基于核心素養的高中化學學業水平合格考試命題初探

趙雪　孫子秀　盧巍

摘要： 通過對山東省基于新、舊課標的高中化學學業水平合格考試試題進行對比分析，挖掘基于新課標的學考試題所應具有的試題特征。結果表明： 以學科核心素養為測試宗旨的高中化學學業水平合格考試試題更加注重對學生化學觀念以及思維路徑的考查;而基于化學學科核心素養創設問題情境，加強試題考查的綜合性，則是實現各方面核心素養綜合考查的有效途徑。

關鍵詞： 新課標; 化學學科核心素養; 學業水平合格考試; 命題設計

文章編號： 10056629（2020）01008505

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

高中學業水平考試在本輪高考綜合改革中扮演著重要的角色，而命題作為考試的核心環節，其質量將直接影響到學業水平考試乃至高考改革的順利實施。作為高中學考一部分的化學學科學業水平考試，其考查框架應當如何構建，又應采取何種命題策略？對此，《普通高中化學課程標準（2017年版）》（以下簡稱新課標）明確指出，高中化學學業水平考試應“以核心素養為測試宗旨”，構建“以核心素養為導向的命題框架”。因此，高中化學學業水平考試區別以往的關鍵特征便是應注重實現對學生化學學科核心素養發展狀況的有效評價[1]。

山東省作為高考綜合改革的第二批試點省份，目前已經完成了兩次新課標框架下的學業水平合格考試。本文對山東省基于新、舊課標的學業水平合格考試試題進行了對比，分析學科試題的命題策略，探索符合新課標要求的學考試題特征，以期對今后的高中化學學業水平合格考試或等級考試命題能有一定的借鑒意義。

1凸顯化學知識在發展學科觀念方面的價值，注重對基本觀念的考查

新課標針對以往三維目標中“知識與技能”的維度進行了發展與創新，突出表現在更加強調學生化學觀念的構建，即重視知識學習在發展化學學科觀念方面的價值，通過形成結構化的知識體系，實現從學科知識到學科認識方式的轉化[2]。這種變化反映在考試命題中，表現為試題應跳出單純的雙基考查，而注重對學生的學科觀念的考查。宏微結合與變化平衡為學生提供了認識化學問題的角度、思路以及方式，在凸顯化學專屬學科觀念方面具有重要的價值，這樣，實現對上述素養發展水平的有效評價便成為學考命題的自然追求。這種追求將如何反映在試題中，通過對比山東省基于新舊課標的不同試題，或許可見一斑。

1.1以測試“宏觀辨識與微觀探析”為宗旨的合格考試題設計

[例1]（基于舊課標）

乙烯、乙醇、乙酸、蛋白質均為常見的有機化合物。回答下列問題：

（1） 其中屬于高分子化合物的是______;常用做醫藥上消毒劑的是______。

（2） 乙烯與水可在一定條件下反應生成乙醇，反應的化學方程式為______，反應類型為______。

（3） 乙酸的結構簡式為______。

答案： （1） 蛋白質;乙醇

（2） CH2CH2+H2O一定條件CH3CH2OH

（3） CH3COOH

[例2]（基于新課標）

牛奶中的乳糖在有益菌的作用下轉化為乳酸，從而成為適合不耐乳糖人群飲用的酸牛奶。乳酸的結構簡式為CH3CHOHCOOH。回答下列問題：

（1） 乳酸分子中所含官能團為和（填名稱）。

（2） 乳酸的某些化學性質與乙醇相似，如在催化劑、加熱的條件下可被氧氣氧化，該反應的化學方程式為____________。

（3） 一定條件下，兩分子乳酸之間可以反應生成含三種官能團的有機化合物A（C6H10O5），該反應的反應類型是______，A的結構簡式為。

答案： （1） 羥基;羧基

（2） 2CH3CHOHCOOH+O2催化劑△2CH3CCOOH+2H2OO

（3） 酯化反應;CH3CHOHCOOCH（CH3）COOH

兩道試題均以簡單的有機化合物及其應用作為考查內容。但例1更偏重于對具體知識的考查，例如乙醇的用途、乙酸的結構、乙烯與水反應的化學方程式等，在體現宏觀辨識與微觀探析素養要求方面相對薄弱，即使涉及也僅停留在較低層次的“運用化學符號描述常見簡單物質及其變化”。而例2更加強調對“結構決定性質”這一化學學科重要觀念的考查，例如第（2）問以“預測或描述物質的性質和在一定條件下可能發生的化學變化”為考查宗旨，第（3）問則立足于“從物質的微觀結構說明同類物質的共性”，試題在更高層次上對學生宏微結合素養的發展狀況進行了測試。由此可見，新課標試題在考查方式上不再把視線局限于教材中所出現具體物質的某些性質，而是考查學生能否從原子、分子水平上認識物質的組成、結構、性質及變化，是否真正形成了“結構決定性質、性質決定功能”的學科觀念。

1.2以測試“變化觀念與平衡思想”為宗旨的合格考試題設計

[例3]（基于舊課標）

請根據如下所示實驗過程，回答相關問題：

Fe2O3固體鹽酸①A溶液足量Fe粉，過濾②

B溶液NaOH溶液，足量O2③C固體

（1） 向A溶液中滴入幾滴KSCN溶液后，可觀察到的現象是____________。

（2） C的化學式是______。

（3） 寫出反應①的化學方程式______。寫出反應②的離子方程式______。

答案： （1） 溶液變為紅色

（2） Fe（OH）3

（3） Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O; 2Fe3++Fe3Fe2+

[例4]（基于新課標）

利用下圖可以從不同角度研究含鐵物質的性質及其轉化關系。圖中甲～己均含鐵元素。回答下列問題：

（1） K2FeO4常用作殺菌消毒劑，從鐵元素化合價的角度分析是因其具有______性;下列關于乙的說法正確的是______（填序號）。

a. 屬于酸性氧化物，能與堿反應

b. 屬于堿性氧化物，能與酸反應

c. 屬于兩性氧化物，既能與酸反應，又能與堿反應

（2） 已知甲與稀硝酸反應的化學方程式為： 甲+HNO3戊+己+NO↑+H2O（方程式未配平）。若產物中戊和己的物質的量之比為3∶1，則甲與HNO3的物質的量之比為______。

（3） 戊與燒堿溶液反應生成丙，放置一段時間后丙轉化為丁。丙轉化為丁的化學方程式為______，現象為______。

答案： （1） 氧化;b

（2） 1∶3

（3） 4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3;白色沉淀迅速變為灰綠色，最終變為紅褐色

兩道試題均以必修內容主題2中鐵及其重要化合物的性質作為考查內容。舊課標試題主要考查了Fe（Ⅲ）及Fe（Ⅱ）的相關性質，諸如Fe3+遇KSCN溶液的顯色反應、Fe3+與Fe單質的反應、Fe（OH）2發生氧化反應的現象和化學方程式等。考查方式偏重于知識辨識，主要考查學生是否能夠識記鐵及其重要化合物的有關性質。而新課標試題則基于鐵元素化合價變化及物質類別兩個維度建構模型，突出考查了化學學習中的元素觀、價態觀和分類觀等核心觀念，要求學生能夠多角度、動態地分析化學變化。例如，第（1）問要求學生根據“鐵元素化合價”這一給定認知角度對陌生物質的性質進行解釋，其考查宗旨定位于“能對具體物質的性質和化學變化作出解釋或預測”;第（2）問考查學生基于氧化還原原理分析陌生反應的能力，評估學生“運用化學計量單位定量分析化學變化”的水平;第（3）問雖仍是考查Fe（OH）2發生氧化反應的現象和化學方程式，但卻跳出了氯化亞鐵這一具體物質，立足于考查學生是否“能歸納物質及其變化的共性”，引導中學教學向幫助學生建立結構化化學知識體系的方向去努力。

綜上所述，基于新課標的學考試題將考查重心放在了對學生化學學科觀念的考查上，換言之，如果學生接受了知識，卻不能形成相應的化學觀念，不能將學科知識轉化為認識化學問題的角度、思路和方式，那么就不能說在宏微結合、變化平衡等方面的核心素養具有很高的發展水平。

2聚焦化學知識的思維屬性，重視對思維路徑的考查

化學學科核心素養的提出將“過程與方法”進一步明確化，具體而言，其外顯表現為在探究和實踐過程中所展現出的“科學探究與創新精神”，其內化則是以“證據推理與模型認知”為主要特征的思維過程和認知路徑。基于新課標的學考試題設計，應凸顯學科知識在“過程與方法”維度的功能和價值，在考查學生解決化學問題思維過程的同時，滲透對核心價值觀的考查。山東省新學考化學試題的題型主要是選擇題和填空簡答題，應當說這種題型設計在一定程度上限制了對學生思維過程的考查，但是我們還是可以從試題中體會到命題者在塑造試題思維屬性方面所作出的努力。

[例5]（基于舊課標）

下列各組物質性質比較錯誤的是

A. 酸性： H2SiO3>H2SO4>H3PO4

B. 氧化性： F2>Cl2>S

C. 堿性： NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3

D. 單質與水反應置換氫的能力： K>Na>Li

答案： A

[例6]（基于新課標）

鐳（Ra）位于元素周期表中第7周期第ⅡA族，下列關于鐳元素單質及其化合物的性質推測錯誤的是

A. 鐳的原子半徑比鈣的大

B. 氯化鐳的化學式為RaCl2

C. 單質鐳不能與水反應產生氫氣

D. 氫氧化鐳的堿性比氫氧化鈣的強

答案： C

例5、例6均以必修內容主題3中的原子結構與元素周期律作為考查內容。舊課標試題雖然也體現出對學生運用元素周期律能力的考查，但考查內容局限于堿金屬、鹵族元素和第三周期元素的性質遞變，很難區分學生是機械記憶還是真的對元素周期律具有深刻的理解，考查價值受到一定影響。而基于新課標的例題6，試題雖然不難，但卻打破了第三周期及ⅠA、 ⅦA族元素的局限，將考查重點置于元素周期律在預測新物質性質的功能價值上。試題一方面要求學生能夠“運用理論模型解釋或推測物質的組成、結構、性質和變化”，同時還要明確“模型使用的條件和適用范圍”。

[例7]（節選，基于新課標）

下圖所示為實驗室常用裝置。回答下列問題：

（1） 利用二氧化錳與濃鹽酸反應制備并收集Cl2時，依次連接裝置A、 B、 C、 E并加入適當的試劑。裝置B中飽和食鹽水的作用是______;利用裝置C干燥Cl2，選用的試劑是;裝置E的作用是______。

（2） 利用銅和稀硝酸反應制備并收集NO時，連接裝置A、 B、 E并加入適當的試劑。a中反應的離子方程式為______，A中導氣管應連接B的（填“b”或“c”）端。實驗過程中觀察到a中出現了紅棕色，但收集的氣體為無色，原因是______（用化學方程式表示）。

答案： （1） 除去氯氣中混有的氯化氫氣體;濃硫酸;吸收氯氣，防止污染空氣

（2） 3Cu+8H++2NO-33Cu2++2NO↑+4H2O; c; 3NO2+H2O2HNO3+NO↑

例題7節選自山東省2018年冬季學業水平考試的一道實驗題，題目選取了中學化學常見的一種氣體制備裝置，但考查宗旨卻不僅僅是落在氯氣或者一氧化氮氣體的制備方法上，而是試圖引導學生去建立“氣體制備”的模型，并對模型使用的條件和適用的范圍進行思考，體現出以“證據推理與模型認知”素養為測試宗旨的試題設計。同時，試題第（1）問要求學生“設計實驗方案，組裝實驗儀器，……，基于實驗事實得出結論”;第（2）問在要求學生設計實驗方案并“基于現象和數據分析并得出結論”，表現出在考查“科學探究與創新意識”方面的探索。總之，該題雖然只是考查了常見氣體的發生、凈化和收集裝置，但整題設問層次清晰，先是對反應原理的深入理解，再是對實驗證據的收集與表述，最后則是基于實驗事實得出結論，實現了對學生思維品質和實踐能力的綜合考查。

在此還需指出的是，在書面測試中，特別是對于化學這樣的自然科學學科，真正落實“科學精神與社會責任感”素養的考查似乎并不容易。但事實上，科學態度與社會責任感恰恰是進行科學探究和創新的外部驅動與內在要求。當學生形成科學態度并展現出強烈的社會責任感時，自然就具有了探索事物本質，進而創造性地解決化學問題的強烈意愿。因此，證據推理與模型認知是科學探究與創新的方法，科學探究與創新則是培養證據推理與模型認知素養的平臺，而科學態度與社會責任感則是進行科學探究和創新的出發點與落腳點。因此，如果試題能夠很好地實現對“證據推理與模型認知”及“科學探究與創新意識”素養的考查，那么“科學態度與社會責任感”素養的展現必將是水到渠成的。

3關注知識整合，提升學科核心素養的融合考查

3.1體現試題的綜合性是實現從知識考查到素養考查的關鍵路徑

如前文所述，基于舊課標的學業水平考試試題往往會表現出知識、能力考查孤立式、碎片化的傾向，這種考查方式使得試題變成了被知識“牽著鼻子走”的產物，也就無法真正落實考查核心素養的測試宗旨。因此，新課標試題應在知識考查的綜合化和結構化上下功夫，考出學生是否形成了完整的知識體系，是否對化學學科的核心內容進行了有效的整合。基于上述原則，命題者在進行試題設計時，應努力實現學科核心知識的適度融合，同時關注同一主題內知識以及不同主題間知識的內在聯系。

我們仍以前文中基于新課標的例題4為例，試題第（1）問一方面要求學生站在化合價的角度，運用氧化還原反應原理解釋物質的性質與應用;另一方面則要求學生從物質分類的角度，依據復分解反應原理闡釋物質的化學性質。第（2）問在要求學生利用氧化還原反應原理對化學反應進行分析說明，并基于物質的量認識化學變化，體會定量研究在化學科學中的重要作用，這就需要學生能夠同時調用主題1與主題2的不同知識。第（3）問在考查學生能否辨識典型物質化學性質的同時，還涉及到“從物質類別和元素化合價的視角說明物質的轉化路徑”以及“能預測物質的某些性質，并進行實驗驗證”等。

盡管考慮到合格考的考試功能及難度要求，上述問題在考查方式上還是以給定認識角度或者對認識角度進行簡單概括關聯為主。但通過關注同一主題內或者不同主題間知識的內在聯系，試題在考查的綜合性上有了較好的體現，而這種綜合性對于實現核心素養的綜合考查是極具意義的。化學學科不同的核心知識會為學生分析、解決化學問題提供不同的認識角度，同時也具有不同的素養價值。例如，氧化還原反應與物質分類在發展模型認識及變化觀念方面，定量研究在發展證據推理及科學探究方面，物質性質在發展宏微結合及變化觀念方面等等，這些化學學科的核心知識無不體現出在培養核心素養方面獨特的功能和價值。因此，在試題對核心知識進行綜合考查的同時，也同時體現出綜合不同方面核心素養考查的功能與特點。

3.2創設指向核心素養的問題情境是提升試題綜合性的有效路徑

新課標針對學業水平考試命題提出了“以真實情境為測試宗旨”的命題原則，闡釋了“問題”“情境”“知識”三者之間的內在聯系，并指出了情境設計在實現核心素養測試方面的重要作用。通過創設真實的試題情境，讓學生直面復雜程度不同、價值功能不同的問題，通過學生外顯的行為表現便可以真實反映出其核心素養的發展水平。

當我們帶著這樣的認識去回看山東省新課標學考試題時，就不難發現，盡管合格考試題在情境創設上不會使用陌生復雜的情境素材，而是以“簡單熟悉”和“簡單變式”水平[3]為主，但卻在試題情境的真實性和啟發性上下足功夫，形成了與測試任務融為一體的試題載體。比如，例題2以生活中常見的乳酸為背景材料，圍繞其組成、結構和性質進行設問，提出了契合高一末學生認知水平的測試任務。例題7圍繞一套學生熟悉的氣體制備裝置設計問題，在考查學生實驗方案設計的同時，引導學生去思考常見氣體制備裝置的使用條件和適用范圍，體現出試題情境的啟發性。命題者通過創設真實而有意義的試題情境，設計具有不同知識功能和價值功能的問題，考查學生是否具備利用結構化知識去解決化學問題的能力，同時也體現出對化學學科各方面核心素養的綜合考查。

基于核心素養的高中化學學業水平考試試題的命制在實踐中尚有很多問題值得我們去思考和改進。比如，盡快研制基于核心素養的學業水平考試標準，明確等級考試和合格考試中核心素養各維度不同水平層次的比重要求;豐富考試題型，加強對學生思維路徑和思維過程的考查等等。但是，努力實現學業水平考試對學科核心素養的科學測試，命制基于新課標且對中學教學能產生良好導向功能的試題將會是命題者今后不斷努力的方向。我們也希望在山東省高中化學學業水平合格考試命題中的一些探索能夠為今后的學業水平考試命題起到一定的借鑒意義和參考價值。

參考文獻：

[1]王后雄. 基于化學核心素養的高中學業水平考試命題策略[J]. 課程·教材·教法， 2018， （4）： 87～95.

[2]王磊. 學科能力構成及其表現研究： 基于學習理解、 應用實踐與遷移創新導向的多維整合模型[J]. 教育研究， 2016， （9）： 83～92.

[3]陳穎. 基于學科能力的高中化學學業水平考試試題編制策略[J]. 中國考試， 2018， （11）： 46～51.