份 举办地 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 黑龙甘肃河南福建浙江湖南山东湖北广东上海江大兰州郑州厦门杭州长沙济南武汉广州市 庆市 市 市 市 市 市 市 市 市 [注:感谢《化学之约》站长李德文(化学竞赛高级教练员)老师提供以上信息] 2.2 近十年决赛试题的特点分析
2.2.1 近十年试题整体评价
参加这一级别的选手都是各省的优胜者,为了使全国决赛既符合国内中学化学教学的实际情况和选手水平,又要能初步做到与IChO初步接轨,所以近年竞赛试题的知识水平都是以《全国高中学生化学竞赛基本要求》(以当时最新的为准,因为从以前的《竞赛大纲》到现在的《基本要求》是几经修订的!)为主,以《IChO大纲》(同样是以当时最新的为准!)为辅,来作为命题的依据。纵观这些试题,不难发现:试题均有较宽的知识覆盖面和较深的知识层次,并且有一定的难度和区分度,这样有利于考核与检验选手的基础知识、能力和素养。同时这些试题也凸显出“先进性、科学性、趣味性、竞技性、创造性、教育性”这六大特点。 2.2.2 试题考查的重点、热点内容概述
试题所涉及的内容,按化学的四个二级学科来归类,理论试题中各科的大致分值(因为竞赛总成绩满分100分,理论试题占60%的分值):无机化学占12至20分;有机化学占16至20分;分析化学占6至8分;物理化学占12至20分。易知,无机主要考查:元素周期系[96第2题,第3题(2);97年第1题(2),第2题(3);02年第6题(2);03年第3题(1)、(2),共考过4年];元素化学[96年2、3题,97年1、2题,98年1、4题,99年2(1)题,00年1题,01年1题,02年2(1)、(2)题;03年1、3(2)题;04年1、2(3)、3(4)、(5)题;05年2题,共考过10年];配位化学[96年1、2(2)题,99年3题,00年4、5题,01年3题,02年2(3)、3(1)、(2)、(3)、(6)题;05年2题,共考过7年];有机主要考查:立体化学基础(共考过十年);结构与性质(共考过10年);分析主要考查:十年总共考过9年(00年理论试题中没考分析化学内容),其中酸碱滴定考过2年(99年4题,02年1(1)题,络合滴定共考过5年(96年6题,98年5(2)、(3)题,01
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年5题,02年1(2)题,05年4题),氧化还原滴定考过2年(03年3题,04年3题),吸光光度法考过2年(97年7题,98年5(1)题),热重分析法考过1年(98年2题);物化主要考查:热力学(除98年外,共考过9年)、动力学(除02年外,共考过9年)、电化学(除98年外,共考过9年,一般无单独的大题,而是与无机化学或化学热力学或结构化学结合,有1次结合无机、3次结合热力学、5次结合固体电池)、结构化学(除97,99,00,03没考外,共考过6年);另外,胶体化学99年1题也考过1年。通过这样一统计,试题的热点、重点就凸显出来,关于具体细节问题(详细知识点),明眼人拿到试题一看便知,笔者在此不赘述! 2.2.3 理论试题中的一些缺陷小议
《全国高中学生化学竞赛实施细则》[2] 中明确规定:“决赛试题不得选自业已出版的或试用的教材、讲义、试题库、习题集、实验指导书、竞赛辅导读物等书籍或者业已在某省、市、自治区或全国竞赛中用过的竞赛试题或练习题。”,这是非常有必要的。因为,只有让所有考生处在同一陌生环境中才能体现公平竞技,也才能通过竞赛尽显他们各自的聪明才智,发掘优秀的化学人才!但是,实际的赛题没有达到这一要求,笔者经粗略统计,就发现一些试题是某些书上的原题或原题的变式。例如:00年2题、3题均出自:“傅献彩等编.物理化学(下册).第四版.北京:高等教育出版社.1990年.第652页14题和881页20题”,略有改动;又如:03年3题、5(2)题,分别出自:“华中师大等四校编.分析化学(上册).第三版.北京:高等教育出版社.2001年.第229页和傅献彩等编.物理化学(下册).第四版.北京:高等教育出版社.1990年.第813、814页”;再如:04年5题取材于:“周公度、段连云编著.结构化学基础.第3版.北京:北京大学出版社.2002年第314页”;还有05年8题,取自:“巨勇等编著.有机合成化学与路线设计.北京:清华大学出版社.2002年.第275,276页”……这些题目对选手有失公平(因为有些选手赛前做过或看过原题),也会导致一些省份的教练去猜题、押题,甚至误导选手,不利于竞赛的健康发展。
另外,一些试题的水平要求过高[3],这样的题目不是好题!由于决赛试题的水平在于考察出决赛的优胜者有能力去参加国家队的选拔,有能力去学习IChO预备题来备战IChO,并非意味着不经过学习和培训就能参加IChO。随着竞赛的发展,《竞赛基本要求》也在不断调整,如:以前的Bragg方程、有机波谱等现在已不作要求了,而如:箱中粒子的能级、原子坐标、宏观对称元素、分光光度法、比色分析等现在却作要求了[4]。因此,必须以最新的《竞赛基本要求》来判断训练题的水平是否适当(分清等级),再去好好研究。否则,会被一些试题所误导,认为竞赛是“魔鬼”,试题的知识水平太高深,自己跟不上,而打起了退堂鼓。
3 决赛试题的分析对竞赛培训方略等的启示
3.1 试题选拔功能对培训的启示
每位选手至少经过三轮拼杀(省预赛、全国初赛、省队选拔赛)才能代表各省队参加全国决赛(冬令营)。在激烈的竞赛环境里,每位选手在面对众多强手时,能够层层取胜(符合“竞赛金字塔”规律),脱颖而出,实属不易。但是,在面对全国各地高手云集的全国决赛时,有不少选手知识水平等方面相差无几,而竞赛成绩却相差很大呢?原因就在于心理素质等方面大相径庭之故(如:一些看好的选手,他们自己的期望值过高,压力过大,一心想拿决赛一等奖,再进国家队,然后去出国参加IChO,拿金牌而归,为祖国、母校、自己争光,结果却发挥失常,名落孙山!)。因为,从决赛优胜者的经验告诉我们[5]:“选手要有强烈的好奇心,旺盛的求知欲,自觉的学习动力;有敏锐的洞察力,敏捷的动手能力,良好的创造力;有坚强的意志力,冷静的头脑,灵活的应变能力;以及有强烈的竞争意识,有不服输的精神,必须好强而不逞强;要有很强的自信心,而不是夜郎自大,盲目乐观;善于调整竞技状态,抑制考前的紧张情绪,相信天下事都可以做好,因而要从点滴做起,持之以恒,直至成功”。诚然,“冰冻三尺,非一日之寒”,这些宝贵经验对参赛的后人,培训教练等都是值得细细回味的。请从现在做起吧!
3.2 试题中重点、热点、对竞赛培训的启示
分析了十年试题,其考点中重点、热点内容便呈现在眼前,不难看出这些内容是反复的考,只是试题在形式和内容上每年各不相同而已。由于在高水平的竞赛中,所采用的试题大多出自名家之手,且一般不是常规试题,没有现成的解题模式,需要选手自己探究问题的解法,解题的途径是需要自己对题给信息进行加工、分析、综合,加上丰富的想象、联想,最后独辟蹊径来完成的。因而,竞赛辅导确实是一项高难度、高水平的工作,具体辅导内容的选材则更是一门高深的艺术,限于笔者的水平和本文的篇幅,在此就不作“班门弄斧”式的赘述!相信各地
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的教练员都有自己的一本“竞赛兵法”。但是,我们有一个心照不宣的共识:认真分析、研究已经考过的赛题,对经后竞赛培训的启示作用是不言而喻的。
3.3 试题中一些“亮点”,对培训的启示
在高水平的竞赛中,选手成绩的差别除了前面提及的智力因素和心理素质外,还有其他非智力因素的影响。例如:01年2(2)题,02年1(1)的计算中,对有效数字的运算考得很细腻,很多选手因此而分别失去宝贵的0.5分。又如:02年3题中:“水杨酸和乙二胺在95%乙醇溶液中反应生成黄色晶体A”,很多人思维定势,认为是生成酰胺,从而导致走向“死胡同”,全题得零分。其实,黄色就提示选手不会是酰胺(酰胺一般是白色晶体),再联想起糖脎显黄色的原因,以及本题所用溶剂特殊,A晶体要做配体形成螯合物。会悟出此时形成的是亚胺(schiff base)!从而顺利作答。再如:97年2(2)题要写出“无机苯”的三甲基取代物遇水水解的反应方程式,不少考生得意忘形,匆忙下笔,结果以偏概全,失掉应得的分……凡举种种,我们姑且称之为“亮点”,显然它给我们的教训是深刻的。前车可鉴,希望选手和教练们努力去克服,争取以后竞赛中取得更好的成绩。
3.4 竞赛结果,对培训的反思
对十年试题的分析可知:01年的试题堪称是一份不可多得的高质量试卷。前述的六大特点体现得淋漓尽致,这的确是难能可贵的!再看命题的省份--湖南省,我们就会承认这样的结果是理所当然的。因为,众所周知湖南省的化学竞赛水平全国第一,历年的决赛一等奖、IChO奖牌数均最多,有着长沙一中、湖南师大附中等名校和一批甘为人梯的高水平教练员……这些是值得其他省份反思的,不应该只是“各自为政”的“闭门造车”,而要向优胜省队交流学习,取长补短,缩小差距。
3.5 赛题中“名题”的启示
化学竞赛能推动化学教学,而赛题是竞赛的表达形式,它能对教学产生深远的影响,例如:97年2题考的是“无机苯”(间硼氮六环)一系列问题,98年1题又有发展,考了类似的间铝氮六环的衍生物,03年1题又有创新再次考“无机苯”的衍生物,这三道题是相互关联,推陈出新的典范!反省一下,这里的知识点考尽了吗?显然没,例如:为什么层状(BN)x不能导电,而它的等电子体石墨却是良好的导体?这就是一个有一定深度的问题!(答案见:周公度、段连云编著.结构化学基础.第3版.北京:北京大学出版社.2002年第159页)。因此,对试题用批判的眼光进行改造、深化和拓展,大胆质疑(经过考证后),挑战权威,可以培养选手独立思考,求真求美的科学品质。又如:02年4(8)题要写出LiNiO2作为正极的充电反应方程式和05年3(4)题要写出锂钴氧化物作为正极时放电的电极反应——这显然是“换汤不换药”的两道试题。固体电池的考查自27 th IChO中闪亮登场后,国内的竞赛、高考试题中也是层出不穷,上面的两道试题可谓是对固体电池考查的“冰山一角”而已,其真正的内涵值得挖掘和细究。 另外,如:96年9(3)题要求“计算NixO中x的值及写出该氧化物的化学式”与99年全国高考化学试题的压轴题,不是异曲同工吗?又如:97年全国初赛中MnC2O4·2H2O的热重分析和98年全国决赛2题中的CaC2O4·H2O的热重分析及00年广东省高考化学试题中的CaC2O4·H2O的热重分析,这三道题不也是有着千丝万缕的联系吗?再如:04年决赛3题中过氧乙酸含量的测定与04年高考理科综合(全国卷)中的过氧乙酸含量测定不也有关联吗?……上举种种,不难看出化学竞赛对化学教学的影响功不可没,不可等闲视之!
3.6 赛题中的原题给我们的启示
上面,已经提及赛题中有原题,这是令人遗憾的事,希望今后能改进。但是能否杜绝呢?不能杜绝如何是好呢?笔者认为:应让选手去自学大学化学专业的几门专业基础课(如;无机、 有机、分析、物化、结构化学、有机合成等)的经典教材中与竞赛相关的内容。因为,没有充分的背景知识,根本谈不上能力的发展,并且一名优秀的学生往往比教师高明,一旦他们学会自学,并且持之以恒,其化学知识的增长,各种能力提高速度是惊人的。好比一个化学反应,把学生比做反应物,自学能力则相当于催化剂,教练相当于催化剂的载体或辅助催化剂,也即:通过自学这把钥匙来打开选手的智力闸门,让他们在化学王国里探索、遨游,吸取养分,使他们各种能力得到全面提高。这样一来,选手在知识水平、能力层次等方面得到很好的发展,即使遇上不利的原题(别人做过的,而他却没做过),也不会吃大亏,能从容作答,无形中提高了自己的竞技水平,为能够在竞赛中立于不败之地打下坚实基础。
4 结束语
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