優(yōu)化競(jìng)賽培訓(xùn)機(jī)制努力提高學(xué)生能力黃岡中學(xué)汪響林湖北省2010年高中化學(xué)競(jìng)賽論壇一、我?；瘜W(xué)競(jìng)賽的開(kāi)展

1.學(xué)科競(jìng)賽管理體制2.化學(xué)競(jìng)賽實(shí)施程序

（1）理科實(shí)驗(yàn)班選拔——每年3～4月份，面向全省優(yōu)秀初中畢業(yè)生；（2）各競(jìng)賽小組選撥——每年7、8月份，對(duì)象是通過(guò)理科實(shí)驗(yàn)班選拔的優(yōu)秀初中畢業(yè)生；（3）高一化學(xué)競(jìng)賽培訓(xùn)——每屆高一9月開(kāi)學(xué)至高一暑假結(jié)束，對(duì)象是高一化學(xué)競(jìng)賽興趣小組；（4）高二化學(xué)競(jìng)賽培訓(xùn)——每屆高二9月開(kāi)學(xué)至高三9月全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽初賽，對(duì)象是高二化學(xué)競(jìng)賽興趣小組；（5）競(jìng)賽小組后期分流——每年全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽初賽結(jié)束，對(duì)象是競(jìng)賽興趣小組內(nèi)未獲國(guó)家一等獎(jiǎng)的學(xué)生；（6）高三化學(xué)競(jìng)賽培訓(xùn)——對(duì)象是每屆高三化學(xué)競(jìng)賽小組進(jìn)入省集訓(xùn)隊(duì)

的學(xué)生以及后續(xù)進(jìn)入全國(guó)冬令營(yíng)的選手。3.依據(jù)大綱，推進(jìn)優(yōu)質(zhì)培訓(xùn)（1）目標(biāo)定位

化學(xué)競(jìng)賽是智力競(jìng)賽，其目的有四個(gè)——一普及，二探索，三促進(jìn)，四選拔（見(jiàn)競(jìng)賽章程）。這四個(gè)目的歸根結(jié)底是培養(yǎng)學(xué)生的能力，推動(dòng)中學(xué)化學(xué)教育。競(jìng)賽拿獎(jiǎng)不是根本目的，而是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，形成多種能力和科學(xué)素質(zhì)，為化學(xué)的發(fā)展培養(yǎng)預(yù)備人才。既然是競(jìng)賽，就有獲獎(jiǎng)?wù)吆吞蕴?。因此，在學(xué)生參加化學(xué)競(jìng)賽初期，確定好目標(biāo)、定好位置是非常重要的。開(kāi)展競(jìng)賽活動(dòng)時(shí)，我們一直對(duì)學(xué)生強(qiáng)調(diào)要協(xié)調(diào)好競(jìng)賽與其它學(xué)科的關(guān)系，不能單科突進(jìn)，要全面發(fā)展。（2）理論培訓(xùn)①平時(shí)訓(xùn)練：主要在星期六進(jìn)行，上午講解內(nèi)容，下午做競(jìng)賽訓(xùn)練題②強(qiáng)化訓(xùn)練：一般在暑假進(jìn)行，高二、高三化學(xué)小組學(xué)生一起訓(xùn)練。③大學(xué)培訓(xùn)：利用假期定期分批送學(xué)生到武漢大學(xué)培訓(xùn)，使學(xué)生理論知識(shí)系統(tǒng)化、規(guī)范化。第一階段：實(shí)驗(yàn)基本操作培訓(xùn)。如基本儀器的使用方法，加熱、稱(chēng)量、溶液的稀釋與攪拌、分析滴定、蒸餾、過(guò)濾、結(jié)晶、干燥、萃取等基本實(shí)驗(yàn)操作。在此階段，實(shí)驗(yàn)老師的悉心指導(dǎo)是致關(guān)重要的。（3）實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)第二階段：分類(lèi)實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)?；瘜W(xué)競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)一般包括無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)、物化實(shí)驗(yàn)（較少）等，我們多數(shù)選取大學(xué)實(shí)驗(yàn)教材上的有關(guān)實(shí)驗(yàn)分類(lèi)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)放在定量分析、無(wú)機(jī)制備、有機(jī)制備、無(wú)機(jī)物有機(jī)物的測(cè)驗(yàn)等方面。有定性實(shí)驗(yàn)，更多的是定量實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理。第三階段:綜合實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)。我們一般選取冬令營(yíng)實(shí)驗(yàn)或國(guó)際奧賽實(shí)驗(yàn)，按原實(shí)驗(yàn)要求定時(shí)間讓學(xué)生獨(dú)立完成，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。鑒于中學(xué)教師知識(shí)有限，學(xué)校設(shè)備不太完善。我們依托高校，多次送學(xué)生到武漢大學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)，以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α６?、化學(xué)競(jìng)賽中學(xué)生能力的培養(yǎng)1.培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力

化學(xué)競(jìng)賽需要參賽選手具備良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)，而化學(xué)競(jìng)賽知識(shí)涉及面寬，指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)是化學(xué)競(jìng)賽活動(dòng)必然的手段。對(duì)學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)，我們分三個(gè)階段進(jìn)行：第一階段：注重方法，傳授知識(shí)，夯實(shí)基礎(chǔ)。第二階段：創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)自學(xué)，形成能力。第三階段：指導(dǎo)超前學(xué)習(xí)，形成研究性、創(chuàng)造性學(xué)習(xí)風(fēng)氣。①寫(xiě)出M的元素符號(hào)、A的結(jié)構(gòu)式以及單質(zhì)M的晶胞沿體對(duì)角線方向的投影圖；【例1】已知金屬M(fèi)是一種應(yīng)用十分廣泛的有色金屬，M的原子半徑為128pm，單質(zhì)M的密度為8.90g·cm－3。M與某黃綠色氣體反應(yīng)生成具有鏈狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)A，A的水溶液呈藍(lán)色，但加入濃鹽酸后溶液呈黃綠色。

②寫(xiě)出題干所述變化的方程式；③M的＋1價(jià)氯化物的水合物B含水15.39%，它可以吸收一種常見(jiàn)的有毒氣體，畫(huà)出B吸收該有毒氣體所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)；④單質(zhì)M晶體中存在兩種空隙，它們均無(wú)C4軸而有C3軸。若在此兩種空隙中分別填充小球，空隙之間互不影響，求兩小球最大半徑之比；⑤M與另一種常見(jiàn)活潑金屬N形成合金，其中M的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.81%。此合金的晶體結(jié)構(gòu)以ABAB……方式層堆積，A層有M、N兩種原子，而B(niǎo)層中只有一種原子。該合金的晶胞屬簡(jiǎn)單六方晶系，其沿C軸方向的投影如右圖所示（圖中有部分小黑球有重疊的投影）。a．畫(huà)出該合金的晶胞；b．計(jì)算該合金中四面體空隙和八面體空隙數(shù)之比；c．畫(huà)出該合金中的A層結(jié)構(gòu)和B層結(jié)構(gòu)。②Cu＋Cl2

＝CuCl2

CuCl2(s)＋4H2O

＝Cu(H2O)＋2Cl－Cu(H2O)＋4Cl－＝CuCl＋4H2O③設(shè)B的化學(xué)式為：CuCl·xH2O，則由含水量15.39%可得x＝1，CuCl·H2O可吸收一種常見(jiàn)有毒氣體。此氣體為CO，則產(chǎn)物可能為CuCl(CO)2·H2O或CuCl(CO)(H2O)，其結(jié)構(gòu)為：④由題意知兩種空隙為四面體空隙和三角形空隙，設(shè)M晶胞參數(shù)為a，

則：四面體中：

三角形中：

，所以：

【參考答案】①M(fèi)：CuA：投影圖：

（1）巧用習(xí)題，培養(yǎng)發(fā)散思維美國(guó)心理學(xué)家吉爾福特說(shuō)“人的創(chuàng)造力主要依靠發(fā)散思維，它是創(chuàng)造思維的主要成份”。因此，在中學(xué)化學(xué)競(jìng)賽中培養(yǎng)和拓展學(xué)生的發(fā)散思維能力，對(duì)克服題海戰(zhàn)術(shù)，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，特別是對(duì)造就創(chuàng)造型人才至關(guān)重要。在培訓(xùn)過(guò)程中，我們有針對(duì)性地選擇習(xí)題、改編習(xí)題，來(lái)訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維?！纠?】具有相同電子數(shù)和相同重原子（即比氫重的原子）數(shù)的分子通常具有相似的電子結(jié)構(gòu)、相似的重原子幾何形狀和相似的化學(xué)性質(zhì)。這種說(shuō)法稱(chēng)為“等電子原理”。①已知HCNO與CO2是等電子體，試寫(xiě)出其結(jié)構(gòu)式：

。②已知，試寫(xiě)出乙烯酮與C2H5OH反應(yīng)的方程式：2.培養(yǎng)學(xué)生的思維能力③已知：N2O＋X→Y→[N＝N＝N]－＋H2O，試寫(xiě)出X和Y的Lewis結(jié)構(gòu)式：N雜化類(lèi)型（總配位數(shù)）sp（2）sp2（3）sp3（4）1E（8/1）2E（10/2）E（12/2）E（14/2）3E（16/3）E（18/3）E（20/3）4E（24/4）E（26/4）5E（32/5）④等電子原理也可將電子數(shù)相等改為價(jià)電子數(shù)相等。并且一種未知化合物作為等電子類(lèi)似物存在的可能性常促使人們進(jìn)行其首次合成。例如，在1971年，已經(jīng)知道下面的等電子化合物Ni(CO)4、Co(CO)3NO、Fe(CO)2(NO)2和Mn(NO)3CO。假若Cr(NO)4還未合成出來(lái)，請(qǐng)問(wèn)有沒(méi)有進(jìn)行嘗試的必要？并且說(shuō)明理由。⑤右表是等電子分子周期表。表中E（8/1）代表的等電子分子可以是CH4，則本表中等電子分子同一周期從左到右是按照

遞增的順序列出，同一分子族從上到下是按照

遞增的順序列出；其中N即為周期數(shù)，它與

相等，同一分子族揭示的變化規(guī)律是

。

N雜化類(lèi)型（總配位數(shù)）sp（2）sp2（3）sp3（4）1E（8/1）2E（10/2）E（12/2）E（14/2）3E（16/3）E（18/3）E（20/3）4E（24/4）E（26/4）5E（32/5）⑥某種分子A它符合等電子分子周期表中E（24/4）的特點(diǎn)，且A可以三聚得到其環(huán)狀三聚體，也可與等物質(zhì)的量的H2O反應(yīng)得到能導(dǎo)電的粘稠狀液體，反應(yīng)過(guò)程中放出大量的熱量。試寫(xiě)出A的離域電子結(jié)構(gòu)式，畫(huà)出其三聚體分子的空間構(gòu)型，并用方程式解釋A與等物質(zhì)的量的H2O反應(yīng)得到的粘稠狀液體能導(dǎo)電的原因?！敬鸢浮竣貶－N＝C＝O②H2C＝C＝O＋C2H5OH→H2C＝C(OC2H5)OH→CH3COOC2H5④有；Ni(CO)4電子數(shù)為10+2×4=18，Mn(NO)3CO電子數(shù)為18=7+2+3×3，可知NO的價(jià)電子數(shù)為3，故Cr(NO)4電子數(shù)為6+4×3=18，互為等電子體。⑤價(jià)電子數(shù)；分子中重原子數(shù)；分子中重原子數(shù)；從上到下，各等電子體間相差6個(gè)價(jià)電子。2H2SO4H3SO4＋＋HSO4－

⑥（2）打破定勢(shì)思維，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

定勢(shì)思維是解決問(wèn)題過(guò)程中的一種程序化的、固定化的思維方式。定勢(shì)思維對(duì)解決問(wèn)題有積極作用，但也有消極影響，特別是阻礙人們的創(chuàng)新思維。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維品質(zhì)，我們?cè)谠囶}設(shè)計(jì)時(shí)，力求打破學(xué)生的定勢(shì)思維和模式思維方式，其策略是盡可能設(shè)計(jì)令學(xué)生身處陌生的問(wèn)題情境的試題，而且這種陌生的問(wèn)題情景使學(xué)生很難利用原有模式求得解答，學(xué)生只有利用原有的知識(shí)基礎(chǔ)，提取、加工、理解新情景中顯現(xiàn)的信息，提出解決問(wèn)題的方案和策略，形成知識(shí)、發(fā)展知識(shí)或創(chuàng)新知識(shí)。

（3）拓展知識(shí)面，培養(yǎng)猜想思維近幾年的許多競(jìng)賽試題力圖打破應(yīng)試者的定勢(shì)思維或模式思維方式，而在猜想思維和假設(shè)思維方式上做了大量的文章，有人稱(chēng)這類(lèi)試題為“科學(xué)謎語(yǔ)題”，解答這類(lèi)試題需要應(yīng)試者有敢于猜想的膽略和思維。在培訓(xùn)過(guò)程中，我們精選了一定量的這類(lèi)試題，著重分析學(xué)生錯(cuò)解的原因，及時(shí)補(bǔ)充知識(shí)的不足，鼓勵(lì)他們打開(kāi)思路，大膽猜想，提高解題能力?！纠?】有機(jī)物A的分子中所有氫原子都等價(jià)，一定條件下A二聚為B；B是不含雙鍵或三鍵的多環(huán)烷烴，其氫原子全部等價(jià)；C是B的同分異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)中有2種類(lèi)型的氫原子，個(gè)數(shù)比是1︰1；C與等物質(zhì)的量的H2反應(yīng)得到D，D結(jié)構(gòu)中也有2種類(lèi)型的氫原子，個(gè)數(shù)比是2︰3；D在光照下或FeBr3催化下與Br2反應(yīng)，都得到一種一溴代物。E也是B的同分異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)中有2種類(lèi)型的氫原子，個(gè)數(shù)比是1︰3；E與足量H2反應(yīng)得到F，F(xiàn)是不含雙鍵或三鍵的多環(huán)烷烴，結(jié)構(gòu)中也有2種類(lèi)型的氫原子，個(gè)數(shù)比是1︰6；E經(jīng)臭氧化還原只得一種有機(jī)產(chǎn)物G，1gG與銀氨溶液反應(yīng)最多可析出約6.47gAg。試推出A、B、C、D、E、F、G的結(jié)構(gòu)。【答案】

（4）突出學(xué)科特點(diǎn)，培養(yǎng)想象思維

想象思維是創(chuàng)造性思維品質(zhì)的一種重要品質(zhì)，想象的創(chuàng)造過(guò)程是一個(gè)形象的分析綜合過(guò)程。我們?cè)O(shè)計(jì)競(jìng)賽試題時(shí)十分重視考查學(xué)生的創(chuàng)造性想象，其策略是通過(guò)試題的設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)考察學(xué)生具有化學(xué)學(xué)科特有的分子三維立體結(jié)構(gòu)的空間想象能力或者說(shuō)空間感受能力，讓學(xué)生在已有知識(shí)基礎(chǔ)上，通過(guò)分子設(shè)計(jì)，或“搭積木”的方式，創(chuàng)造出新的分子結(jié)構(gòu)?！纠?】在星際云中發(fā)現(xiàn)一種高度對(duì)稱(chēng)的有機(jī)分子Z，在紫外輻射或加熱下可轉(zhuǎn)化為其他許多生命前物質(zhì)，這些事實(shí)支持了生命來(lái)自星際的假說(shuō)。有人認(rèn)為，Z的形成過(guò)程如下：①星際分子CH2＝NH聚合生成X；②X與甲醛加成得到Y(jié)（分子式C6H15O3N3）③Y與氨（摩爾比1︰1）脫水縮合得到Z。已知Z與濃硝酸作用得到一種軍用高能炸藥W，同時(shí)得到的其它產(chǎn)物還能繼續(xù)用于Z的合成。試寫(xiě)出X、Y、Z和W的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。【答案】

【分析】Y與氨反應(yīng)該脫幾份水呢？應(yīng)分子中的氧全脫掉才能提高其對(duì)稱(chēng)性。所以Z的化學(xué)式為C6H12N4，根據(jù)題干中Z的高度對(duì)稱(chēng)性，應(yīng)該大膽推想它就是六亞甲基四胺，即具有金剛烷模型結(jié)構(gòu)。如果有這些空間背景知識(shí)，就能更順利解決這個(gè)問(wèn)題?！就卣瓜胂蟆拷饎偼槭浇Y(jié)構(gòu)是競(jìng)賽題中出現(xiàn)頻繁較高的一種常見(jiàn)分子結(jié)構(gòu)。金剛烷本身有10個(gè)碳原子，它們?cè)诳臻g是如何排列的呢？這10個(gè)碳原子有2種，分別是4個(gè)叔碳原子與6個(gè)仲碳原子。4個(gè)叔碳原子在空間的構(gòu)型如何呢？應(yīng)該是正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)。再看另6個(gè)仲碳原子，它們?cè)诳臻g的構(gòu)型就是正八面體的6個(gè)頂點(diǎn)。我們?cè)倏匆幌掳琢祝≒4），它是一個(gè)正四面體型的分子。若它在少量氧氣中燃燒，所得產(chǎn)物P4O6像金剛烷的構(gòu)型嗎？若我們把金剛烷的叔碳原子（包括端氫）替換為氮原子就形成另一種構(gòu)型類(lèi)似的重要物質(zhì)——六亞甲基四胺，俗名：烏洛托品，它經(jīng)濃硝酸氧化得環(huán)三亞甲基三硝胺，縮寫(xiě)為RDX，是一種軍用高能炸藥，俗稱(chēng)旋風(fēng)炸藥：對(duì)于金剛烷模型，我們可認(rèn)為是4個(gè)叔碳原子位于6個(gè)仲碳原子構(gòu)成正八面體8個(gè)面中不相鄰的4個(gè)面心的對(duì)出位置；也可認(rèn)為6個(gè)仲碳原子位于4個(gè)叔碳原子構(gòu)成正四面體6條棱的中點(diǎn)，并向外突出。這些結(jié)構(gòu)模型之間常見(jiàn)的演變例子有：3.培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)競(jìng)賽中占有重要的地位，越是層次高的競(jìng)賽，實(shí)驗(yàn)試題所占的份量越重，而且實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣吆推渌芰Φ奶岣呤窍噍o相成的。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)過(guò)程中，從常規(guī)課堂教學(xué)做起，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，鞏固并加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解。同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生熟練規(guī)范化地掌握基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能和基本方法，鍛煉學(xué)生獨(dú)立駕馭實(shí)驗(yàn)過(guò)程的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，良好的科學(xué)素養(yǎng)以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。三、化學(xué)競(jìng)賽中三點(diǎn)體會(huì)我們可以從下面幾個(gè)方面去考察：（1）具備堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。（2）智力水平高、思維敏捷、理解力強(qiáng)，具有創(chuàng)造性。（3）記憶力強(qiáng)、學(xué)習(xí)潛力大。（4）酷愛(ài)化學(xué)、刻苦鉆研，求知欲望高，善于獨(dú)立思考，有自己獨(dú)特的學(xué)習(xí)方法和見(jiàn)解。（5）