高考評價體系下化學試題的命

李金虎 山西省晉中市榆次第一中學校

周紅麗 山西省晉中市祁縣中學校

高中化學試題的命制工作，是化學教育教學工作中非常重要的一個環節，試題應具有評價功能、反饋功能、激勵功能、強化功能和導向功能。命制高質量的試題，是一個教師做好本職工作的一項基本技能。隨著新一輪課程改革的推進，高考評價體系的提出，對一線教師的試題命制能力提出了更大的挑戰，如何做好高考評價體系下化學試題的命制，顯得至關重要。

一、高考評價體系下化學試題命制需要關注的幾個點

（一）關注頂層設計中的命題理念

圖1

關注《國務院辦公廳關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》文件精神，深刻領悟命題理念及考查內容要求。

（二）關注課程標準在試題命制中的指導作用

圖2

化學學科試題考查內容是應對生活實踐、應對未來的學習或者高等教育的學習，聚焦于生活實踐與學習探索情境中的問題所需要的知識與能力。如圖3 所示，真實情境的選擇必須以素養為導向，在核心價值引領下查找適合發展學生核心素養的情境素材，在此基礎上測評學生的必備知識、關鍵能力及發展與測評學生的學科素養。同時，試題命制的設問方式又要體現化學學科的考查方式與能力進階。

圖3

（三）關于情境素材的選擇

化學試題情境素材的選擇，要體現化學學科核心價值與發展化學核心素養的情境，這是試題命制的關鍵。

好的化學試題情境素材，有助于幫助學生形成良好的學科思維方式、探究模式和價值觀念，能夠讓學生在應對和解決各種復雜開放的陌生任務時對基礎知識進行不斷地整合和運用。

試題中，化學學科核心價值、學科素養能力、情境素材的選擇，三者關系如圖4所示。

圖4

（四）從情境素材到設問

試題命制的設問是能否充分測評出學生真實知識水平和素養水平的關鍵。

情境設問需要讓學生在真實的背景下發揮核心價值的引領作用，應用必備知識和關鍵能力去解決實際問題，全面綜合地測評學生的化學學科素養水平，減少單純死記硬背的知識性考查，推動學生關鍵能力和核心素養在試題命制中的落實，助力高中化學育人方式的改革。

創設合理的、依托于真實情境的評價任務需要注意尋找測量目標與真實情境之間的結合點，確定恰當的情境呈現方式，選擇適度的支撐性資料或數據，對化學試題情境蘊含的問題合理地設問。多角度、動態化的設問更有助于發展和測評學生的化學學科素養。如本文所述試題“受仙人掌啟發的汗液監測貼片”命制中的設問角度比較多，可以綜合考查學生掌握化學知識的牢固程度及學生的關鍵能力，同時，第7 小問屬于動態設問，可以通過測評完成整個題目，進一步發展學生的化學學科核心素養。

二、試題評析

（一）試題呈現

下面這道題目是筆者讀了《化學通訊》（2021 年第10 期）的一篇名為《受仙人掌啟發的汗液監測貼片》的文章之后命制的一道試題。

【試題】汗液可穿戴設備可用作無創醫學監測，解決問題的關鍵是需要高效能的汗液收集系統集成到傳感器中。

圖5

2021 年某科研團隊研制出了“受仙人掌啟發的汗液監測貼片”，其中3D楔形潤濕性圖案的靈感來自仙人掌的刺。請同學們在仔細觀察、分析題中信息的基礎上，回答下列問題：

（1）假如你是科研人員，在選擇材料和設計方面你會考慮哪些因素？請說明理由。

（2）觀察圖b。

①寫出具有親水性能的物質的結構簡式________，推測它具有親水性能的主要原因。

②說明聚乙烯醇可以被固定到納米SiO2顆粒上的原因。

（3）圖b 中物質A 是由十八烷基三氯硅烷與聚乙烯醇進行化學交聯得到的產物。

①寫出十八烷基三氯硅烷的結構簡式________。

②已知三氯硅烷（SiHCl3）遇到水會劇烈反應，生成硅酸、HCl、H2。預測十八烷基三氯硅烷是否能與水發生類似反應，說出這樣推測的原因。

③物質A是否具有親水性，說明理由。

（4）該貼片的表層和底層都用聚二甲基硅氧烷作為基礎材料。已知：Si（CH3）2Cl2+2H2O（OH）2+2HCl。工業上制備鏈狀聚二甲基硅氧烷的反應流程如下：nSi（CH3）2Cl2+（n+1）H2O →聚二甲基硅氧烷+2nHCl。

①該反應包含的反應類型有________（填標號）。

A.取代反應 B.縮聚反應 C.氧化反應

②寫出聚二甲基硅氧烷的結構簡式_______。

③預測聚二甲基硅氧烷具有的性質及用途：_____（填標號），說出你這樣預測的理由是_______________。

A.性質相對穩定 B.很活潑

C.親水性能 D.疏水性能

E.具有很高的抗剪能力F.傳感器的理想載體材料

④嘗試用化學方法鑒別該物質和第（2）小題中的親水性物質。

（5）推測納米SiO2在該貼片中的作用為______（填標號）。

A.便于很好固定親水基和疏水基

B.提高材料的強度、耐磨性

C.顆粒比較小，可以充分分散到材料中

（6）“汗液監測貼片”中的楔形通道可以高效吸收汗液，使通道內汗液無殘留，不會造成生理污染。你認為這一優點除了和選用的化學物質有關外，還可能有哪些方面的原因？

（7）通過完成這個題目，你對該汗液監測貼片的優點有沒有更進一步的認識？結合該題，說明化學在科學方面的貢獻。

【答案評價細則】

（1）關于材料選擇：①選擇具有強吸水性或者親水性能優良的物質。理由：該貼片用于疾病監測，需要對汗液進行持續、快速地檢測；②選擇的材料應具有不易破損，抗剪能力和抗撕拉的性能。理由：該貼片要緊貼皮膚放置，要防止穿脫衣服時，因拉扯造成破損，從而導致汗液收集失敗。③具有定向汗液輸送功能，能夠將汗液集中到貼片中心，為汗液順利抵達收集中心提供通道且要避免汗液流失，應該具有強疏水性能的物質。

關于設計方面：形狀設計要盡量中心內凹。理由：便于汗液的集中，且不會使汗液流失，有利于監測汗液，進行醫學分析。

表1 素養與能力評價

【考查內容】根據高聚物結構書寫結構簡式，—OH屬于親水基，分子結構的測定方法。

表2 素養與能力評價

（3）①CH3Si（CH2）17Cl3，或C18H37SiCl3；②否，SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl，這個反應的發生是因為三氯硅烷分子中含有-1價的H，容易與H2O發生歸中反應而使其具有較強的還原性；③沒有親水性，因為分子中含有大量的烴基，屬于疏水性物質。

【考查內容】根據名稱書寫結構簡式，根據反應分析三氯硅烷具有強還原性，預測十八烷基三氯硅烷的化學性質。

表3 素養與能力評價

【考查內容】有機反應類型，元素守恒法的應用，結構簡式的書寫，結構決定性質的應用。

表4 素養與能力評價

（5）AB

A.觀察楔形結構示意圖可以發現，在固定親水基和疏水基時，納米二氧化硅起到了積極的作用，A 正確；B.根據SiO2的空間結構特點可知，具有較高的硬度，因此可以提高材料的強度和耐磨性，B 正確；C.采用納米二氧化硅，顆粒較小，可以充分分散到材料中，論述正確，但不屬于作用功能方面，因此不選。

【考查內容】二氧化硅的性質。

表5 素養與能力評價

（6）可能與通道的形狀有關，因為科學家把它設計成了楔形通道而不是矩形或者其他通道；可能與物理力學方面有關。教師提示：感興趣的同學可以上網查找相關資料，如拉普拉斯壓力。

【素養與能力】知識領域而言，屬于學科間綜合問題。

（7）該貼片的優點：便利、快速、持續地收集汗液，并且因不會發生新、舊汗液混合，樣品不會被污染而使監測結果準確性較高。

①將化學物質有效地應用到醫學汗液監測領域，避免了患者的痛苦和創傷，保障了人類健康；②該貼片可以微量、快速收集汗液，繼而通過生物感應快速地知道監測結果，減少了普通疾病檢測的等待時間，提高了醫學監測的效率，提高了患者救助效率；③如果沒有高親水性、高疏性物質，沒有有效的生物傳感器載體等化學材料，就不會有高效能的汗液可穿戴設備的科技成果產生，化學材料的有效利用促進了科學技術的發展。

【素養與能力】素養5：科學態度與社會責任；水平1：能列舉事實說明化學對人類文明的偉大貢獻。

素養能力層級：A（學習理解）；A3（說明論證）。

學業質量水平4-4：能說明化學科學發展在保障人類健康、促進科學技術發展等方面的重要作用。

（二）試題評析

以科技成果“受仙人掌啟發的汗液監測貼片”為背景素材，針對疏水性材料和親水性材料的分析，主要考查2019 人教版選擇性必修3《有機化學基礎》一書中相關知識，在了解無機物二氧化硅的結構及三氯硅烷化學性質等信息，知道加聚、縮聚等反應類型基礎上，綜合考查學生運用“宏微結合思想”“變化平衡思想”“證據推理模型認知思想”“科學創新精神”來分析問題和解決問題的能力。通過分析“集汗貼片”的結構，讓學生充分感受化學科學的實際價值，培養學生在真實情境中應用化學知識分析問題、解決問題的能力。通過這個題目培養了學生的科學態度和社會責任，樹立理論聯系實際的觀念，提高了化學成果應用于生產、生活的意識。

表6 高考評價體系下化學試題命制的多項細目表

表7 素養層面評價表格（以第2 小題為例，數字及符號意義詳見《普通高中化學課程標準》）

實際測評發現，學生在第2 小題第2 問、第3 小題第2 問、第4 小題第4 問中的得分率較低，說明學生的分析與推測能力、歸納與論證能力亟待提高，思維方法和化學觀念等學科素養需要提升，同時發現學生思維品質中的思維有序性和整合性也略顯不足，不善于解決系統性的、關聯性的問題，對于解題的關鍵要素、歸納解題的關鍵要點的能力不足，這是今后的教學需要加以改進的。

測評中，實際測評結果比預估結果要好的一方面，是第1小題、第7小題，學生在綠色化學理念及涉及態度責任類的試題上的作答情況良好，說明學生利用化學觀念綜合分析判斷問題的能力有了一定的提升。

第1 小題，實際測評與預估難度相差較大的原因是這道題目的開放程度較大，從教師視角的答案與學生視角的結論相比，學生想得更為開闊。同時也讓筆者明白了一個道理：要充分相信學生的能力，不要讓學生在發展素養的過程中畏手畏腳。

三、思考

筆者認為，高考評價體系下的化學試題命制，要求命題者除了具備扎實的專業知識、熟練的命題技能以外，更關鍵的是要透徹理解高考命題理念，理解試題命制所選擇的真實材料背景。所有設問要緊緊圍繞真實情境展開，真正做到考查學生“用知識解決實際問題”的能力。從這個題目可以看出，基于高考評價體系下的化學試題的命制，打破了以往以知識為中心的雙向細目表命題模式，代替以多項細目表的方式綜合呈現命題者的命題框架和思想。在試題命制過程中，要求命題者在考查內容上不僅要關注基礎知識本身，更要體現試題的核心價值，同時還要關注學科素養的培育、關鍵能力的外顯。在情境的選擇上，既要用化學學習探索情境來引導化學教學，又要注意引用化學在生活中的應用與實踐、化學的學術探究情境來提升學生對化學學科的理解，進而提升學習化學的興趣，突出化學學科的育人價值。在設問上，既要幫助學生實現知識結構化、系統化，又要關注對學生能力的培養和提升，幫助學生實現知識的遠遷移，為國家培養創新型人才助力，突顯“價值引領、素養導向、能力為重、知識為基”，最終讓每一次的試題測評都能成為助力學生能力提升與教師改進教學的催化劑。