基于逆向設(shè)計(jì)理論的高中化學(xué)試題命制策略

一、問題的提出

在當(dāng)前的教育實(shí)踐中，高中化學(xué)校測試題的命制過程中往往會(huì)出現(xiàn)試題與教學(xué)目標(biāo)不一致，無法有效評估學(xué)生學(xué)習(xí)成果的情況。傳統(tǒng)的試題命制方法中，命題教師多依賴經(jīng)驗(yàn)，缺乏明確的目標(biāo)導(dǎo)向，可能無法滿足當(dāng)今多元化的教學(xué)需求和學(xué)生的發(fā)展要求。因此，有必要推廣一種有著系統(tǒng)理論框架的命題程序來指導(dǎo)試題的命制，確保試題能夠準(zhǔn)確反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和核心素養(yǎng)的發(fā)展。

以\"高中化學(xué)試題命制”為關(guān)鍵詞在知網(wǎng)上進(jìn)行檢索，對近兩年的文獻(xiàn)做了梳理發(fā)現(xiàn)，試題命制的方向主要集中在基于“項(xiàng)目化學(xué)習(xí)”“核心素養(yǎng)”等視角。例如，趙麗、孫強(qiáng)提出的“項(xiàng)目化學(xué)習(xí)視角下的化學(xué)試題設(shè)計(jì)”，強(qiáng)調(diào)通過真實(shí)問題的探究，促進(jìn)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)；周梅、吳磊的研究“基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)試題命制”，注重考查學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，強(qiáng)調(diào)試題的生活化和情境化設(shè)計(jì)。同時(shí)，筆者還以“SOLO理論化學(xué)”“布魯姆教育目標(biāo)化學(xué)”等為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，發(fā)現(xiàn)多數(shù)研究是基于理論對試題進(jìn)行分類評價(jià)，如劉洋利用SOLO理論對化學(xué)試題的認(rèn)知層次進(jìn)行建模分析，陳靜基于布魯姆教育目標(biāo)分類理論對高中化學(xué)試題的認(rèn)知水平進(jìn)行了系統(tǒng)分類研究。這些研究不僅豐富了試題命制的理論基礎(chǔ)，也為一線教師提供了一些試題設(shè)計(jì)的策略。

逆向設(shè)計(jì)作為一種以學(xué)習(xí)目標(biāo)為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)方法，提供了一種新的視角和思路。它要求教師從預(yù)期的學(xué)習(xí)成果出發(fā)，反向規(guī)劃教學(xué)活動(dòng)和評估策略，確保教學(xué)和評估與學(xué)習(xí)自標(biāo)的一致性。然而，目前關(guān)于逆向設(shè)計(jì)在試題命制中的應(yīng)用研究還相對較少，缺乏深入的理論探討和實(shí)踐案例分析。因此，本文旨在探討逆向設(shè)計(jì)在高中化學(xué)試題命制中的應(yīng)用，分析其理論基礎(chǔ)，并通過具體案例來展示逆向設(shè)計(jì)在試題命制中的實(shí)踐意義和價(jià)值。

二、逆向設(shè)計(jì)試題命制的理論基礎(chǔ)

（一）逆向設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)來源

1.UbD（UnderstandingbyDesign）理論：由美國教育專家GrantWiggins和JayMcTighe提出，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生理解和學(xué)習(xí)目標(biāo)為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。該理論認(rèn)為教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)從預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果出發(fā)，逆向規(guī)劃教學(xué)活動(dòng)和評估方式，以確保學(xué)生能夠達(dá)到預(yù)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

2.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論：逆向設(shè)計(jì)也與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論相呼應(yīng)，后者認(rèn)為知識(shí)是學(xué)習(xí)者主動(dòng)構(gòu)建而非被動(dòng)接受的。逆向設(shè)計(jì)通過讓學(xué)生在真實(shí)的問題情境中應(yīng)用知識(shí)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)和理解。

3.評價(jià)理論：逆向設(shè)計(jì)將評價(jià)視為教學(xué)設(shè)計(jì)的核心部分，強(qiáng)調(diào)評價(jià)設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先于教學(xué)活動(dòng)。這種評價(jià)理論認(rèn)為，評價(jià)不僅是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果的手段，也是促進(jìn)學(xué)習(xí)的工具。

總體而言，逆向設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)從學(xué)習(xí)目標(biāo)出發(fā)，反向設(shè)計(jì)教學(xué)和評估活動(dòng)。逆向設(shè)計(jì)的起點(diǎn)是明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，這些目標(biāo)應(yīng)該基于課程標(biāo)準(zhǔn)，反映學(xué)科核心素養(yǎng)，并能夠指導(dǎo)教學(xué)活動(dòng)。同時(shí)，逆向設(shè)計(jì)更強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)目標(biāo)與實(shí)際學(xué)習(xí)成果的一致性，更注重評估的反饋?zhàn)饔茫约敖虒W(xué)活動(dòng)與學(xué)習(xí)目標(biāo)的緊密聯(lián)系。逆向設(shè)計(jì)將評估作為教學(xué)設(shè)計(jì)的一部分，強(qiáng)調(diào)評估在教學(xué)過程中的先導(dǎo)作用，有助于教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。最后，教師規(guī)劃教學(xué)活動(dòng)，以確保學(xué)生能夠通過這些活動(dòng)獲得評估所需的知識(shí)和技能。

（二）基于逆向設(shè)計(jì)的試題命制程序

將基于逆向設(shè)計(jì)在教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用方法遷移到試題命制上也有很好的指導(dǎo)意義，命制的思路基本可以概括如下。

1.明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

（1）分析課程標(biāo)準(zhǔn)，確定測試目標(biāo)。（2）將學(xué)習(xí)目標(biāo)分解為具體的知識(shí)、技能和態(tài)度目標(biāo)。

2.確定評估標(biāo)準(zhǔn)

（1）根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)，確定評估學(xué)生學(xué)習(xí)成果的標(biāo)準(zhǔn)。（2）評估標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是具體、可測量、可達(dá)成的，并且與學(xué)習(xí)目標(biāo)相一致。

3.設(shè)計(jì)試題

（1）根據(jù)評估標(biāo)準(zhǔn)，明確測試目的，設(shè)定試題的難度級(jí)別。（2）精選試題情境，承載達(dá)成評估標(biāo)準(zhǔn)的測試內(nèi)容。（3）梳理試題應(yīng)該涵蓋學(xué)習(xí)目標(biāo)的化學(xué)知識(shí)與方法。（4）設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)型問題，注意試題的科學(xué)性、合理性和有效性。

試題命制程序如圖1。

圖1基于逆向設(shè)計(jì)的試題命制程序

三、基于逆向設(shè)計(jì)的試題命制實(shí)踐

下面筆者將以合肥市2024年第二次教學(xué)質(zhì)量檢測化學(xué)試題水溶液中離子平衡選擇題的命制為例，按照上述逆向設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想和命題步驟對命題環(huán)節(jié)進(jìn)行闡釋。

首先，作為合肥市第二次化學(xué)教學(xué)質(zhì)量檢測，筆者明確此次測試的總體目標(biāo)：引導(dǎo)教學(xué)，啟發(fā)老師們正確、有效備考；診斷問題，指導(dǎo)學(xué)生后期復(fù)習(xí)查漏補(bǔ)缺；公平公正，為教與學(xué)的準(zhǔn)確定位提供數(shù)據(jù)支撐。怎么做到正確引導(dǎo)？怎么做到數(shù)據(jù)有效、精準(zhǔn)定位？筆者認(rèn)為：（1）依據(jù)學(xué)業(yè)質(zhì)量水平標(biāo)準(zhǔn)，將素養(yǎng)目標(biāo)與能力目標(biāo)前置，重視學(xué)科知識(shí)的結(jié)構(gòu)化考查，盡量多命制達(dá)到水平3或水平4要求的試題；（2）注重命題情境的創(chuàng)設(shè)，提高試題陌生度、創(chuàng)新度和公平度；（3）注重教材內(nèi)容的開發(fā)與再創(chuàng)造，包括發(fā)掘資料卡片、方法導(dǎo)引、研究與實(shí)踐、練習(xí)與應(yīng)用等內(nèi)容，體現(xiàn)出“雙新”——新課標(biāo)、新教材的導(dǎo)向價(jià)值；（4）注重學(xué)科原本知識(shí)的理解，加強(qiáng)學(xué)科內(nèi)各模塊間的知識(shí)融合與應(yīng)用。總之，做到不引導(dǎo)刷題，更不引導(dǎo)押題，而是探索教考銜接。引導(dǎo)教師通過做題、研題并將研究成果融入課堂，做到以課堂復(fù)習(xí)教學(xué)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變促進(jìn)學(xué)生復(fù)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。

接下來，按照明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、確定評估標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)試題三步驟進(jìn)行命題。

1.依據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》，將水溶液中離子平衡的學(xué)習(xí)目標(biāo)分解為知識(shí)目標(biāo)、技能目標(biāo)和態(tài)度目標(biāo)。（如表1）

表1水溶液中離子平衡的學(xué)習(xí)目標(biāo)分解

2.根據(jù)水溶液中離子平衡的學(xué)習(xí)目標(biāo)，確定具 體、可測量、可達(dá)成的評估標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而評估學(xué)生學(xué)習(xí) 成果。（見表2）

表2水溶液中離子平衡的評估標(biāo)準(zhǔn)

3.設(shè)計(jì)一道水溶液中離子平衡選擇題

試題快速密閉消解法測定化學(xué)耗氧量時(shí)常用HgSO₄ 溶液掩蔽水樣中的氯離子。一定溫度下，HgSO₄ 和 ΔNaCl 的混合溶液中存在下列平衡關(guān)系：Hg²⁺+Cl^-=HgCl⁺ ！ HgCl⁺+Cl^-?HgCl₂ 、 平衡常數(shù)依次為 K₁，K₂，K₃，K₄ 。下圖可表示不同c（Cl^- ）范圍內(nèi)溶液中主要存在的含汞粒子， 。下列說法錯(cuò)誤的是

A. HgCl₂ 是弱電解質(zhì)B. HgCl⁺+HgCl₃^-?2HgCl₂ 的平衡常數(shù)數(shù)量級(jí)為 10⁵ C.當(dāng) pCl=0. 9 時(shí)， c（HgCl₃^-）gt;c（HgCl₄^2-）gt; c（HgCl₂） ）D.當(dāng) pCl=6. 74 時(shí)， 3c（Hg²⁺）+c（H⁺）+ c（Na⁺）-c（HgCl₃^-）+2c（HgCl₄^2-）+_c（OH^-）+ 2c（SO₄^2- ）

（1）根據(jù)上述表2的評估標(biāo)準(zhǔn)，明確測試目的，將該試題的難度系數(shù)設(shè)定為0.4；通過對測試情境的優(yōu)化和整合，達(dá)到考查“宏觀辨識(shí)與微觀探析\"\"變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知\"的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)；要求學(xué)生能從守恒視角，運(yùn)用動(dòng)態(tài)平衡的觀點(diǎn)看待和分析化學(xué)變化，從而形成化學(xué)作為一門理科學(xué)科所獨(dú)有的變化觀與平衡觀；要求學(xué)生能從陌生圖像上收集證據(jù)，通過定性分析和定量計(jì)算推出合理的結(jié)論。

具體的測試目標(biāo)包括：能根據(jù)化學(xué)平衡原理說明汞氯配合物之間轉(zhuǎn)化的規(guī)律，能收集圖表數(shù)據(jù)并基于數(shù)據(jù)分析推理得出合理結(jié)論（學(xué)業(yè)質(zhì)量水平3）；能從微觀、定量等角度對微粒變化進(jìn)行分析和表征（學(xué)業(yè)質(zhì)量水平4）。

（2）精選試題情境

試題情境的創(chuàng)設(shè)緊密聯(lián)系學(xué)生學(xué)習(xí)和生活實(shí)際，體現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境發(fā)展的成果，注重真實(shí)情境的針對性、啟發(fā)性、過程性和科學(xué)性，形成與測試任務(wù)融為一體、具有不同陌生度、豐富而生動(dòng)的測試載體。

在查閱了眾多水溶液中離子平衡相關(guān)文獻(xiàn)后，最終選擇了《優(yōu)勢區(qū)域圖在分析化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用》中提供的“汞（Ⅱ）溶液中氯配離子分布系數(shù)圖”（圖2）作為測試情境，硫酸汞溶液掩蔽水樣中氯離子時(shí)存在的汞（Ⅱ）氯配位平衡問題作為測試載體，通過分析硫酸汞與氯化鈉混合溶液中存在的四組汞（Ⅱ）氯多重配位平衡關(guān)系考查學(xué)生對水溶液中離子關(guān)系分析判斷知識(shí)與能力掌握的水平。另，本題創(chuàng)新性地將“汞（Ⅱ）溶液中氯配離子分布系數(shù)圖\"優(yōu)化為“汞（Ⅱ）氯配離子的優(yōu)勢區(qū)域分布圖\"作為圖像呈現(xiàn)形式，雖然此情境在近些年的同類型試題測試中使用的比較少，有一定的陌生度，但又能通過類比較熟悉的水溶液中粒子分布系數(shù)圖進(jìn)行分析判斷。

（3）梳理化學(xué)知識(shí)與方法

本題涉及的化學(xué)知識(shí)與方法應(yīng)包含有理解弱電解質(zhì)及離子在水溶液中的電離平衡、配位平衡等，掌握平衡常數(shù)的應(yīng)用及相關(guān)計(jì)算；掌握溶液中的守恒關(guān)系，并能應(yīng)用其判斷鹽溶液中粒子濃度的大小關(guān)系；能正確識(shí)別圖像，能從圖像中找到曲線指代、趨勢、關(guān)鍵點(diǎn)，利用溶液中平衡關(guān)系分析圖像中各粒子濃度之間的關(guān)系。

（4）設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)型問題

筆者設(shè)計(jì)了四個(gè)難易有別的選項(xiàng)作為本題的驅(qū)動(dòng)型問題，要求學(xué)生能從守恒視角分析溶液中離子行為，收集圖像有效證據(jù)進(jìn)行定性分析和定量計(jì)算，其中選項(xiàng)A設(shè)置難度較容易，但 HgCl₂ 作為一個(gè)陌生物質(zhì)也需要學(xué)生依據(jù)題干中第二個(gè)平衡關(guān)系式作出正確判斷，考查了提取整合信息的能力；選項(xiàng)B設(shè)置難度適中，依據(jù)多重平衡之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，結(jié)合平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算新的可逆反應(yīng)的平衡常數(shù) K ：選項(xiàng)C設(shè)置難度較大，結(jié)合汞（I）氯配離子的優(yōu)勢區(qū)域分布圖有效信息，再根據(jù)多重平衡常數(shù) K 之間的數(shù)學(xué)關(guān)系進(jìn)而判斷粒子濃度大小；選項(xiàng)D設(shè)置難度適中，在對溶液中粒子種類作出正確分析后，依據(jù)三大守恒關(guān)系比較某pC1時(shí)溶液中粒子濃度大小。總之，驅(qū)動(dòng)型問題的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了測試任務(wù)與真實(shí)情境之間緊密聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的測試目標(biāo)所要達(dá)成的能力測試與素養(yǎng)考查。

四、試題逆向設(shè)計(jì)的意義

基于逆向設(shè)計(jì)的試題命制有助于實(shí)現(xiàn)上述試題命制的功能與價(jià)值。在真實(shí)情境引導(dǎo)下，追求學(xué)科本原知識(shí)的理解，整合測試材料，結(jié)構(gòu)測試任務(wù)，統(tǒng)整測試內(nèi)容，達(dá)成學(xué)生全面發(fā)展的需求，進(jìn)而強(qiáng)化考試評價(jià)對促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和學(xué)業(yè)成效提升的正面效應(yīng)。從知識(shí)內(nèi)容層面來說，強(qiáng)調(diào)從化學(xué)事實(shí)到化學(xué)概念、到知識(shí)間的關(guān)系、再到知識(shí)間的結(jié)構(gòu)；從思想方法層面來說，強(qiáng)調(diào)從化學(xué)事實(shí)到認(rèn)識(shí)化學(xué)事實(shí)的方法、到化學(xué)科學(xué)方法論、再到化學(xué)學(xué)科本質(zhì)觀；從學(xué)生認(rèn)識(shí)能力層面來說，強(qiáng)調(diào)從知道到理解、到應(yīng)用、再到評價(jià)與創(chuàng)造。

逆向設(shè)計(jì)的考試命題要求在教學(xué)上同樣意義重大，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，從而讓考試命題成為促進(jìn)學(xué)習(xí)的評價(jià)，進(jìn)而引領(lǐng)教與學(xué)內(nèi)容和方式的變革。從教學(xué)評一體化的視角來看，我們的教學(xué)就應(yīng)該做到知識(shí)結(jié)構(gòu)化，從單元視角備課，建立有關(guān)聯(lián)的知識(shí)結(jié)構(gòu)；做到思維結(jié)構(gòu)化，引導(dǎo)學(xué)生從多角度認(rèn)識(shí)化學(xué)知識(shí)，豐富認(rèn)識(shí)角度，活化認(rèn)識(shí)思路，形成系統(tǒng)、有邏輯的化學(xué)學(xué)科思維方式；做到能力結(jié)構(gòu)化，通過解決真實(shí)情境下的實(shí)際問題，掌握解決問題的實(shí)踐程序，提升能力、達(dá)成素養(yǎng)；做到觀念結(jié)構(gòu)化，獲得相關(guān)化學(xué)知識(shí)的功能價(jià)值，形成化學(xué)學(xué)科觀念。

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責(zé)任編輯：黃大燦