江蘇高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平等級考試化學(xué)實驗評價的要求與教學(xué)啟示

王廣揚，經(jīng)志俊

摘要： 基于中國高考評價體系理念與要求，解讀江蘇高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平等級考試“單項選擇題，聚焦必備知識與關(guān)鍵能力，側(cè)重基礎(chǔ)性與綜合性；實驗綜合題，聚焦關(guān)鍵能力與學(xué)科素養(yǎng)，側(cè)重應(yīng)用性、關(guān)注創(chuàng)新性”的化學(xué)實驗評價方向與要求，提出“理解實驗操作規(guī)范的相關(guān)原理”“認(rèn)識學(xué)生必做實驗的教學(xué)價值”“建構(gòu)實驗問題解決的思維模型”的教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞： 學(xué)業(yè)水平等級考試； 化學(xué)實驗評價； 要求與啟示

文章編號： 1005-6629（2023）02-0087-07? ??中圖分類號： G633.8? ??文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

“優(yōu)化考試內(nèi)容，突出立德樹人導(dǎo)向，重點考查學(xué)生運用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。創(chuàng)新試題形式，加強情境設(shè)計，注重聯(lián)系社會生活實際，增加綜合性、開放性、應(yīng)用性、探究性試題”是《國務(wù)院辦公廳關(guān)于新時代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》對“深化考試命題改革”的明確要求［1］。

“精選日常生活、生產(chǎn)環(huán)保、實驗探究、科學(xué)研究方面的素材，要求學(xué)生運用學(xué)科基礎(chǔ)知識分析問題和解決問題，以此檢測學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)水平；強化對實驗知識和能力的考查，強化對學(xué)科能力多維度多層次的考查，強化對新反應(yīng)、新裝置、新成果、新技術(shù)的提取、加工和整合信息的能力的考查”是化學(xué)科考試服務(wù)選才和引導(dǎo)教學(xué)的具體體現(xiàn)［2］。

遵循中國高考評價體系“一核、四層、四翼”的要求（見圖1），江蘇高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平等級考試化學(xué)實驗評價以“實驗探究情境”“生產(chǎn)環(huán)保情境”為命題載體，聚焦“物質(zhì)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用、實驗原理與方法”等必備知識、“分析與推理、歸納與論證、探究與創(chuàng)新”等關(guān)鍵能力［3］評價學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展水平。試題的分值占化學(xué)卷總分的21%，體現(xiàn)出江蘇高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平等級考試對實驗教學(xué)與評價的重視程度。

1? 江蘇高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平等級考試化學(xué)實驗評價的方向與要求

江蘇高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平等級考試卷圍繞化學(xué)實驗評價設(shè)置2道單項選擇題和1道實驗綜合題，3道試題覆蓋高中化學(xué)實驗相關(guān)的必備知識與關(guān)鍵能力，兼顧“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”的評價要求。

1.1? 單項選擇題，聚焦必備知識與關(guān)鍵能力，側(cè)重基礎(chǔ)性與綜合性

單項選擇題，命題素材源自高中化學(xué)課程和選擇性必修課程內(nèi)容，以典型實驗裝置、探究實驗方案為情境載體，聚焦高中化學(xué)實驗的必備知識與關(guān)鍵能力，側(cè)重基礎(chǔ)性與綜合性。

［2021-3］下列由廢銅屑制取CuSO4·5H2O的實驗原理與裝置不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵? ? ）。

甲

乙

丙

丁

A. 用裝置甲除去廢銅屑表面的油污

B. 用裝置乙溶解廢銅屑

C. 用裝置丙過濾得到CuSO4溶液

D. 用裝置丁蒸干溶液獲得CuSO4·5H2O

該題以“由廢銅屑制取CuSO4·5H2O”為主題，從預(yù)處理、核心反應(yīng)、分離提純等實驗環(huán)節(jié)，通過實驗裝置的理解與辨析，評價學(xué)生對“Na2CO3溶液去除油污”“H2O2+Cu+H2SO4CuSO4+2H2O”“結(jié)晶水合物的制備”等必備知識的理解程度。

［2022-4］實驗室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列實驗裝置和操作不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵? ? ）。

A. 用裝置甲制取SO2氣體

B. 用裝置乙制取SO2水溶液

C. 用裝置丙吸收尾氣中的SO2

D. 用干燥pH試紙檢驗SO2水溶液的酸性

該題以“制取SO2水溶液并探究其酸性”為主題，從氣體發(fā)生、溶解和尾氣處理，水溶液酸堿性測定等實驗環(huán)節(jié)，通過實驗裝置的理解與辨析基于“理解與辨識”，評價學(xué)生對“SO2制備原理”“SO2的性質(zhì)”“pH試紙的使用”“實驗安全常識”等必備知識的理解程度。

第1道單項選擇題，以考查實驗基礎(chǔ)知識為主旨，排在試卷第3～4題。為維護(hù)學(xué)生答題的信心，該題基于必修課程內(nèi)容，用學(xué)生熟悉的實驗主題整合評價內(nèi)容，以系列實驗裝置為命題情境，圍繞物質(zhì)制備、提純及性質(zhì)探究，評價學(xué)生“實驗原理與方法”“物質(zhì)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用”等必備知識的理解程度，側(cè)重基礎(chǔ)性，兼顧綜合性。氣體（Cl2、 NH3）的制備、凈化與性質(zhì)探究，純堿的制備、分離與性質(zhì)探究，從海水中提取鎂、乙酸乙酯的制備與分離、一定物質(zhì)的量濃度的溶液配制、常用的物質(zhì)分離方法等，是以典型實驗裝置為情境載體命題的常用素材。

［2021-11］室溫下，通過下列實驗探究NaHCO3、 Na2CO3溶液的性質(zhì)。

實驗1：用pH試紙測量0.1mol·L-1 NaHCO3溶液的pH，測得pH約為8。

實驗2：將0.1mol·L-1 NaHCO3溶液與0.1mol·L-1 CaCl2溶液等體積混合，產(chǎn)生白色沉淀。

實驗3：向0.1mol·L-1 Na2CO3溶液中通入CO2，溶液pH從12下降到約為9。

實驗4：向0.1mol·L-1 Na2CO3溶液中滴加新制飽和氯水，氯水顏色褪去。

下列說法正確的是（? ? ）。

A. 由實驗1可得出：Ka2（H2CO3）>Kw/Ka1（H2CO3）

B. 實驗2中兩溶液混合時有：c（Ca2+）·c（CO2-3）<Ksp（CaCO3）

C. 實驗3中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO2-3＋H2O＋CO22HCO-3

D. 實驗4中c反應(yīng)前（CO2-3）<c反應(yīng)后（CO2-3）

該題綜合必修課程內(nèi)容“Na2CO3與NaHCO3性質(zhì)、離子反應(yīng)方程式、物質(zhì)的量濃度”，選擇性必修內(nèi)容“電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡”，以實驗操作與現(xiàn)象為情境，從“電離常數(shù)與水解常數(shù)的關(guān)系”“濃度商與溶度積的關(guān)系”“Na2CO3與CO2、 Na2CO3與飽和氯水反應(yīng)的實質(zhì)”等視角，評價學(xué)生“分析與推理”“歸納與論證”等關(guān)鍵能力的發(fā)展水平。

［2022-11］室溫下，下列實驗探究方案不能達(dá)到探究目的的是（? ? ）。

選項探究方案探究目的

A向盛有FeSO4溶液的試管中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩，再滴加幾滴新制氯水，觀察溶液顏色變化（鐵及其化合物的性質(zhì)）Fe2+具有還原性

B向盛有SO2水溶液的試管中滴加幾滴品紅溶液，振蕩，加熱試管，觀察溶液顏色變化（不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化）SO2具有漂白性

C向盛有淀粉-KI溶液的試管中滴加幾滴溴水，振蕩，觀察溶液顏色變化（同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變）Br2的氧化性比I2的強

D用pH計測量醋酸、鹽酸的pH，比較溶液pH大小CH3COOH是弱電解質(zhì)

該題整合必修課程內(nèi)容“金屬及其化合物、非金屬及其化合物、元素周期律”，選擇性必修內(nèi)容“電離平衡、溶液的pH”，以探究方案為情境，基于對“探究方案”化學(xué)原理的理解、實驗現(xiàn)象與實驗結(jié)論的邏輯論證，判斷探究方案能否達(dá)成“探究目的”，評價學(xué)生對“分析與推理”“探究與創(chuàng)新”等關(guān)鍵能力的發(fā)展水平。

第2道單項選擇題，以考查學(xué)生的探究水平與邏輯思維能力為主旨，排在試卷第11題。為保證試題的評價效度，該題涵蓋必修課程與選擇性必修課程內(nèi)容，以實驗探究方案為情境載體，圍繞探究目的與實驗原理、實驗現(xiàn)象與實驗結(jié)論等關(guān)系論證，評價學(xué)生“分析與推理”能力的發(fā)展水平，側(cè)重基礎(chǔ)性，關(guān)注應(yīng)用性。水溶液中的離子反應(yīng)與平衡、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡、氧化（還原）性強弱比較、酸（堿）性強弱比較、溶度積常數(shù)大小比較、物質(zhì)的檢驗與性質(zhì)探究等，是以探究實驗方案為情境載體命題的常用素材。

1.2? 實驗綜合題，聚焦關(guān)鍵能力與學(xué)科素養(yǎng)，側(cè)重應(yīng)用性、關(guān)注創(chuàng)新性

綜合實驗題，命題素材源自科技文獻(xiàn)，以陌生物質(zhì)制備為情境載體，圍繞實驗原理的理解、實驗條件的控制、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗方案的設(shè)計等問題解決，基于學(xué)生“物質(zhì)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用”“實驗方案與原理”等必備知識的理解程度、“分析與推理”“探究與創(chuàng)新”等關(guān)鍵能力的發(fā)展水平，評價學(xué)生“化學(xué)觀念”“思維方法”“實驗探究”“態(tài)度責(zé)任”等學(xué)科素養(yǎng)的水平達(dá)成。

［2021-17］以軟錳礦粉（含MnO2及少量Fe、 Al、 Si、 Ca、 Mg等的氧化物）為原料制備電池級MnO2。

（1） 浸取。將一定量軟錳礦粉與Na2SO3、 H2SO4溶液中的一種配成懸濁液，加入到三頸瓶中（裝置見題17圖-1），70℃下通過滴液漏斗緩慢滴加另一種溶液，充分反應(yīng)，過濾。

滴液漏斗中的溶液是____________________，轉(zhuǎn)化為Mn2+的離子方程式為____________________。

（2） 除雜。向已經(jīng)除去Fe、 Al、 Si的MnSO4溶液（pH約為5）中加入NH4F溶液，溶液中的Ca2+、 Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上層清液中c（F-）=0.05mol·L-1，則c（Ca2+）/c（Mg2）=____________________。［Ksp（MgF2）=5×10-11， Ksp（CaF2）=5×10-9］

（3） 制備MnCO3。在攪拌下向100mL 1mol·L-1 MnSO4溶液中緩慢滴加1mol·L-1 NH4HCO3溶液，過濾、洗滌、干燥，得到MnCO3固體。需加入NH4HCO3溶液的體積約為?____________________。

（4） 制備MnO2。MnCO3經(jīng)熱解、酸浸等步驟可制備MnO2。MnCO3在空氣氣流中熱解得到三種價態(tài)錳的氧化物，錳元素所占比例（某價態(tài)錳的氧化物中錳元素質(zhì)量/錳元素總質(zhì)量）隨熱解溫度變化的曲線如題17圖-2所示。

已知：MnO與酸反應(yīng)生成Mn2+；Mn2O3氧化性強于Cl2，加熱條件下Mn2O3在酸性溶液中轉(zhuǎn)化為MnO2和Mn2+。為獲得較高產(chǎn)率的MnO2，請補充實驗方案：取一定量MnCO3置于熱解裝置中，通空氣氣流，____________________，固體干燥，得到MnO2（可選用的試劑：1mol·L-1 H2SO4溶液、2mol·L-1 HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液）。

該題聚焦“以軟錳礦粉為原料制備電池級MnO2”，基于實驗裝置圖、數(shù)據(jù)曲線圖等情境載體，從“試劑添加方式”“物質(zhì)轉(zhuǎn)化表征”“化學(xué)定量分析”“實驗方案設(shè)計”等具體問題的解決，綜合評價學(xué)生“化學(xué)觀念”“思維方式”“實踐探索”“責(zé)任態(tài)度”等學(xué)科觀念的水平達(dá)成。其中問題（1）涉及物質(zhì)轉(zhuǎn)化、環(huán)境意識、符號表征，問題（2）涉及沉淀溶解平衡及Ksp的計算，問題（3）涉及物質(zhì)轉(zhuǎn)化和依據(jù)化學(xué)方程式的計算，問題（4）涉及實驗原理、方案設(shè)計、操作規(guī)范和綠色化學(xué)理念。

［2022-16］實驗室以二氧化鈰（CeO2）廢渣為原料制備Cl-含量少的Ce2（CO3）3，部分實驗過程如下：

（1） “酸浸”時CeO2與H2O2反應(yīng)生成Ce3+并放出O2，該反應(yīng)的離子方程式為? ? ? ? 。

（2） pH約為7的CeCl3溶液與NH4HCO4溶液反應(yīng)可生成Ce2（CO3）3沉淀，該沉淀中Cl-含量與加料方式有關(guān)。得到含Cl-量較少的Ce2（CO3）3的加料方式為____________________（填序號）。

A. 將NH4HCO4溶液滴加到CeCl3溶液中? B. 將CeCl3溶液滴加到NH4HCO4溶液中

（3） 通過中和、萃取、反萃取、沉淀等過程，可制備Cl-含量少的Ce2（CO3）3。已知Ce3+能被有機萃取劑（簡稱HA）萃取，其萃取原理可表示為Ce3+（水層）+3HA（有機層）

CeA（有機層）+3H+（水層）。

① 加氨水“中和”去除過量鹽酸，使溶液接近中性。去除過量鹽酸的目的是____________________。

② 反萃取的目的是將有機層Ce3+轉(zhuǎn)移到水層。使Ce3+盡可能多地發(fā)生上述轉(zhuǎn)移，應(yīng)選擇的實驗條件或采取的實驗操作有____________________（填兩項）。

③ 與“反萃取”得到的水溶液比較，濾過Ce2（CO3）3沉淀的濾液中，物質(zhì)的量減小的離子有____________________（填化學(xué)式）。

（4） 實驗中需要測定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中Ce4+可用準(zhǔn)確濃度的（NH4）2Fe（SO4）2溶液滴定。以苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑，滴定終點時溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色，滴定反應(yīng)為Fe2++Ce4+Fe3++Ce3+。請補充完整實驗方案：

① 準(zhǔn)確量取25.00mL Ce3+溶液［c（Ce3+）約為0.2mol·L-1］，加氧化劑將Ce3+完全氧化并去除多余氧化劑后，用稀硫酸酸化，將溶液完全轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中后定容；

② 按規(guī)定操作分別將0.02000mol·L-1（NH4）2Fe（SO4）2和待測Ce4+溶液裝入如圖所示的滴定管中；

③?____________________。

該題聚焦“二氧化鈰（CeO2）廢渣為原料制備Cl-含量少的Ce2（CO3）3”，基于實驗流程圖、實驗裝置圖等情境載體，從“物質(zhì)轉(zhuǎn)化表征”“實驗條件控制”“實驗原理理解”“實驗方案設(shè)計”等具體問題的解決，綜合評價學(xué)生“化學(xué)觀念”“思維方式”“實踐探索”“責(zé)任態(tài)度”等學(xué)科觀念的水平達(dá)成。期中問題（1）涉及物質(zhì)轉(zhuǎn)化與符號表征，問題（2）涉及實驗條件控制，問題（3）涉及物質(zhì)分離與平衡移動，問題（4）涉及實驗原理、方案設(shè)計、基本操作和科學(xué)態(tài)度。

實驗綜合題，以全面落實“一核、四層、四翼”的命題要求、考查學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展和學(xué)業(yè)水平達(dá)成為主旨。為體現(xiàn)試題的區(qū)分度，該題聚焦化工生產(chǎn)、科學(xué)研究和探索學(xué)習(xí)的真實情境，圍繞陌生物質(zhì)的制備，基于“實驗流程圖”“實驗現(xiàn)象與數(shù)據(jù)”等情境載體，以實驗綜合題的形式，從“陌生反應(yīng)方程式書寫”“試劑添加方式選擇”“實驗條件的控制”“定性與定量分析”“實驗方案補充設(shè)計”維度，生成不同難度和復(fù)雜程度的問題，綜合評價學(xué)生“必備知識、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)”的發(fā)展水平（見表1），引導(dǎo)學(xué)生形成正確的價值觀念。

2? 江蘇高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平等級考試化學(xué)實驗評價的教學(xué)啟示

“立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)”是高考評價體系對素質(zhì)教育中高考核心功能的概括。將“引導(dǎo)教學(xué)”納入核心功能，旨在高度契合高中課程改革的培養(yǎng)目標(biāo)和評價目標(biāo)，理順教考關(guān)系、實現(xiàn)“以考促教、以考促學(xué)”的目的，與高中育人方式改革同向而行，發(fā)揮高考對高中教學(xué)正向積極的導(dǎo)向作用［4］。

2.1? 理解實驗操作規(guī)范的相關(guān)原理

單項選擇題側(cè)重基礎(chǔ)性與綜合性，評價目標(biāo)聚焦必備知識與關(guān)鍵能力，素材源于教材并適度綜合的評價特點。要求一線教師在實驗教學(xué)中強化學(xué)生對實驗原理、操作規(guī)范的理解；提升學(xué)生依據(jù)實驗現(xiàn)象基于分析推理和邏輯判斷得出實驗結(jié)論的能力。

如，面對用試紙檢驗物質(zhì)事先是否要濕潤？理解“pH試紙測定溶液pH，其實質(zhì)是測定溶液的c（H+），若先將試紙濕潤，將導(dǎo)致待測液稀釋產(chǎn)生實驗誤差；用試紙檢驗氣體，其實質(zhì)是通過氣體在水溶液中的性質(zhì)作為判斷依據(jù)”的實驗原理，是規(guī)范使用試紙的關(guān)鍵。

面對如何強化萃取過程中“充分振蕩，旋開活塞放氣”等操作細(xì)節(jié)？理解“充分振蕩是為了增大互不相溶液體間的接觸面積；振蕩加劇有機溶劑揮發(fā)，導(dǎo)致分液漏斗內(nèi)壓強增大，旋開活塞放氣可消除安全隱患”，是落實操作規(guī)范先導(dǎo)。

面對檢驗SO2-4是否必須用鹽酸酸化？理解“待測液先用鹽酸酸化，目的是排除Ag+、 CO2-3、 SO2-3等離子對SO2-4檢驗的干擾”，未知是否存在干擾離子與明確沒有干擾離子則成為實驗規(guī)范操作是否必須用鹽酸酸化的關(guān)鍵。

2.2? 認(rèn)識學(xué)生必做實驗的教學(xué)價值

以實驗為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一，化學(xué)實驗對于全面發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有著極為重要的作用［5］。一線教師要充分認(rèn)識化學(xué)實驗尤其是學(xué)生必做實驗在高中化學(xué)教學(xué)中的價值與地位（見表2），帶領(lǐng)學(xué)生做好“學(xué)生必做實驗”。

2.3? 建構(gòu)實驗問題解決的思維模型

實驗綜合題側(cè)重應(yīng)用性與創(chuàng)新性，具有試題情境陌生度高、問題解決能力要求較高的特點。要求學(xué)生以化學(xué)知識作為工具，解決基于“物質(zhì)轉(zhuǎn)化、條件控制、方案設(shè)計、數(shù)據(jù)處理”等的實際問題。要求一線教師精心篩選化工生產(chǎn)、化學(xué)研究文獻(xiàn)中符合高中生認(rèn)知水平的真實情境，形成具有綜合性、開放性、應(yīng)用性、探究性的問題，有條件的學(xué)?？梢詫⑽墨I(xiàn)素材設(shè)計為探究課題，指導(dǎo)學(xué)生通過完整的實驗探究解決相關(guān)問題，從而引導(dǎo)學(xué)生在問題解決的過程中鞏固必備知識、提升信息素養(yǎng)、優(yōu)化關(guān)鍵能力。

實驗設(shè)計能力、數(shù)據(jù)處理能力、動手操作能力等是“實踐操作能力”的重要組成［6］。同時，實驗方案設(shè)計是江蘇高考化學(xué)實驗考查的難點，一線教師要幫助學(xué)生建構(gòu)思維模型（見圖2），并通過模型（案例見表3）優(yōu)化問題解決的策略，讓學(xué)生在解決問題的同時發(fā)展“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的素養(yǎng)水平。

實驗方案加熱至約450℃分解一段時間，將冷卻后的固體加入至適量1mol·L-1 H2SO4溶液中，加熱、攪拌反應(yīng)一段時間，過濾，加水洗滌，取最后一次洗滌濾液，向其中滴加BaCl2溶液至無白色沉淀生成從左側(cè)滴定管中放出一定體積待測Ce4+溶液，加2滴苯代鄰氨基苯甲酸，用0.02000mol·L-1（NH4）2Fe（SO4）2滴定，當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲螛?biāo)準(zhǔn)液，溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色，記錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積。重復(fù)以上操作2～3次。

同時，實驗方案的表達(dá)要引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成表述操作具體的細(xì)節(jié)、交待操作完成的標(biāo)志、明確條件控制的關(guān)鍵數(shù)據(jù)（試劑濃度、溶液pH、體系溫度）等，提升學(xué)生與閱卷人有效溝通的水平。

參考文獻(xiàn)：

［1］國務(wù)院辦公廳. 國務(wù)院辦公廳關(guān)于新時代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見［EB/OL］（2019-06-19）. http：//www.gov.cn/zhengce/content/201906/19/content5401568.htm？trs=1.

［2］江合佩， 單旭峰. 基于高考評價體系的化學(xué)科考試命題研究［J］. 教育測量與評價， 2020， （4）： 3～9.

［3］單旭峰. 基于高考評價體系的化學(xué)科考試內(nèi)容改革實施路徑［J］. 中國考試， 2019， （12）： 45～52.

［4］［6］教育部考試中心. 中國高考評價體系［M］. 北京： 人民教育出版社， 2019： 24， 12.

［5］中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）［S］. 北京： 人民教育出版社， 2020： 72.

［7］經(jīng)志俊， 徐光靜. 基于素養(yǎng)導(dǎo)向的高中化學(xué)教學(xué)主張［J］. 化學(xué)教學(xué)， 2021，（9）： 35～40.