新課標背景下以核心素養為導向的化學命題探索

王文軍 朱 峰

（浙江省麗水市教育教學研究院，浙江省麗水市蓮都區教育局教研室）

《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）指出，化學是研究物質的組成、結構、性質、轉化及應用的一門基礎學科，其特征是從分子層次認識物質，通過化學變化創造物質。化學是推動人類社會可持續發展的重要力量，在應對能源危機、環境污染、突發公共衛生事件等人類面臨的重大挑戰中發揮著不可替代的作用。化學學科核心素養包括“化學觀念”“科學思維”“科學探究與實踐”“科學態度與責任”四個方面，立足初中學生的化學學習過程，各有側重，相輔相成。化學學科核心素養將化學知識與技能的學習、化學思想觀念的建構、科學探究與問題解決能力的發展、創新意識和社會責任感的形成等多方面的要求融為一體，體現化學課程在幫助學生形成未來發展需要的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力中所發揮的重要作用。

基于新課標的要求，化學試題應以本學科核心素養及其表現水平為主要維度，結合化學課程內容及特點，認真做好命題規劃。試卷內容應覆蓋新課標中各學習主題的核心內容，著力考查學生的化學觀念、科學思維、科學探究與實踐、科學態度與責任等核心素養。教師應精選緊密關聯學科內容的生產生活情境，基于評價目標來設計具有進階性的問題；依據學生知識基礎和經歷經驗，優化素材呈現方式，根據題目的預設難度調整素材的陌生度和復雜度，與問題類型相匹配；關注各學習主題內和學習主題間學業要求，設計考查包括辨識記憶、概括關聯、分析解釋、推論預測、簡單設計、綜合問題解決等體現不同能力層級水平的試題。試題應較好地體現核心素養導向，有利于引導初中化學教學開展以化學實驗為主的多樣化探究活動，推進項目式學習和跨學科實踐活動。

一、把握內在聯系，建立化學觀念

新課標提出，化學觀念是人類探索物質的組成與結構、性質與應用、化學反應及其規律所形成的基本觀念，是化學概念、原理和規律的提煉與升華，是認識物質及其變化，以及解決實際問題的基礎。化學觀念反映了核心素養的學科特質，是化學課程的靈魂和學習化學的支點。從學科核心素養構成體系的視角，教師應把握初中化學教材中概念之間、主題之間的聯系，通過創設問題情境來命制化學試題，考查學生是否形成了化學觀念。填空題、實驗題都能考查具體的化學觀念形成與否。

例1.2021年9月，我國科學家在世界上首次實現利用二氧化碳人工合成淀粉[（C6H10O5）n]，圖1為人工合成淀粉過程中第一步反應的微觀示意圖。

圖1

（2）3.2克有機物x中碳元素的質量為克；

（3）若人工合成淀粉實現工廠化、規模化生產，在一定程度能（填字母）。

A.緩解糧食危機 B.緩解溫室效應

C.節省耕地資源

例2.在測定土壤酸堿性的實驗中，下列操作規范的是______（填字母）。

A.裝入土樣粉末

B.滴加蒸餾水

C.振蕩土壤液

D.測定酸堿性

【命題意圖剖析】

例1以我國科學家在世界上首次實現利用二氧化碳人工合成淀粉為試題背景，考查從宏觀、微觀、符號三重表征視角探究物質及其變化規律的思維方式，同時滲透STSE和愛國主義教育。第（1）問，從微觀粒子的角度考查質量守恒定律；第（2）問，從微觀粒子角度出發，從宏觀視角考查有機物中碳元素的質量。第（3）問，以人工合成淀粉的成功實現對人類的意義為載體，認識化學在促進人類文明和社會可待續發展中的重要價值。試題借助微觀模型設計從知識了解、知識關聯和價值判斷依次進階的問題，有助于形成宏微結合觀、人與自然和諧共生的科學自然觀和綠色發展觀。

例2以土壤酸堿性測定實驗為載體，改變考查化學實驗基本操作的不成文做法：一個選項考查一種實驗基本技能。從土樣的取用、土壤的溶解、土壤液的制作及酸堿性測定四個相互關聯的實驗技能，有利于引導學生從整體上和全流程對“土壤酸堿性測定”實驗的把握，避免對化學實驗技能簡單記憶、孤立操作，形成全程規范操作、全面思考問題的化學實驗觀。

【教學啟示】化學觀念是在理解化學概念、規律和原理的基礎上所形成的對客觀事物的整體認識，是化學課程本質屬性的集中體現，也是其他素養的基礎。化學觀念是在學習化學、研究化學過程中逐步形成的，化學教學只有將教材中的化學知識和原理融入具體生產生活情境、開展化學實驗探究和項目化學習等活動之中，把握學習主題內、學習主題間和不同學科間各個知識要素及內在聯系，才能逐步形成知識的系統化、結構化進而轉化為化學觀念。課堂教學中，教師要逐一落實物質觀、元素觀、分類觀、變化觀、聯系觀、宏微結合觀以及資源觀、綠色發展觀等化學觀念。

二、注重融合創新，發展科學思維

科學思維是從科學的視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式，主要包括模型建構、推理論證、創新思維等。科學思維體現了作為化學課程重要組成部分的核心素養領域特質，科學思維是化學學科核心素養的核心，也是化學課堂教學的核心。創設聯系生產生活實際的化學情境，依據事物內在聯系建構解決問題的框架，能深度考查從化學視角研究物質及其變化規律的思路與方法掌握情況，從宏觀、微觀、符號相結合的視角探究物質及其變化規律的認識方式運用程度，解決實際問題的能力高低。簡答題、推斷題、計算題、說理題是考查科學思維的常見題型。

例3.思維模型是依據事物發展內在規律所建立的解決問題的基本框架，能引導有序思維、增進深度理解、促進問題解決。一位同學建構了“混合物提純”的思維模型（如圖2）：

圖2

初步理解：根據混合物組分的性質差異，獲得混合物中目標組分。

（1）海水淡化是將咸水中的鹽與水分開，常壓加熱蒸餾法是其中的一種：常壓下將海水加熱形成水蒸氣，再液化得到淡水的過程。從建模角度分析，海水加熱形成水蒸氣屬于上述模型中的_（填“分離轉移”或“反應轉化”）。

探究本質：根據組分的性質差異，選擇合適方法，實現物質提純。

（2）從含少量氯化鈉的硝酸鉀固體中提純硝酸鉀，是通過溶解、蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥實現的。其中過濾操作將硝酸鉀晶體與溶液分離是根據不同。

實踐應用：根據混合物中某組分發生化學反應，提高混合物中目標組分純度。

（3）這位同學取10克混有少量硫酸的鹽酸溶液，滴入氯化鋇溶液至不再產生沉淀，經過濾、洗滌和干燥得到沉淀0.233克，則原混合溶液中硫酸的溶質質量分數為。

融合創新：依據科學原理，融合技術與工程，形成新穎而有價值的解決實際問題方案。

（4）常壓加熱蒸餾法能耗大、成本高。這位同學查閱資料獲知，現在世界上的許多大型海水淡化工廠，都已經采用低壓加熱蒸餾法，請解釋其蘊含的科學原理。

【命題意圖剖析】

例3以“混合物提純”的思維模型為試題背景，以模型初步理解、探究本質、實踐應用和融合創新為主線，考查了海水淡化、過濾操作的本質、溶液質量分數計算和減壓蒸餾節能所蘊含的科學道理等科學知識。第（1）問深度考查了思維模型的理解和應用，引導有意義的知識建構，探尋事物發展的內在規律，建立問題解決的基本框架，促進思維的有序發展。第（2）問以含少量氯化鈉的硝酸鉀固體中提純硝酸鉀為知識背景，考查其中過濾操作的依據：不是溶解性不同，而是物體顆粒大小不同。引導教學要追根問底，探尋本質。第（3）問以反應轉化的方式來提純鹽酸，融入溶液質量分數的計算，考查定量思維能力。第（4）問以減壓蒸餾法進行海水淡化為試題背景，將科學原理與工程技術融合，引導學生了解技術與工程實踐的一般過程和方法，針對實際情況明確問題，提出有創意的方案，并能解釋所蘊含的科學原理。試題以經驗事實為基礎，對客觀事物進行抽象和概括，進而建構模型，運用模型分析、解釋現象和數據、定量思維與計算，著重考查模型建構能力及其應用能力，考查運用數學方式解決問題能力，同時考查了創新思維能力。

【教學啟示】科學思維是從化學的視角對客觀事物的本質屬性、內在規律性以及相互關系的認識方式，不僅是學習化學所必備的關鍵能力，也是適應現代社會發展的一個核心思維方式，還可以遷移到其他領域。科學思維起于質疑，貫穿整個探究過程的始終，在建模、推理、論證中不斷深入理解化學知識，最終達到創新的目的。化學教學應通過探究活動來訓練學生的科學思維，在探究活動中提升科學思維能力，嘗試用科學思維解決問題，在不斷學習和實踐中逐步養成科學思維的習慣。在解決化學問題中所運用的比較、分類、分析、綜合、歸納等科學方法，應基于實驗事實進行證據推理、建構模型并推測物質及其變化的思維能力，在解決與化學相關的真實問題中形成的質疑能力、批判能力和創新意識。進而，使學生能提出創造性見解，在研究物質及其變化規律中形成一般認識思路與方法，獲得宏觀、微觀符號有機結合的認識方式。

三、巧用真實素材，滲透科學態度與責任

科學態度與責任是指通過化學課程的學習，在理解科學、技術、社會、環境相互關系的基礎上，逐步形成的對化學促進社會可持續發展的正確認識，以及所表現的責任擔當。科學態度與責任彰顯了化學課程在義務教育階段不可或缺的作用及核心素養的跨領域特質，有助于增進學生對物質世界及其變化的好奇心、探究欲和審美情趣以及科學精神的形成。科學態度與責任只能隱含于真實素材之中，不能脫離實際問題而單獨存在，化學教學和命題中可從中華優秀傳統文化、科學史實、科技發展、與化學有關事物等方面組織素材，通過真實問題的解決來滲透科學態度的培養，增強學生的社會責任感。

例4.麗水市擁有眾多地方特產，如龍泉青瓷、遂昌竹炭、青田石雕、景寧山哈酒等。下列地方特產的制作過程中，主要發生物理變化的是（ ）。

A.煅燒青瓷 B.燒制竹炭

C.打磨石雕 D.釀山哈酒

例5.一般地說，金屬活動性越活潑，冶煉越困難，人類使用該金屬的時間就越遲。如下頁圖為鐵、銅、鈉、鋅四種金屬的最早冶煉歷史年代，則甲代表的金屬是（ ）。

A.鐵 B.銅

C.鈉 D.鋅

【命題意圖剖析】

例4以麗水市的知名特產為背景，通過分析其制作過程中發生的變化，考查對學科基本知識運用的了解情況，有助于增強學生對家鄉事物的了解和認知，進一步培養熱愛家鄉的情感。

例5以金屬冶煉歷史年代為背景，考查金屬活動性強弱，知道大多數金屬在自然界中是以金屬礦物形式存在的，以及金屬活潑性強弱與冶煉難易之間有一定的相關性，體會化學方法在金屬冶煉中的重要性，領悟化學對社會發展和人類文明進步的重要價值，逐步形成科學、技術、社會、環境協調發展的科學觀念，升華對化學研究的態度。此題不僅考查了金屬活動性這一核心知識，也考查了學生比較、分析、綜合等科學思維能力，使學生逐步形成一定的證據推理能力。

【教學啟示】科學態度與責任反映了化學學科核心素養的方向性，主要包括科學本質觀、科學態度、社會責任等要素。化學對滿足人民日益增長的美好生活需要和社會可持續發展作出了重大貢獻，同時只有具有安全意識和合理選用化學品的觀念，才能提高應對意外傷害事故的意識。教師要培養學生形成節能低碳、節約資源、保護環境的態度和健康的生活方式，要引導學生積極參加與化學有關的社會熱點問題的討論并作出合理的價值判斷，樹立人與自然和諧共生的科學自然觀和綠色發展觀，關注周圍與化學相關的問題并運用所學知識加以解決。教師要培養學生從化學史實中了解和學習科學家的求實精神和不懈追求，在認識科學本質和了解科學、技術、社會、環境之間關系的基礎上形成探索自然的內在動力，養成嚴謹求實的態度，堅持勇于創新的精神，推動可持續發展和實現中華民族偉大復興的使命擔當。各種題型的化學試題都可以加強對科學態度與責任的考查，同時要以試題導向將其體現在平常的教學教育過程之中，體現在教師和學生相處的言傳身教中。

四、創設真實情境，深化科學探究與實踐

科學探究與實踐是指經歷化學課程中的實驗探究，基于學科和跨學科實踐活動形成的學習能力；是綜合運用化學等學科的知識和方法，通過一定的技術手段，在解決真實情境問題和完成綜合實踐活動中展現的能力與品格。科學探究與實踐體現了作為化學課程重要組成部分的核心素養的領域特質，主要包含完成基本化學實驗、進行科學探究、開展社會實踐活動以及自主學習活動。簡答題、說理題、計算題和方案設計是考查該核心素養的有效形式。

例5.定律是對自然現象或關系的描述，通常可用數學方式加以表達。在學習“質量守恒定律”時，小麗查閱到以下材料（如圖3）：

圖3

（1）玻義耳實驗中，金屬灰增加的質量是▲；

A.要善于總結前人的成果和經驗

B.實驗的成功與否，取決于藥品的選擇

C.定量方法是科學研究的重要方法

受上述研究的啟發，小麗對相關實驗進行了深入探究。

（3）在白磷燃燒前后質量測定實驗中（如圖4），氣球的作用有；

圖4

（4）小麗認為，蠟燭燃燒后剩下的固體質量比燃燒前少了，因此該現象不符合質量守恒定律。請你設計一個能說服小麗的簡明實驗思路。

【命題意圖剖析】

例5以質量守恒定律形成的科學史為背景，考查學生“物質變化和化學反應”這一核心概念，以“用密閉裝置驗證質量守恒定律”這一暗線貫穿整個試題，幫助學生對科學本質和規律的認識，考查質量守恒定律形成過程的認識和理解，以及運用科學語言進行實驗設計的科學探究能力。第（1）問，考查玻義耳實驗失敗原因的分析，加深對質量守恒定律的認識和理解。第（2）問，通過質量守恒定律形成過程中幾個關鍵事件，既考查了化學實驗的嚴密邏輯關系，又考查了運用數學進行定量分析及對化學研究重要性的認識，還考查了其中所蘊含的科學精神和對科學本質的理解，有助于增強學生的科學態度和責任。第（3）問，要求回答“白磷燃燒前后質量測定”實驗中氣球的作用，考查學生能否將放熱反應、瓶內氣壓增大和引起瓶塞沖出等實驗關鍵要素綜合考慮，氣球還起到形成封閉體系的作用，既考查了基于系統多因素邏輯分析，又考查了整合化學知識與物理知識解決實際問題的能力。第（4）問，設置“蠟燭燃燒后剩下的固體質量比燃燒前少這一現象是否符合質量守恒定律”，考查學生對現象的解釋能力和實驗設計能力，檢查學生是否真正理解質量守恒定律的含義，并能通過證據的完全收集達到對該定律的理解，培養學生基于證據的實證意識、嚴謹求實的科學態度、勇于探究實踐的科學精神。

【教學啟示】科學探究與實踐是形成其他化學核心素養的主要途徑，科學探究、科學實踐等實際上也是學習化學的一種學習方式，同時還是學習化學的一種關鍵能力。科學探究與實踐包含化學實驗、科學探究和跨學科實踐活動，其中化學實驗是學習化學的重要途徑和基礎條件，科學探究是化學實驗的應有之義和更高層次。化學教學應在保質保量完成好規定的化學實驗基礎上，尤其要結合常見生活現象、跨學科問題，引導學生參與社會調查實踐、開展項目化學習，運用技術與工程思想與方法，增強學生提出問題、設計探究方案的能力以及與他人分工協作、溝通交流、合作解決問題的能力等，提高科學探究與實踐效果。

總之，化學學科核心素養的培養是一項系統工程，需要從教材編寫、課堂教學、教育行政以及命題評價等多個環節的通力協作。化學學科的四個核心素養相互依存，共同構成一個完整的體系，體現了化學課程的育人價值。一道試題的考查可能涉及多個化學核心素養，一個核心素養需要從多個角度、多道試題才能予以考查。化學學科核心素養需要長期努力和不懈堅持，核心素養的形成需要多個學科的協同配合，相信只要抓住化學學科核心素養導向方向不動搖，緊密聯系實際問題，圍繞核心概念、跨學科概念、跨學科實踐活動開展命題評價研究，提高化學試題命題水平，一定能推動化學課程核心素養的落實和化學學科育人目標的實現。