台湾高中化学奥林匹克竞赛简介

台湾高中化学奥林匹克竞赛简介华东师范大学第二附属中学（200062）施华摘要本文简单介绍了台湾高中化学奥林匹克竞赛的起源、组织实施、试题特点等情况，并简要阐明了台湾开展化学竞赛——资优教育对我们的借鉴和启示。关键词台湾化学奥林匹克竞赛溯源资优教育启示I台湾高中化学奥林匹克竞赛溯源台湾参加国际化学奥林匹克竞赛始于1992年。早在1984年，台湾高级中学新课程标准全面实施后，台湾教育部门为了加强公私立高级中学科学教育，实施正常教学，充实并正确使用实验仪器设备，由科学实验激发学生探究问题的兴趣，以培养创造思考能力为宗旨，设定了高级中学自然科学实验竞赛计划，并于1985年开始，每年举办一次。竞赛分科学实验能力竞赛和科学实验操作竞赛两类，分高级中学物理、化学、生物及地球科学等四科进行。各类竞赛分初赛、复赛及决赛三阶段进行。初赛由各高级中学自行办理，复赛由台湾各地区（如台北区、高雄区、彰化区等）教育局组织，决赛由台湾最高教育门举办。该竞赛方案公布后，深受台湾各高级中学教师的欢迎。1985年8月，在日本东京举行的第8届国际化学教育会议中，美国参会者发表了美国高中学生参加第16届国际化学奥林匹克竞赛的情况，引起了台湾参会者——台湾师范大学方泰山教授的兴趣，方泰山教授在会后积极收集有关资料，先后在台湾《教育科学月刊》上发表，建议台湾高级中学学生进军国际化学奥林匹克，与各国所派高级中学学生代表在同一环境、同一条件下竞赛，以了解台湾高级中学化学教育在国际上的地位。方泰山教授的这一想法，与台湾政府为“拓展国际生存空间，尽可能参加各种国际组织”的想法不谋而合。因此，在台湾政府的支持下，为了进军国际化学奥林匹克竞赛，台湾最高教育部门公布了七十七学年度（1988年）高级中学化学科竞赛举办计划，将过去的自然科学实验能力竞赛改进并仿造国际化学奥林匹克方式，竞赛以笔试及实验设计与操作方式进行。与此同时，台湾师范大学科学教育中心积极与联合国教科文组织（UNESCO）联系，要求参加国际化学奥林匹克竞赛，在这期间始终得不到任何回音。该中心再接再厉去函并附台湾科学资优学生科学研习营的情况报告，1989年5月台湾终于收到UNESCO科技环境部Pokrovsky部长来函，信中除了指示台湾参加奥林匹克竞赛的途径外，还同时寄来了中国大陆出版的《国际化学奥林匹克竞赛试题及其解答》（中国科协青少年工作部、中国化学学会编译，科学普及出版社，1988年4月），要台湾化学同行参考借鉴。经过一年的学习、借鉴，1991年4月，第23届国际化学奥林匹克竞赛组织委员会主席克士劳斯基（Kozlowski）博士代表波兰教育部邀请台湾派观察员参与、观摩，以了解国际化学奥林匹克竞赛的运作情况。随后，为了让台湾更好的了解化学竞赛的出题、组织、选拔等情况，为参加在美国举办的第24届国际化学奥林匹克竞赛做好准备，台湾接受了中国大陆1992年化学冬令营营长王夔教授的邀请，于1992年1月19~23日参观并访问了在山东大学举办的化学冬令营，随后在1992年2月10~19日，在台湾师范大学理学院举行了为期10天的研习营。来自台湾19所中学，包括高二和高三的30位学生，接受39位台湾各大学及研究机构的化学教授们的指导，研习了包括六大领域——物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、生物化学及应用化学的课程，以考查台湾高级中学数理资优生，在短期间内接受加速、加深、加广学习及适应能力，并用中国大陆1992年冬令营的试题测验30位学生，以了解研习营学员在化学领域的成熟度。经过精心选拔出来的3位学生（本来是4位，其中一位因身体原因临参赛前放弃参赛）在24届国际化学奥林匹克竞赛中取得了1金、1银、1铜的好成绩。从此，台湾的化学竞赛如火如荼的开展起来，并在国际大赛中屡获佳绩。如在2000年的第32届国际化学奥林匹克竞赛中取得了2金、2银的好成绩，其总分世界排名第三位，紧紧排在中国大陆的后面。II台湾高级中学化学奥林匹克竞赛组织实施细则为进军国际化学奥林匹克，台湾1988年出台了高级中学化学竞赛举办计划，其内容抄录如下：一．宗旨为加强辅导公私立高级中学化学科教育，提高学生对化学问题研究的兴趣，激发起思考与创造能力，借以鼓励学生间与校际间的相互观摩，提升化学科教育品质，并为参加国际化学奥林匹克竞赛活动做好准备。二．参赛对象各公私立高级中学各年级学生三．竞赛程序及主办单位（一）初赛：由各高级中学自行办理，每校评选优胜学生代表1~4名参加复赛。（国立高级中学依学校所在地参加市县教育局主办的复赛）（二）复赛：由省市教育厅局分别办理，并选拔优胜学生代表参加决赛（名额如下：台湾省28人、台北市8人、高雄市4人，另国立金门高中、马祖高中得视实际状况评选优胜学生1名参加决赛。）（三）决赛：由台湾“教育部”主办或承办四．举办日期：（一）初赛：各校应于该学年11月底以前办理完毕，并将参加复赛学生报名表于12月5日以前送达省市教育厅局或所指定复赛的承办单位。（二）复赛：应于该年1月10日以前办理完毕，并将参加决赛学生报名表于1月15日以前送达“教育部”。（三）决赛：于该学年2月底以前举行（地点及详细日期另行通知）。五．竞赛方式及内容：（一）初、复赛：由竞赛主办单位参照决赛竞赛方式与内容自行斟酌办理。（二）决赛：1．竞赛方式：（1）笔试：化学理论测试。竞赛时间4～5小时。（2）实验设计与操作：由主办单位临时宣布“问题”，由参加竞赛者运用所供应的仪器设备，及自备的计算尺、非编程的计算器和绘图工具，依照主办单位所制定的竞赛规则，在规定的时限内设计及进行实验解决问题，并提出实验报告，报告内容可包括问题、假设（达成解决问题的构想）、推论（构想依据）、实验设计说明、实验过程资料分析及结果、讨论、结论等，竞赛时间4~5小时。（3）竞赛命题范围：以高级中学化学科课程教材范围为原则，并得包括部分相关基础科学及化学理论题目，以测评参加者潜能。六．评审（一）评审委员：由主办单位聘请化学科专家学者及高级中学资深优秀教师组成命题及评审委员会。（二）评分：笔试与实验设计与操作各占50%，以个人为单位计分。七．奖励：（一）初赛：优胜者由学校自行给奖。（二）复赛：优胜者由省市教育厅局分别给奖。（三）决赛：优胜者由“教育部”发给奖状及奖学金，成绩特优经评审委员会推荐者列为科学教育资优学生辅导对象，其指导教师视实际情况给予奖励。八．辅导：（一）各校应将举办科学实验能力竞赛初赛日期，函报省市教育厅局备案，并通知各驻区视导人员列席指导。（二）本计划有关要项，应确实宣导执行，并请视导人员加强督导高中自然科学教师重视实验教学及科学资优学生发掘、辅导。九．本项竞赛应兼重教育与竞赛功能，决赛除竞赛活动外，并由承办单位安排专题演讲、讨论、参观等活动。十．经费：由各竞赛主办单位宽列预算配合办理。III台湾代表队的队徽及其意义台湾由于要争取“国际生存空间”，全岛上下对化学奥林匹克竞赛异常关注和重视，他们有统一的着装和队徽。台湾代表队统一打红色领带，意味着“热血”，他们的队徽如图所示：图中的梅花象征着坚忍不拔的精神；镶着代表化学的烧瓶瓶里裹着地球的图案以及篆字“化学”象征着国际化学奥林匹克竞赛；CHO代表中国台北；图中XXV代表第25届国际化学奥林匹克竞赛，图中字母随国际竞赛的届数不同而不同。IV台湾高中化学奥林匹克竞赛的试题特点1．试题非常重视对学生进行实验能力的考查在前文所述中，台湾的化学竞赛最开始是化学实验能力竞赛和化学实验操作竞赛，因此，台湾的化学竞赛试题非常重视及强调对学生进行实验能力的考查，其实验分数和理论分数平分秋色，各占50%，同中国大陆实验分数占总分的40%相比，多出了10%，由此可见台湾对化学实验的重视。下面，笔者对台湾实验竞赛试题列举1例：例1一、试剂：（a）A溶液50mLB溶液50mLC溶液50mL；（b）BaCl2（0.1mol/L）50mLHCl（1mol/L）50mLNaOH（6mol/L）50mLAgNO3（0.1mol/L）50mLH2SO4（1mol/L）50mLNH3（1mol/L）50mL石灰水（饱和）50mLKMnO4（0.05mol/L）50mL蒸馏水肥皂粉二、器材：烧杯（100mL）5个镊子1支、量筒（100mL）1支标签烧杯（250mL）2个试管刷1支量筒（10mL）1只石蕊试纸试管10个玻棒2支漏斗架1个滴管10支试管架1具滤纸10张漏斗1支气体发生器1组三、题目：前面讲桌上，有三瓶溶液分别标示为A，B及C。每一瓶溶液中所含物质分别为下注物质中的一种，利用所提供之试剂与器材，由实验决定A，B及C各为何种物质的溶液。写出其化学式及检验过程的反应式于报告中。【注】Na2SO4、Na2CO3、NH4NO3、FeSO4、CuSO4、KNO3、KCl、Na2CrO4、H2C2O4解析本题是1988年台湾省高级中学第四区（中、投、彰）化学实验能力竞赛试题，该题虽知识浅显，但很能考查学生的实验能力。其解题思路及过程如下：a、颜色：注明物质中仅Na2CrO4溶液为黄色，CuSO4溶液为蓝色，另外FeSO4溶液几近为无色，但是在空气中氧化的结果常稍带淡黄色以外其馀溶液均为无色溶液。现在B与C溶液均为无色溶液，所以一定不是Na2CrO4与CuSO4溶液。A稍带淡黄色所以有可能为FeSO4，值得进一步试验。b、物质的酸碱性：以石蕊试纸试验A、B及C三溶液的酸碱性的结果，A溶液呈酸性，B溶液呈碱性，C溶液呈酸性。注明的物质中，其水溶液呈酸性的有NH4NO3、FeSO4、CuSO4与H2C2O4的四种，因此A与C必定属于此四种物质中的一种。注明的物质中，其水溶液呈碱性的有Na2CO3与Na2CrO4的二种，所以B必为此二种物质中的一种。其余注明物质的水溶液均应呈中性，所以可断定均非A、B与C。c、B溶液为无色溶液，但是Na2CrO4溶液却为黄色溶液所以B溶液必定为Na2CO3溶液。为确认起见，进一步可加HCl（1mol/L）於B溶液中，如有气体生成，冒出气泡则可断定B为Na2CO3，其反应方程式如下：Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2＋H2O注明的参考物质中，加酸则可产生气体的，只有Na2CO3一种而已，并且产生的气体，遇到石灰水则产生白浊的现象也可以证明所生成的气体为CO2。因此可认为B就是Na2CO3。d、C溶液中加入NaOH溶液微热之则产生刺激性气体，使潮湿红色石蕊试纸变蓝，NH4NO3、FeSO4、CuSO4与H2C2O4四种物质中仅有NH4NO3具有此种特性。其反应方程式如下：NH4NO3＋NaOH＝NaNO3＋NH3＋H2O，因此C必定为NH4NO3。e、A溶液稍呈淡黄色，在强酸性溶液中加入BaCl2溶液时生成白色沉淀，其酸性溶液中加入KMnO4溶液（0.05mol/L）1～2滴则可见紫红色褪去。NH4NO3、FeSO4、CuSO4与H2C2O4四种物质中仅有FeSO4具有这些特性，其反应方程式如下：FeSO4＋BaCl2＝BaSO4(白)↓＋FeCl210FeSO4＋8H2SO4＋2KMnO4(紫红色)＝K2SO4＋2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋8H2OH2C2O4虽然在酸性溶液中可使KMnO4溶液褪色，但是在强酸性溶液（H2SO4）中加入BaCl2并不会生成沉淀。因此A必定为FeSO4。f、答案：A为FeSO4，B为Na2CO3，C为NH4NO3。2．理论试题很多从日常生活切题，知识浅而广，有一定的探索性。台湾的理论试题，总的说来比较浅显，一部分决赛试题相当于中国大陆甲种本的水平，还有一部分试题处于大学1～2年级的水平。而且很多试题从日常生活寻找切入点，体现学以致用原则，有较强的探索性和创新性。下面列举1例：例2盛夏的夜晚，小明花了一个月的时间，在黑暗的草丛里，细数萤火虫的闪光频率。温度从14℃～26℃，测得如下表的闪光频率：温度/℃262523222019181614闪光频率/s－12001781581411261121008979结果发现可应用阿累尼乌斯定律加以规范。试回答下列问题：（1）试利用上面的数据证实阿累尼乌斯定律，并计算闪光