2011-2020年高考化學全國卷試題情境的分析與啟示

周冬冬 石洪芳 沈鋮鋮

摘要：情境是中國高考評價體系中的考查載體。本文通過試題情境的分析框架對2011-2020年高考化學全國卷的試題情境進行編碼和統計，描述2011-2020年高考化學全國卷試題情境及特點，以期為試題情境的選取提供啟示和建議。

關鍵詞：高考化學;全國卷;試題情境

文章編號：1008-0546（2022）10x-0081-05中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

一、引言

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》倡導基于化學學科核心素養的評價，化學學業水平考試命題需以真實情境為測試載體，試題的測試任務應融入真實、有意義的測試情境;[1]通過設置真實的問題情境，考查學生靈活運用所學知識分析解決問題的能力。[2，3]學生學業成就測評均注重創設真實復雜的試題情境，考查學生的學業成就表現。[4-7]化學試題情境展示化學在維護人類身體健康等方面發揮的作用，發揮化學考試在科學文化傳承和高素質人才選拔中的作用;[8]近年來化學高考題越來越重視精選試題的情境，在真實的問題情境中考查學生的關鍵能力和核心素養。[9-11]歷年高考化學試題精選了哪些情境來考查學生的學業成就表現？有何特點？考查不同內容主題的試題情境是否有所差異？本文基于試題情境的分析框架對高考化學試題的情境內容進行分析，以期為試題情境的選取提供啟示和建議。

二、研究對象

本研究選取2011-2020年高考化學全國卷（新課標）試題為研究對象，具體包括：2011-2012年全國卷、2013-2015年全國卷Ⅰ和Ⅱ、2016-2020年全國卷Ⅰ、

Ⅱ和Ⅲ;高考卷題型包括選擇題和非選擇題（必考題和選考題），2011-2020年高考化學全國卷（新課標）試題結構具體如表1所示。

三、試題情境的分析框架

不同的研究者依據不同的標準將情境分為不同的類型。PISA2015基于科學情境與學生所處實際環境的距離遠近為標準，將情境分為個人的、地區的/國家的、全球的，根據學生興趣和生活的相關性將情境分為五個維度：健康與疾病、自然資源、環境質量、災害、科技前沿。[4]王偉等以離學生已有的經驗“遠近”為標準，將化學教學情境分為實踐情境、生活情境、社會情境、自然現象情境、工農生產情境、化學史情境、知識類情境。[12]萬延嵐等以文化、社會、學科本體為視角，將情境素材類型分為歷史類、現代類、生活類、社會類、科學研究類、本學科和跨學科類。[13]單旭峰基于課程標準中情境素材的內容，將化學高考題中的情境素材分為以下五類：日常生活情境、生產環保情境、學術探索情境、學術探究情境、化學史料情境。[14]基于已有研究以及2011-2020年化學全國卷高考試題情境的分析，從情境的內容屬性來看，試題情境主要包括自然資源和能源、材料、健康、環境、化學史、科學實踐活動、中華傳統文化等，它們構成了高考化學試題情境的分析框架（見表2），據此可用于分析2011-2020年高考化學全國卷（新課標）中試題情境的特點。

四、試題情境的編碼

利用高考化學試題情境的分析框架（見表2）對2011-2020年高考化學全國卷情境性試題各小題（即得分點）的試題情境進行編碼和統計。同時，依據《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂》中的課程內容主題，[1]將高考化學試題所考查的核心內容主題劃分為化學科學與實驗探究、無機物及其應用、有機化合物及其應用、化學反應原理、物質結構與性質、化學與社會發展六個內容主題，明確各小題所考查的內容主題。

1.試題情境編碼的說明

本研究情境內容的數量統計是將大題中最低層級的小題作為內容單元，對各小題進行編碼研究[15]，當某小題的情境簡單且只涉及一個情境內容時，該小題的情境內容數量計算一次，當某小題的情境復雜且涉及多個情境內容時，該小題的情境內容數量則計算多次。對選擇題的情境內容編碼時，將每個選項分別作為一個內容單元;對非選擇題的編碼，將大題中最低層級的小題作為一個內容單元。

2.編碼示例

現以2020年高考化學全國卷Ⅰ第7題為樣例，說明情境內容和所考查的內容主題編碼的過程。

7.國家衛健委公布的新型冠狀病毒引起的肺炎診療方案指出，乙醚、75%乙醇、含氯消毒劑、過氧乙酸（CH3COOOH）、氯仿等均可有效滅活病毒。對

于上述化學藥品，下列說法錯誤的是（）

A.CH3CH2OH能與水互溶

B.NaClO通過氧化滅活病毒

C.過氧乙酸相對分子質量為76

D.氯仿的化學名稱是四氯化碳

編碼說明：（1）從試題情境來分析，該題的情境是：在新型冠狀病毒引起的肺炎診療方案中，指出一些化學藥品對滅活病毒的有效性，了解學生對化學藥品的結構與性質的認知水平。該試題情境屬于健康情境這一類別。（2）從考查的內容主題來分析，ACD三個選項分別考查有機化合物的溶解性、相對分子質量和有機化合物的組成的知識內容，屬于有機化合物及其應用主題;B選項是考查無機物的氧化性的知識內容，屬于無機物及其應用主題。

3.編碼的一致性分析

為確保研究的有效性，特邀請一位學科教學（化學）研究生共同對試題情境的分析框架及具體描述和高考化學試題情境進行多輪次研討，對2020年高考化學全國卷Ⅰ的試題情境進行編碼，利用SPSS22.0軟件進行一致性檢驗，計算Kappa值，Cohen′sKappa值為0.980，符合編碼的一致性要求。

五、2011-2020年高考化學全國卷試題情境的分析

1.2011-2020年高考化學全國卷試題情境的統計與分析

依據高考化學試題情境的分析框架和所考查的內容主題，對2011-2020年高考化學全國卷試題的各小題進行編碼和統計，得到2011-2020年高考化學全國卷試題情境分布情況，具體如表3所示。

由表3可見：整體上來說，科學實踐活動類試題情境比例最高，考查學生綜合解決實驗問題的能力，展現出發展學生化學學科核心素養的獨特價值;其次分別是材料、自然資源和能源、健康類試題情境，體現了化學在材料科學、自然資源和能源綜合利用、人類健康領域中的重要作用;環境、化學史、中華傳統文化類試題情境所占比例較少。從試題情境類別來說，2011-2020年高考化學全國卷試題中均涉及科學實踐活動、材料、自然資源和能源類試題情境，有九年涉及健康類試題情境，有七年涉及環境、化學史和中華傳統文化類試題情境，并在2018年和2020年引入反應機理等學科類試題情境。豐富多樣的試題情境設計，可以啟發學生的思維，有利于學生的推理與判斷，發展學生的化學學科核心素養。

2.2011-2020年高考化學全國卷中考查不同主題的試題情境的統計與分析

通過對2011-2020年高考化學全國卷試題所考查的內容主題分析，得到2011-2020年高考化學全國卷試題情境的內容主題分布情況，具體如表4所示?？梢钥闯觯嚎疾椴煌瑑热葜黝}的試題情境選取有所不同。

（1）高考化學全國卷中考查化學科學與實驗探究主題的試題情境分析

考查化學科學與實驗探究主題內容時，試題情境的選取以科學實踐活動類情境為主，占比為69.9%，通過實驗探究或工藝流程等科學實踐活動類試題情境考查學生對科學探究過程的認知水平以及對基本的實驗方法和技能的掌握情況。其次，健康類試題情境，占比為13.6%。試題情境多結合科學實踐活動類試題情境，如：2013年全國卷Ⅱ的第27題，以“氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療”和純化工業級氧化鋅的制備流程為試題情境，考查實驗探究的基本知識與方法。最后，通過創設自然資源和能源、材料、環境、中華傳統文化等試題情境考查化學科學與實驗探究主題內容的比例較少。

（2）高考化學全國卷中考查無機物及其應用主題的試題情境分析

考查無機物及其應用主題內容時，試題情境的選取以科學實踐活動類情境內容居多，占比為45.8%，考查內容主要是對無機物的制備和性質進行探究。其次，自然資源和能源、健康和材料類情境占比分別為18.3%、13.9%、10.7%，如：以礦物開發、電池能源的利用、食品、藥材、新型材料的發現與利用等自然資源和能源、健康和材料類情境考查無機物的性質及其在自然資源和能源綜合利用、人類健康和材料科學中的應用。最后，通過環境、中華傳統文化、化學史等試題情境考查無機物及其應用主題內容的比例較少。

（3）高考化學全國卷中考查有機化合物及其應用主題的試題情境分析

考查有機化合物及其應用主題內容時，試題情境的選取以材料和健康類情境居多，占比分別為36.6%和35.1%。一般以某種材料或藥物在生產、生活的應用及其合成路線為載體，考查有機化合物的結構、性質以及合成路線設計等內容。如：2015年全國卷Ⅱ第38題以“聚戊二酸丙二醇酯（PPG）是一種可降解的聚酯類高分子材料，在材料的生物相容性方面有很好的應用前景”為背景，介紹其合成路線;2017年全國卷Ⅲ第36題以“氟他胺G是一種可用于治療腫瘤的藥物”為背景，介紹其合成路線。其次，通過創設科學實踐活動類情境為載體，占比為16.0%。最后，通過創設自然資源和能源、中華傳統文化、環境等試題情境考查有機化合物及其應用主題內容的比例較少。

（4）高考化學全國卷中考查化學反應原理主題的試題情境分析

考查化學反應原理主題內容時，試題情境的選取以自然資源和能源類情境居多，占比為35.2%。自然資源和能源的情境主要有兩種：一種是礦物的開發與利用情境，結合礦物開發流程，考查化學反應的方向、限度和速率以及水溶液中的離子反應與平衡等內容;另一種是燃料電池、鋰離子電池或新型電池的開發等情境，考查化學反應與熱能、原電池與電解池等內容。其次，通過創設科學實踐活動和材料類情境為載體，占比分別為24.4%和17.2%，主要包括結合實驗及探究活動，了解濃度、壓強、溫度對化學平衡狀態的影響以及通過酸堿中和滴定、鹽類水解的實驗探究水溶液中離子的反應與平衡等內容;通過化工材料的轉化及制備過程，考查化學反應的方向、限度和速率等內容。最后，通過創設環境、健康、化學史、中華傳統文化等試題情境考查化學反應原理主題內容的比例較少。

（5）高考化學全國卷中考查物質結構與性質主題的試題情境分析

考查物質結構與性質主題內容時，試題情境的選取主要以材料類情境為主，占比為56.3%。結合金屬、非金屬材料、高分子材料等在生產、生活中的應用，認識材料的組成、結構和性質，如半導體材料、陶瓷材料、電極材料等。其次，健康、自然資源和能源類情境，占比分別為13.5%、12.5%，通過藥物的合成路線、礦物資源的開發和電池的用途及原理等考查學生對物質結構與性質關系的認識。最后，通過化學史、中華傳統文化、環境、科學實踐活動等試題情境考查物質結構與性質主題內容的比例較少。

（6）高考化學全國卷中考查化學與社會發展主題的試題情境分析

考查化學與社會發展主題內容時，試題情境的選取以環境和材料類情境居多，占比分別為29.3%和24.1%。依據物質的組成、性質及其變化，分析環境污染的成因、主要危害和防治措施，認識材料組成、性能與應用的聯系以及材料的科學合理使用。其次，自然資源和能源、科學實踐活動類情境，占比均為15.5%。最后，通過健康、中華傳統文化等試題情境考查化學與社會發展主題內容的比例較少。

六、對試題情境選取的思考與啟示

1.試題情境多元化，彰顯化學在應對和解決重大問題和挑戰中的價值

從2011-2020年高考化學全國卷試題情境分布情況來看，科學實踐活動、材料、自然資源和能源、健康類試題情境所占比例較多，說明化學試題情境的選取有助于學生認識到化學在應對和解決材料科學、人類健康、自然資源和能源綜合利用等領域中重大問題和挑戰的價值，在多元化的試題情境中解決問題，緊跟熱點，彰顯時代精神。例如：2020年Ⅰ卷第7題選取新型冠狀病毒引起的肺炎診療方案中一些消毒劑可有效滅活病毒的情境，考查疫情防控中的化學知識，彰顯化學應對和解決突發公共衛生事件中的重要價值。

環境、化學史、中華傳統文化類試題情境所占比例較少。因此，試題情境的選取時可根據實際情況進一步豐富環境保護、中華傳統文化類試題情境，基于典型的環境類情境引導學生關注化學在環境保護中的重要作用，增強學生應用化學解決環境問題的信念，進行正確的價值判斷和決策;基于中華傳統文化類試題情境，充分體現中華優秀傳統文化的經典性，重視挖掘古詩詞、醫學典籍、四大發明、科學技術等與化學學科相關聯的文化精華，引導學生感受我國古代勞動人民的科技成就、獨特技藝和獨特智慧，增強文化自信和民族自豪感。

2.試題情境的選取需關聯化學核心知識和方法，體現實際問題解決的思路和方法

從2011-2020年各內容主題的高考化學全國卷試題情境分布情況來看，考查不同內容主題的試題情境選取有所不同，說明高考化學試題情境的選取不能脫離化學核心知識和方法。試題情境的選取和問題的設計需系統梳理解決問題所運用的化學知識和方法，讓學生在真實的試題情境中體會實際問題解決的思路和方法，運用化學核心知識和方法進行思考和推理，解決實際問題，實現“問題”“情境”“知識”的緊密聯系，考查學生化學學科核心素養表現。

3.試題情境的選取可關聯化學有關的職業，引導學生職業發展

人教版高中化學教科書專門設置了“化學與職業”欄目，結合內容介紹與化學有關的職業，如“水質檢驗員”“科技考古研究人員”“化工工程師”等，引導學生職業發展[16]。服務選才是高考的基本功能和使命，[2]如何通過高考讓學生認識到自己的優勢和不足，為未來選擇與化學有關的職業奠定基礎，試題情境的選取可關聯與化學有關的職業，讓學生認識到能夠從事哪些與化學有關的職業，讓學生體會和思考與化學有關的從業人員解決問題的思路和方法是怎樣的、有何創新之處、什么是我能做的、發揮高考對素質教育的促進作用。

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