Файл: Методические рекомендации для учителей, подготовленные на основе анализа типичных ошибок участников егэ 2019 года по химии.pdf

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
Д.Ю. Добротин, Н.В. Свириденкова,
М.Г. Снастина
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ для учителей, подготовленные на основе анализа типичных ошибок участников ЕГЭ 2019 года по ХИМИИ
Москва, 2019

2
Контрольные измерительные материалы, которые использовались при проведении
ЕГЭ по химии в 2019 г., по своей содержательной основе, структуре и типологии заданий были аналогичны КИМ 2018 г. Каждый экзаменационный вариант состоял из двух частей и включал в себя 35 заданий: часть 1 содержала 29 заданий с кратким ответом базового и повышенного уровней сложности; часть 2 содержала 6 заданий с развернутым ответом высокого уровня сложности.
Содержательную основу КИМ составила целостная система знаний, которая рассматривается в качестве инвариантного ядра содержания учебного предмета «Химия».
Данная система знаний образована системами ведущих химических понятий: о химическом элементе и веществе, системе понятий о химической реакции.
Важным при отборе содержания для КИМ являлся подход, предусматривающий максимальный охват заданиями экзаменационного варианта основных разделов курса химии (неорганической, общей и органической химии), а также значимость учебного материала для общеобразовательной подготовки выпускников средней школы.
Особенности заданий различного уровня сложности обусловлены различиями в их направленности. Так, задания базового уровня сложности проверяют усвоение содержания всех разделов школьного курса химии. При этом каждое из таких заданий ориентировано на проверку усвоения одного-двух элементов содержания. Однако это не является основанием для того, чтобы отнести данные задания к категории легких, не требующих особых усилий для поиска верного ответа. Напротив, выполнение любого из них предполагает обязательный и тщательный анализ условия и применение знаний в системе.
Задания повышенного уровня сложности предусматривают выполнение большего разнообразия действий по применению знаний в измененной, нестандартной ситуации
(например, для анализа сущности изученных типов реакций), а также сформированность умений систематизировать и обобщать полученные знания.
Для оценки сформированности интеллектуальных умений более высокого уровня, таких как устанавливать причинно-следственные связи между отдельными элементами знаний (например, между составом, строением и свойствами веществ), формулировать ответ в определенной логике с аргументацией сделанных выводов и заключений, используются задания высокого уровня сложности, которые предполагают запись развернутого ответа.
Задания высокого уровня сложности предусматривают комплексную проверку владения умениями: объяснять обусловленность свойств и применения веществ их составом и строением, характер взаимного влияния атомов в молекулах органических соединений, взаимосвязь неорганических и органических веществ, сущность и закономерность протекания изученных типов реакций; проводить комбинированные расчеты по химическим уравнениям. Такие задания проверяют усвоение нескольких элементов содержания из различных тем школьного курса химии: окислительно- восстановительные реакции, реакции ионного обмена, химические свойства неорганических и органических веществ, а также знание физических величин и возможность вычисления их количественного значения на основании формулы вещества или по уравнению химической реакции.
Определение количества заданий по тому или иному разделу, а также уровень сложности их проверки осуществлялись с учетом глубины изучения элементов содержания в школьном курсе химии, а также особенностей требований, предъявляемых к сформированности умений, которые предусмотрены образовательным стандартом.
Большое внимание при конструировании заданий уделено усилению деятельностной и практико-ориентированной составляющей их содержания. Указанная направленность изменений, внесенных в последние два-три года, способствовала усилению дифференцирующей способности заданий.
Это было достигнуто в результате повышение уровня сложности отдельных заданий за счет расширения количества элементов содержания, проверяемых одним

3 заданием, увеличения количества последовательно выполняемых мыслительных операций, которые необходимо осуществить для его решения, а также в результате включения в задания повышенного уровня сложности материала, изучаемого на углубленном уровне.
К усилению диагностических возможностей экзаменационного варианта привело включение заданий, содержание которых образовано комбинированием материала из различных содержательных блоков/тем курса химии или которые предполагают демонстрацию владения универсальными учебными действиями, например такими, как работа с текстовой информацией, обобщение и систематизация данных, приведенных в условии задания.
Конструкция обновленных моделей заданий высокого уровня сложности осуществлена таким образом, чтобы для их решения требовалось разработать индивидуальный алгоритм решения, так как условие этих заданий не предполагало универсального подхода к решению. Такая формулировка условия позволяет проконтролировать готовность экзаменуемых к разностороннему применению знаний и умений, что характерно для высокого уровня подготовки выпускников.
В экзаменационные варианты 2019 г. не было внесено изменений по сравнению с вариантами 2018 г.
Число участников ЕГЭ по химии существенно (примерно на 5 тыс. человек) возросло в 2019 г. в сравнении с 2018 г. и составило более 94 тыс. человек.
Продолжает расти средний тестовый балл: в 2019 г. он составил 56,3 балла, в то время как в 2018 г. он был равен 54,6 балла.
Снизилась в сравнении с 2018 г. доля участников, не преодолевших минимального балла при сохранении его значения на уровне 13 первичных баллов (36 тестовых баллов): доля таких выпускников в 2019 г. составила 14,7% (в 2018 г. – 16,6%). В сравнении с
2018 г. возросли доли участников с результатами в диапазоне 61–80 т.б. (2019 г. – 32,5%,
2018 г. – 31,5%) и 81–100 т.б. (в 2019 г. – 11,2%; в 2018 г. – 9,4%).
Наиболее успешно всеми участниками ЕГЭ 2019 г. выполнены задания 1, 2, 3, 10,
20, 21 и 22, которые проверяют сформированность следующих умений: применять основные положения химических теорий для анализа строения и свойств веществ; характеризовать s-, p- и d-элементы по их положению в Периодической системе
Д.И. Менделеева; понимать смысл Периодического закона Д.И. Менделеева и использовать его для качественного анализа и обоснования основных закономерностей строения атомов, свойств химических элементов и их соединений; объяснять зависимость свойств химических элементов и их соединений от положения элемента в
Периодической системе Д.И. Менделеева; понимать смысл важнейших понятий; определять валентность, степень окисления химических элементов, заряды ионов; объяснять влияние различных факторов на скорость химической реакции и на смещение химического равновесия; использовать важнейшие химические понятия для объяснения отдельных фактов и явлений.
Наименее успешно выполнены задания, предусматривающие проверку: знаний, формируемых в процессе химического эксперимента (задание 25); умений выбирать из перечня вещества, вступающие в окислительно-восстановительное взаимодействие, и составлять соответствующие уравнения реакций (задание 30), составлять реакции, отражающие химические свойства и взаимосвязь основных классов органических соединений (33), проводить комбинированные вычисления по формулам и уравнениям химических реакций (34 и 35).
Часть 1 экзаменационной работы 2019 г. содержала задания базового и повышенного уровней сложности. Эти задания были сгруппированы по четырем тематическим блокам: «Строение атома. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Закономерности изменения свойств химических

4 элементов по периодам и группам». «Строение вещества. Химическая связь»;
«Неорганические вещества: классификация и номенклатура, химические свойства и генетическая связь веществ различных классов»; «Органические вещества: классификация и номенклатура, химические свойства и генетическая связь веществ различных классов»; «Химическая реакция»; «Методы познания в химии»; «Химия и жизнь»; «Расчеты по химическим формулам и уравнениям реакций».
Блок «Строение атома. Периодический закон и Периодическая система химических
элементов Д.И. Менделеева. Закономерности изменения свойств химических
элементов по периодам и группам». «Строение вещества. Химическая связь»
Задания этого тематического блока проверяли усвоение базовых теоретических понятий, характеризующих строение атомов химических элементов и строение вещества.
Выполнение этих заданий предусматривало умение использовать периодическую систему химических элементов Д. И. Менделеева для определения состава и электронного строения атомов, а также состава и химического характера образуемых ими соединений. Средние результаты выполнения заданий данного блока представлены в таблице 1.
Таблица 1
№ задания в работе
Проверяемые элементы содержания
Средний процент выполнения заданий базового уровня сложности (%)
1
Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов: s-, p- и d-элементы.
Электронная конфигурация атома.Основное и возбужденное состояние атомов
78,3 2
Закономерности изменения химических свойств элементов и их соединений по периодам и группам.
Общая характеристика металлов IА–IIIА групп в связи с их положением в Периодической системе химических элементов
Д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов.
Характеристика переходных элементов – меди, цинка, хрома, железа – по их положению в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностям строения их атомов.
Общая характеристика неметаллов IVА–VIIА групп в связи с их положением в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов
80,5 3
Электроотрицательность. Степень окисления и валентность химических элементов
80,5 4
Ковалентная химическая связь, ее разновидности и механизмы образования. Характеристики ковалентной связи (полярность и энергия связи). Ионная связь. Металлическая связь.
Водородная связь.
Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Тип кристаллической решетки. Зависимость свойств веществ от их состава и строения
59,5
Результаты выполнения заданий позволяют говорить о том, что экзаменуемые продемонстрировали уверенное овладение такими базовыми умениями, как: определять

5 строение атомов химических элементов, сравнивать строение атомов между собой, выделять сходство и характер изменения свойств элементов и их соединений; определять степень окисления атомов химических элементов. Надо все же отметить, что задания, которые требовали сопоставить строение и свойства вещества, выполнены менее успешно чем задания, в которых надо было определить природу химической связи
(ионной, ковалентной, металлической, водородной). Подтвердим это данными по выполнению подобных заданий (см. примеры 1 и 2).
Пример 1
Из предложенного перечня выберите два свойства, которые характеризуют вещества
с молекулярной кристаллической решеткой.
1)
высокая электропроводность в кристаллическом состоянии
2)
высокая твердость
3)
высокая электропроводность в расплаве
4)
высокая летучесть
5)
низкая температура плавления
Запишите в поле ответа номера выбранных свойств.
Ответ:
Пример 2
Из предложенного перечня выберите два вещества, в которых присутствует
ковалентная полярная химическая связь.
1)
хлор
2)
хлорид серы(II)
3)
хлорид лития
4)
хлорид рубидия
5)
хлорид аммония
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ:
Пример
Средний % выполнения
% выполнения группой «слабых»
% выполнения группой «сильных»
1 39 12,3 70,3 2
87 65,3 99, 7
Как показывают результаты выполнения этих заданий, даже у хорошо подготовленных обучающихся вызвало затруднение задание (пример 1), выполнение которого предполагало знание характерных свойств веществ с молекулярной кристаллической решеткой. Такого рода затруднение указывает на формальный характер знания строения веществ: при изучении свойств конкретных веществ учащиеся не придавали значения установлению соответствия между свойствами и строением веществ, недостаточно обобщали и систематизировали эти знания.

6
Блок «Неорганическая химия»
Задания, проверяющие усвоение знаний этого содержательного блока, были включены как в часть 1 – задания базового и повышенного уровней сложности, так и в часть 2 экзаменационной работы – задания высокого уровня сложности.
Результаты выполнения заданий представлены в таблице 2.
Таблица 2
№ задания в работе
Проверяемые элементы содержания
Средний процент выполнения заданий базового уровня сложности повышенно го уровня сложности высокого уровня сложности
5
Классификация неорганических веществ.
Номенклатура неорганических веществ
(тривиальная и международная)
73
–
–
6
Характерные химические свойства простых веществ-металлов: щелочных, щелочноземельных, магния, алюминия; переходных металлов: меди, цинка, хрома, железа. Характерные химические свойства простых веществ-неметаллов: водорода, галогенов, кислорода, серы, азота, фосфора, углерода, кремния. Характерные химические свойства оксидов: оснóвных, амфотерных, кислотных
65,4
–
–
7
Характерные химические свойства оснований и амфотерных гидроксидов.
Характерные химические свойства кислот.
Характерные химические свойства солей: средних, кислых, оснóвных, комплексных
(на примере гидроксосоединений алюминия и цинка). Электролитическая диссоциация электролитов в водных растворах.
Сильные и слабые электролиты. Реакции ионного обмена
69,4
–
–
8
Характерные химические свойства неорганических веществ:
– простых веществ-металлов: щелочных, щелочноземельных, магния, алюминия, переходных металлов
(меди, цинка, хрома, железа);
– простых веществ-неметаллов: водорода, галогенов, кислорода, серы, азота, фосфора, углерода, кремния;
– оксидов: оснóвных, амфотерных, кислотных;
– оснований и амфотерных гидроксидов;
– кислот;
– солей: средних, кислых, оснóвных; комплексных
(на примере гидроксосоединений алюминия и цинка)
–
53,4
–

7 9
Характерные химические свойства неорганических веществ:
– простых веществ-металлов: щелочных, щелочноземельных, алюминия, переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа);
– простых веществ-неметаллов: водорода, галогенов, кислорода, серы, азота, фосфора, углерода, кремния;
– оксидов: оснóвных, амфотерных, кислотных;
– оснований и амфотерных гидроксидов;
– кислот;
– солей: средних, кислых, оснóвных; комплексных
(на примере гидроксосоединений алюминия и цинка)
–
47,9
–
10
Взаимосвязь неорганических веществ
75,1
–
–
32
Реакции, подтверждающие взаимосвязь различных классов неорганических веществ
–
–
39,1
Данные таблицы позволяют говорить о том, что задания базового уровня сложности (порядковые номера 5, 6, 7) вполне успешно выполнены экзаменуемыми – более 65%. Выполнение заданий повышенного уровня сложности (порядковый номер 9), ориентированных на проверку знания свойств неорганических веществ, вызвало определенные трудности у экзаменуемых. Рассмотрим пример такого задания (пример 3).
Пример 3
Установите соответствие между исходными веществами и продуктом(-ами),
который(-е) образуется(-ются) при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции,
обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА
ПРОДУКТ(Ы) РЕАКЦИИ
А)
Ca(HCO
3
)
2
и KOH (изб.)
Б)
KHCO
3
и Ca(OH)
2
В)
KH и H
2
O
Г)
K
2
O и H
2
O
1)
CaCO
3
,
K
2
CO
3
и H
2
O
2)
Ca(HCO
3
)
2
и KOH
3)
KOH и H
2
O
2
4)
KOH
5)
KHCO
3
и Ca(OH)
2
6)
KOH и H
2
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ:
А Б В Г
Приведем статистические результаты выполнения этого задания.
Средний % выполнения
% выполнения группой «слабых»
% выполнения группой «сильных»
36,3 11,7 68,1

8
Сравнительно низкий результат выполнения задания даже хорошо подготовленными выпускниками позволяет предположить нарушение технологии выполнения подобных заданий: зачастую экзаменуемые «подбирают» из второго столбца продукты реакции для заданных исходных веществ вместо того, чтобы самостоятельно записать (можно прямо в тексте задания КИМ) получающиеся вещества для каждой пары исходных веществ и лишь затем найти соответствующий ответ во втором столбце. Такая процедура выполнения задания избавит от «случайных» ошибок.
Усвоение такого важного элемента содержания этого блока, как «взаимосвязь неорганических веществ», проверялось с помощью заданий базового и высокого уровней сложности. Задания базового уровня сложности были успешно выполнены экзаменуемыми даже с низким уровнем подготовки, в то же время задания высокого уровня сложности хорошо дифференцировали участников ЕГЭ по уровню их подготовки.
№ задания
% выполнения группами экзаменуемых
Средний группа 1 группа 2 группа 3 группа 4 10 75,1 52,2 69,3 83,6 97,1 32 39,1 2,4 17,9 60,4 93,8
Как видно из приведенных статистических результатов, даже наименее подготовленные выпускники приступали к выполнению заданий высокого уровня сложности и смогли частично выполнить эти задания. Приведем примеры конкретных заданий и укажем на типичные ошибки при их выполнении (примеры 4 и 5).
Пример 4
В схеме превращений
2 3 2
(
)
X
Y
ZnO
ZnCl
Zn NO


веществами Х и Y соответственно являются
1)
KNO
3
2)
HCl
3)
NaCl
4)
Cl
2
5)
AgNO
3
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Ответ:
X
Y
Полный правильный ответ на это задание (указание двух веществ) дали 79% экзаменуемых, еще 8% смогли правильно указать только одно из веществ. Наибольшее количество ошибок сделано при выборе вещества Y. Более 10% экзаменуемых указали нитрат калия. Они не учли условие протекания до конца реакции ионного обмена между хлоридом цинка и нитратом калия. Необходимому условию соответствовал только нитрат серебра.
Выполнение задания высокого уровня сложности, проверяющего усвоение знаний взаимосвязи неорганических веществ, предусматривало написание уравнений реакций, соответствующих описанному в условии задания эксперименту.
Пример 5
Нитрат меди(II) прокалили. Образовавшуюся при этом смесь газов пропустили через
воду, при этом образовалась кислота. В горячий концентрированный раствор этой