基于核心素養(yǎng)的高考試題評析及啟示

摘"要：文章采用基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的高考化學(xué)試題分析框架，從真實情境、必備知識、關(guān)鍵能力、素養(yǎng)水平等方面對2024年廣東高考化學(xué)第18題“工藝流程題”進行分析，并利用“項目式學(xué)習(xí)”對高中化學(xué)課堂教學(xué)進行優(yōu)化，以使化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落地生根。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；工藝流程題；高考化學(xué)；試題評析；項目式學(xué)習(xí)

中圖分類號：G633.8"""文獻標(biāo)識碼：A"""文章編號：1673-8918（2024）47-0131-03

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（下文簡稱：新課標(biāo)）將化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)分為“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”5大方面。

“工藝流程題”是廣東高考卷中必考的一種非選擇題，以真實情境為載體，從多角度考查學(xué)生的必備知識和關(guān)鍵能力，具有綜合性強的特點。但歷年工藝流程題的得分都比較低，因此，文章基于核心素養(yǎng)，對2024年廣東高考化學(xué)第18題“工藝流程題”進行分析，并對落實化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)、優(yōu)化高中化學(xué)教學(xué)進行思考。

一、基于學(xué)科核心素養(yǎng)的試題分析框架

新課標(biāo)對命題基本框架有相應(yīng)規(guī)定，即“核心素養(yǎng)是測試的終極目標(biāo)，真實情境是測試的載體，實際問題是測試的任務(wù)，而化學(xué)知識僅僅作為解決實際問題的工具”。情境的設(shè)計、知識的應(yīng)用、能力的培養(yǎng)、問題的提出與解決均有利于對學(xué)生核心素養(yǎng)進行測試。

文章基于崔璨和王后雄構(gòu)建的基于學(xué)科核心素養(yǎng)的試題分析框架，參考單旭峰對必備知識、關(guān)鍵能力的劃分，從真實情境、必備知識、關(guān)鍵能力、核心素養(yǎng)以及素養(yǎng)水平等方面擬定對工藝流程題的分析框架，分析框架如圖1所示。

圖1"基于學(xué)科核心素養(yǎng)的試題分析框架

二、基于學(xué)科核心素養(yǎng)的試題分析

（一）依托真實問題情境，試題與情境融合度高

試題情境的設(shè)計是考查學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。2024年廣東高考化學(xué)第18題以“從電解鋁的副產(chǎn)品炭渣中提取鎵及循環(huán)利用鋁的工藝”為真實問題情境，從情境類型上講，屬于生產(chǎn)環(huán)保情境。從試題素材來看，主要考查學(xué)生熟悉的元素Al和Fe，對陌生元素的考查則與以往主要集中在過渡元素不同，考查的是與Al同族、在半導(dǎo)體、記憶合金等高精尖材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用的元素Ga。試題情境體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的價值功能，使考生和后續(xù)使用試題的師生充分感受到所學(xué)化學(xué)知識的應(yīng)用價值。

試題與情境的融合度高，從情境在解題時作用的強弱角度而言，第（1）、（2）、（5）、（6）題情境作用為中水平，需要從試題中提取關(guān)鍵信息結(jié)合所學(xué)知識才能解題；第（3）、（4）題情境作用為高水平，需要考生自學(xué)情境信息并將其內(nèi)化，與已學(xué)知識重組才能解題。如第（5）題情境作用屬于中水平，第二問“［AlF6］3-濃度的計算”，則需從題目中提取信息“該步驟的目的是析出Na3［AlF6］晶體”，再結(jié)合其溶度積進行計算。第（4）題情境作用屬于高水平，第二問判斷“為提高Ga的提取率分析I室所加物質(zhì)”，需要將新信息內(nèi)化重整：所加物質(zhì)應(yīng)既能增大c（Cl-）又不增加原料液的酸度，從而得出結(jié)論。

（二）必備知識覆蓋面廣，注重關(guān)鍵能力的考查

如表1所示，第18題結(jié)合了元素化合物、電離平衡、溶解平衡、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等知識，從多方面考查必備知識和關(guān)鍵能力，體現(xiàn)了試題的基礎(chǔ)性和綜合性。試題還借助大量的文字、圖片等新信息，考查學(xué)生信息遷移、解決問題的能力。比如，第（3）題需要學(xué)生提取題目中信息“LAEM膜的作用，以及已知信息③”，并結(jié)合所學(xué)氧化還原知識綜合分析得出答案。

（三）多方面考查化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，素養(yǎng)水平多元化

試題注重對學(xué)生多種化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查，其中，關(guān)于“證據(jù)推理和模型認知”“變化觀念與平衡思想”“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的考查分別占比35.8%、35.8%、28.4%。從素養(yǎng)水平來看，也呈現(xiàn)出多元化的特點，即使同樣考查的是“證據(jù)推理和模型認知”素養(yǎng)，第（2）、（3）題的素養(yǎng)水平為水平2，第（4）題的素養(yǎng)水平為水平3，體現(xiàn)試題難度梯度設(shè)計的合理性。

綜上所述，本題以真實問題情境為載體，多方面考查學(xué)生的必備知識和關(guān)鍵能力，能考查學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平高低。

三、教學(xué)啟示

（一）開展項目式學(xué)習(xí)，促核心素養(yǎng)落地

核心素養(yǎng)看不見、摸不著，只能通過人的行為來體現(xiàn)，而人的行為需要在情境中發(fā)生。因此，素養(yǎng)立意的命題中真實的問題情境極為關(guān)鍵。高三化學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)中“知識梳理、講練結(jié)合”的課堂模式已不再適應(yīng)素養(yǎng)立意的新高考。高三化學(xué)課堂中也應(yīng)讓學(xué)生“身臨其境”，親身體會、積極參與、主動質(zhì)疑以及尋找解決問題的方法，以助力學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落地。

目前，項目式教學(xué)被認為是最具核心素養(yǎng)融合發(fā)展效力的教學(xué)方式之一，其可以通過設(shè)置一個真實、具體的問題情景，讓學(xué)生作為項目實施的主體參與其中，主動提出驅(qū)動性任務(wù)，同時，在完成項目任務(wù)的過程中，學(xué)生與教師不斷對話，完成自我評價和檢測，促進核心素養(yǎng)的融合發(fā)展。

（二）項目式學(xué)習(xí)的實施案例

下面以高三化學(xué)復(fù)習(xí)課“探究SO2與BaCl2溶液的反應(yīng)”為例，探討高三化學(xué)項目式教學(xué)實施重點。

1.項目式教學(xué)設(shè)計思路（見表2）

2.項目教學(xué)實施過程

（1）預(yù)測SO2通入BaCl2溶液是否有沉淀產(chǎn)生

學(xué)生主要提出以下觀點：①由于反應(yīng)SO2+H2O+BaCl2BaSO3↓+2HCl，會產(chǎn)生BaSO3白色沉淀。②不產(chǎn)生沉淀，因為上述反應(yīng)違背了酸和鹽溶液反應(yīng)時較強酸制較弱酸的一般規(guī)律。接著，教師演示實驗，確實有白色沉淀產(chǎn)生。此時，學(xué)生已經(jīng)迫不及待想要探究沉淀是什么，以及產(chǎn)生沉淀的原因。

（2）探究SO2通入BaCl2溶液產(chǎn)生的沉淀是什么

學(xué)生提出以下猜想：①白色沉淀是BaSO3；②白色沉淀是BaSO4；③白色沉淀是BaSO3和BaSO4的混合物。學(xué)生制作驗證方案：取白色沉淀加入足量稀鹽酸，若沉淀不溶解，可以證明白色沉淀不是BaSO3而可能是BaSO4。繼續(xù)加入足量稀硝酸溶液，如果沉淀依舊不溶，那么就能證明白色沉淀是BaSO4。教師展示文獻資料，顯示白色沉淀是BaSO4：

（3）設(shè)計實驗探究SO2通入BaCl2溶液產(chǎn)生BaSO4沉淀的原因

學(xué)生提出產(chǎn)生BaSO4沉淀的原因可能是硫元素被空氣中的氧氣氧化，并設(shè)計在隔絕氧氣的環(huán)境下，將SO2通入BaCl2溶液的驗證方案，實驗裝置見圖2（氯化鋇溶液先煮沸、冷卻之后用苯封）。教師顯示文獻資料，在隔絕氧氣的環(huán)境下，將SO2通入BaCl2溶液沒有白色沉淀生成，學(xué)生的猜想正確。

圖2"某小組的成果展示圖

（4）探究SO2通入BaCl2溶液不產(chǎn)生BaSO3沉淀的原因

學(xué)生主要提出以下猜想：①因為亞硫酸酸性比鹽酸弱，違背了酸和鹽溶液反應(yīng)遵循較強酸制較弱酸的一般規(guī)律，因此不發(fā)生SO2+H2O+BaCl2BaSO3↓+2HCl這個反應(yīng)。②若要產(chǎn)生沉淀，需滿足c（SO2-3）c（Ba2+）gt;Ksp（BaSO3），而二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸以第一步電離為主，需經(jīng)很微弱的第二步電離才能產(chǎn)生SO2-3，溶液中的SO2-3濃度太小了c（SO2-3）c（Ba2+）lt;Ksp（BaSO3），所以不能生成BaSO3沉淀。

教師引導(dǎo)學(xué)生，除了以上兩個角度，還可以從定量以及反應(yīng)是否自發(fā)這兩個角度進行分析：①提供數(shù)據(jù)：常溫下，飽和亞硫酸溶液中c（SO2-3）=6.3×10-8mol/L、BaCl2的溶解度為35.7g、Ksp（BaSO3）=5.7×10-7。引導(dǎo)分析得出結(jié)論，常溫下，即使往飽和的BaCl2溶液中通入SO2直至飽和，此時c（SO2-3）c（Ba2+）=6.3×10-8×1.7=1.1×10-7lt;Ksp（BaSO3），無沉淀產(chǎn)生。②SO2+H2O+BaCl2BaSO3↓+2HCl是一個吸熱反應(yīng)，即ΔHgt;０且ΔSlt;０，則該反應(yīng)的ΔGgt;0，因此這個反應(yīng)在任何條件下都非自發(fā)。

本課為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實的實驗情境，使學(xué)生主動在真實情境中激疑、探索、解惑，最終在該項目式學(xué)習(xí)過程中發(fā)展“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理”“科學(xué)探究”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

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