“素養為本”的試題命制與評價
——以一道工藝流程題為例

江蘇無錫市第一女子中學（214001） 周龍英

《普通高中化學課程標準（2017 年版）》指出，要倡導基于化學學科核心素養的評價［1］。試題作為學習評價的重要載體，對學生的化學學科核心素養具有診斷和發展功能。試題命制應圍繞“發展學生化學學科核心素養”這一主旨，以化學學業質量標準為依據，在深刻理解課程標準的基礎之上，處理好素養、問題、情境和知識四者間的關系。

一、“素養為本”的試題命制基本框架

“素養為本”的試題旨在考查學生的關鍵能力與核心素養，應以真實的情境素材為測試載體，以實際問題作為測試任務，以化學知識作為解決問題的工具。

其中，真實情境服務于實際問題的提出，化學知識服務于實際問題的解決，考查學生在解決實際問題過程中的理解能力、推理論證能力、實驗探究能力和綜合分析能力，實現對化學學科核心素養的考查［2］。試題命制各要素的具體關系如圖1所示。

圖1 “素養為本”的試題命制各要素間的關系

本文以化學工藝流程題為例，說明化學試題的命制過程與評價策略。

二、“素養為本”的試題命制流程

工藝流程題應以化學學科核心素養為導向，結合學業質量標準要求及工藝流程題的一般特點來命制，試題命制流程如圖2所示。

圖2 “素養為本”的工藝流程題試題命制流程

（一）研讀課標，明確測試目標

課程標準凝練了學科核心素養，研制了學業質量標準，為試題命制提供了重要依據。只有在深刻理解課程標準的基礎上進行試題命制，才能使試題達到課程標準規定的學業水平和核心素養要求。高考試題是課程標準的演繹和直接體現，只有深刻領會高考試題所考查的學科能力與核心素養的內涵，才能明晰試題特征，增強試題的針對性，使試題命制更具科學性。通過高考試題分析，可歸納出工藝流程題一般由題頭、題干和問題三部分組成。題頭一般是簡單介紹工藝生產的原材料和工藝生產的目的。題干主要用框圖形式將產品的主要生產工藝流程表示出來。工藝流程一般有三個關鍵環節，即預處理、核心反應和提純分離，具體如圖3 所示。問題往往根據生產過程中涉及的化學知識及考查目的設計，最終與題頭、題干構成一道完整的工藝流程題。

圖3 工藝流程的關鍵環節

（二）選擇素材，創設真實情境

劉江田認為：“原創的真實性化學問題能減少考試的練習效應，有利于公平、客觀地考查學生的學業水平和分析解決實際問題的能力，有效地遏制題海戰術，引導化學教學全面落實化學課程目標。”［3］命制真實性試題的前提是素材情境科學真實，能服務于實際問題的提出，能促進學生思考，引導學生提取相關信息，考查學生分析、綜合、解決實際問題的能力。

化學情境素材的來源是多渠道的，如高中教材、大學教材、化學化工期刊、高考試題、化學實驗等。近幾年的高考試題一般選擇科技或學術論文作為命題素材。一方面，正式發表的論文既能夠保證情境的真實性和科學性，又能夠體現學科發展的前沿性；另一方面，論文中的相關數據和圖表是通過真實研究得到的，能夠滿足命題要求。如命制一道關于制備活性氧化鋅的試題，以北大中文核心期刊《無機鹽工業》2017 年11 期的一篇論文《用鉛鋅煙灰和氯堿廠副產鹽酸制備納米氧化鋅的清潔工藝》［4］為主要素材，為核查相關工藝的真實性和可行性，還需同時查閱與背景資料相關的文獻。

（三）改編流程，突出主干知識

論文只是某一學術課題在實驗性、理論性上展示新的科學研究成果或創新見解的科學記錄，初始目的不是為教師命題所用。部分論文在表達上采用的專業術語較多，實驗方案嚴謹，實驗步驟詳細，實驗過程復雜。在將其改編為工藝流程題時，試題題干或流程圖應符合所選取的素材內容，在不改變科學性的前提下，將超出學業質量標準或高中生不必了解的內容進行處理或刪減，將學生難以理解的專業術語轉化為常見的化學用語。為體現主干知識，將一些雜質或學生不熟悉的物質進行刪減。將論文中的相關信息轉化為流程時，還需抓住關鍵環節及變化，在流程中能體現原料的預處理、核心反應及提純分離等關鍵環節，同時要注意學科邏輯，概念、規律表述準確無誤，操作方法合理可行等。

《用鉛鋅煙灰和氯堿廠副產品鹽酸制備納米氧化鋅的清潔工藝》一文中給出的相關信息如下：

原料與試劑：次氧化鋅（煉鉛廠煙灰，主要成分見表1）、Na2CO3（分析純）、去離子水、鹽酸、硝酸、AgNO3溶液（質量分數3%）、KMnO4（分析純）、Zn 粉（分析純）。

表1 煉鉛廠煙灰主要化學組成（%）

儀器：三口燒瓶（250 mL、500 mL）、恒壓滴液漏斗、HH-1 型恒溫水浴鍋、布氏漏斗、配套抽真空洗滌裝置、DHG-9023 型鼓風干燥烘箱、ELF 11/68/301 型馬弗爐等。

實驗工藝路線如圖4所示：

圖4 鉛鋅煙灰和鹽酸制備納米氧化鋅的工藝流程圖

為減少實驗步驟及降低學生對情境的陌生度，命題時可將含量較低的Mn、Cd 雜質做刪減，將一些不常見的實驗儀器（如布氏漏斗等）盡量轉化為學生較為熟悉的儀器，將一些陌生名詞（如“前驅物沉淀反應”）改為學生易于理解的實驗步驟等。結合以上信息及原則，筆者將試題流程做如下改編：

活性ZnO 在橡膠、塑料、涂料工業中有重要應用，某工廠以鉛鋅煙氣（主要成分為ZnO、PbO，兼有少量FeO、CuO）制備活性ZnO 的工藝流程如圖5所示：

圖5 制備活性ZnO工藝流程圖

（四）設計問題，考查核心素養

命制試題時，設計的問題應融入真實、有意義的測試情境，解決問題所需知識應體現學科本質，所用方法應體現化學學科能力，凸顯化學學科核心素養。

設計問題時應依據課程標準的內容要求，突出化學核心概念與觀念，同時還要注意問題設計的層次性，使問題符合學生心理發展階段和認識發展水平，表達無歧義，前后問題無牽連等。

工藝流程題，可以從新情境下方程式的書寫、試劑選擇的原則、物質分離及提純的方法等方面，考查物質轉化規律以及實驗基本操作；通過物質轉化條件的選擇，考查運用化學反應原理解決實際問題的能力；通過物質的循環利用和廢氣、廢液、廢渣的處理，考查環境保護意識及綠色化學理念。結合考點及高考常見題型，筆者對制備活性ZnO工藝流程題的問題進行研究篩選，得出如下具體問題：

（1）根據溫度與Zn、Pb 元素浸出率的關系圖（圖略），“酸浸”時采用30 ℃而不用更高溫度的原因是：①防止鹽酸揮發；②________。

（2）“酸浸”時使用鹽酸濃度不宜過大（或鹽酸不宜過量）的原因是_________。

（3）“氧化”時，在pH 約為5.1 的濾液中加入高錳酸鉀，生成Fe（OH）3和MnO2兩種沉淀，該反應的離子方程式為______________________。

（4）“除雜”時，濾渣Ⅱ的主要成分是Cu、Pb，試劑X應為_________。

（5）在“轉化”中，生成的產物之一為堿式碳酸鋅［Zn2（OH）2CO3］。

①請寫出“轉化”步驟的化學方程式________。

②在洗滌堿式碳酸鋅的過程中，證明沉淀洗滌完全的標志是_________。

③堿式碳酸鋅經焙燒制得活性ZnO 反應的ΔH＞0，該反應能自發進行的原因是_________。

（五）精心打磨，使試題規范嚴謹

試題命制完畢后應認真考量和精心打磨，對試題進行仔細推敲，排除定式思維，力求從不同的角度去完善試題，嚴防疏漏和錯誤，尤其是要杜絕科學性的錯誤。首先，要仔細分析試題題干信息是否準確，化學用語是否規范、嚴謹，語言表達是否精練、清晰、無歧義；其次，要分析試題的題干、設問與學生的知識水平是否相符；最后，要看設問與答案之間是否只有一種合乎常理的理解，答案是否嚴謹，有無補充答案等。

三、反思與評價

本題以“鉛鋅煙氣為原料制備氧化鋅的工藝”為背景，結合高中化學教學內容，圍繞工藝流程的關鍵環節，創設了真實、有意義的測試情境。在此基礎上設計出該試題的測試任務，向學生提出了五個實際問題，包括反應條件的選擇、反應自發進行的條件、化學（離子）方程式的書寫、除雜試劑的選用等，涉及化學反應原理、物質的轉化、實驗方案的設計及實驗的基本操作等內容。本題充分體現了測試任務與真實情境之間的緊密聯系，要求學生能夠運用已有知識以及從試題中提取的相關信息來解決問題。上述五個問題分別考查的學科能力、核心素養、學業質量水平描述如表2所示。

表2 學科能力、核心素養及學業質量水平描述

綜上，化學教師應根據核心素養的導向要求，結合“必備知識、關鍵能力、學科素養、核心價值”四層考查內容及“基礎性、綜合性、應用性、創新性”四個方面的考查要求［5］，以具有應用價值的研究成果為背景，引導學生應用化學知識解決實際問題，以達到立德樹人、引導教學的目的［6］。