核心素養導向的初中化學綜合性試題的命制與評估

摘" 要：" 基于新課標對試題設計的要求，從試題情境的選擇、素材梳理、命題多維細目表的制定及試題編制過程等，探討核心素養導向下初中化學綜合性試題的命制。優良的試題能夠傳達健康生活理念，促進學生參與社會決策，培養科學態度和綠色發展觀念，同時提升學生對化學學科的理解和實驗探究技能，有助于實現以核心素養為導向的教學目標。

關鍵詞：" 初中化學； 核心素養； 綜合性試題； 命制與評估

文章編號： 1005-6629（2025）01-0083-06

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

1" 研究背景

《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）明確提出，教師需引導學生在廣泛的學科領域內，整合化學與其他學科的知識，用以分析和解決實際問題。“新課標”中的“學業水平考試”部分特別強調，試題設計應以核心素養為導向，積極探索與之相契合的試題設計原則。考試內容應圍繞學習主題和關鍵概念，構建真實情境，合理增加應用性、探究性和綜合性試題的比例，從而全面評估義務教育化學課程的學業水平［1］。高質量的綜合性試題不僅擔負著實現立德樹人、選拔人才、指導教學的重任，而且還能引導教學構建知識間的內在聯系，協助學生掌握知識的內在規律［2］。“綜合性”注重知識的整合與貫通，試題通常覆蓋“新課標”中多個學習主題的核心內容，全面考察學生的化學觀念、科學思維、科學探究與實踐、科學態度與責任等核心素養［3］。本文以“低糖飲食 健康生活”為背景，進行核心素養導向的初中化學綜合性試題的命制實踐。希望通過這一實踐，為廣大的命題教師提供參考和借鑒。

2" 試題情境的選擇

為提高化學學業水平考試試題的科學性，采用基于真實情境的命題方法是一種有效途徑［4］。“新課標”強調“化學與社會·跨學科實踐”，要求學生掌握均衡膳食結構圖，理解主要營養成分，并熟悉食品添加劑及法規，旨在增進健康飲食認知和營養知識［5］。“新課標”關于學業質量描述還強調對化學相關社會議題的辯證分析能力，鼓勵學生形成健康生活方式的初步概念，表明“新課標”不僅傳授化學知識，還培養批判性思維和社會責任感［6］。隨著血糖偏高人群的增加和健康意識的提升，低糖飲食成為趨勢，一些無糖食品因添加新型甜味劑而受歡迎，但其使用存在爭議。基于上述背景，選擇“低糖飲食 健康生活”作為初中化學綜合性試題的情境命題，既把視角放置于百姓關切點，也符合“新課標”的要求；將化學知識與現實生活結合，增強學生的科學素養和社會責任感。

3" 試題命制過程

3.1" 情境素材梳理

過去幾十年，隨著經濟條件的改善，全球糖需求和消費量顯著增長。然而，高糖攝入與多種健康問題相關，世界衛生組織因此建議限制游離糖攝入至總熱量的10%以下。為追求健康生活方式，人們開始減少高糖食物的攝入，轉而選擇非營養性甜味劑（NNS）的產品，這些產品通常低熱量或零熱量。NNS分為天然和人工兩種，天然代糖如山梨醇和木糖醇，人工代糖如阿斯巴甜、安賽蜜和三氯蔗糖。天然代糖更受青睞，尤其是從水果和蔬菜中提取的木糖醇。科研人員正在研究通過還原糖催化氫化生產木糖醇的方法，主要原料是木聚糖，而玉米芯是制備木聚糖的主要原料。中國作為玉米生產大國，每年有大量玉米芯可用于生產木聚糖，這為天然代糖的生產提供了原料保障［7］。這些信息表明化學與生活觀念、生活質量和生產活動緊密相連，為命制試題提供了豐富素材。結合情境命制試題能促使學生將化學知識應用于實踐，認識化學解決現實問題的價值，并提升他們的科學思維和社會責任感。

3.2" 制作命題多維細目表

在命題階段，教師需要參照“新課標”對綜合性試題的“核心素養”“學業質量”“題型”“分值”以及“預設難度”等因素進行預先規劃，以制定一份初步的命題細目表；考慮到不同情境下的試題在知識覆蓋范圍和對學生思維能力的考察方面存在差異［8］，在命題過程中，教師應針對選定的具體情境，對試題的“情境設計”“任務類別”“課程內容”等方面進行具體分析和預設，以完善命題多維細目表（見表1）。試題的有效性和科學性可以在測試結束后，通過與命題多維細目表的匹配程度來評估，匹配度越高，則試題的有效性越強。采用這種方法，教師可以確保所設計的試題不僅覆蓋了必要的知識點，而且能有效評估學生的核心素養和學業質量水平，進而促進學生綜合能力的提升［9］。

綜合性試題的命制旨在廣泛覆蓋初中化學的核心素養，涵蓋四個主要領域。學業質量從“物質組成與性質”“物質的化學變化”“實驗探究”“社會實踐”四個維度進行評估，能力要求包括識別應用、抽象表征、定性認識、定量應用、信息加工、條件控制、價值理解等等。設計問題從簡單到復雜逐步展開，確保學業質量要求在試題中逐步體現。情境設計是命題的關鍵環節，分為“生產生活”“實驗探究”“文化傳承”和“科技前沿”四大類。這種分類有助于將化學知識與實際情境結合，提升學生的應用和問題解決能力。試題任務可分為“記憶與識別”“理解與應用”“分析與評價”三個級別，每個級別對應不同的認知水平。在對應課程內容時，教師需要根據具體情境，細致分析“新課標”中的學習主題和內容。

在化學核心素養的指引下，梳理情境素材可將本試題設計為綜合性試題，總分為10分，預計難度系數為0.4～0.5。試題的學業質量從“物質組成與性質”到“物質的化學變化”再到“實驗探究”最后落腳于“社會實踐”維度，能力要求有識別應用、定性認識、定量應用、條件控制、價值理解等，展現出螺旋上升的特點。情境設置從“生產生活”到“科技前沿”，再到“實驗探究”，最終回到“生產生活”，構建了一個完整的情境循環。考查范圍聚焦初中化學學習五大主題：（1）物質的性質與應用：聚焦于常見的酸、堿、鹽等物質，探討認識物質性質的策略和方法。（2）科學探究與化學實驗：著重考察學生進行化學實驗探究的能力與方法，同時培養他們的科學探究精神。（3）物質的組成與結構：深入探討認識物質的組成與結構的方法，以及研究物質組成與結構的重要性。（4）物質的化學變化：考察化學反應及其遵循的規律，以及認識化學反應的方法。（5）化學與社會·跨學科實踐：強調化學反應的應用價值，探討化學與健康等的聯系。整道綜合性試題的設計如圖1所示，試題設計分四部分，每部分均與化學核心素養相對應，促進學生綜合能力的提升。這樣的設計不僅能夠衡量學生對化學知識的掌握情況，還能檢驗他們在不同情境中應用這些知識的能力，為他們在未來的學習和實踐中打下堅實的基礎。

3.3" 編制試題

糖是人體營養的重要組成部分，主要功能是提供能量，對維持日常活動和生理功能至關重要。青少年

時期，隨著身體的快速成長，對能量的需求更高，因此不應忽視谷物類食物的攝入。本試題第Ⅰ部分聚焦“糖類的作用”，旨在探討這些有機物質對生命活動的影響，理解糖類作用有助于做出明智的飲食選擇。這不僅能提高學生對糖類作用的認識，還能激發他們對健康飲食的興趣，促進形成科學的飲食觀念。設計題目如下：

近年來，低糖飲食成為百姓關注的熱點。

Ⅰ. 糖類作用

人每天要攝入一定量的""""" 等化合物以維持血液中一定濃度的葡萄糖，如果攝入糖類過少則易造成""""" ，出現乏力、休克等癥狀。

答案：Ⅰ．淀粉（1分）；低血糖（或血糖含量太低）（1分）

第Ⅰ部分被設計為基于生活情境的試題，重點關注“化學觀念”的考查。評估學生對化學在提升營養保健及戰勝疾病方面貢獻的認識。通過此設計，學生能認識到化學不僅是理論學科，還廣泛應用于實際生活中，對改善營養、預防和治療疾病至關重要。將化學知識應用于實際情境，旨在增強學生對化學的興趣，提升科學思維和問題解決能力。

黑龍江省部分企業利用玉米芯通過木糖水解液生產木糖醇，當前產率為6.5%［10］。最新科研成果通過采用瞬間氣流膨化技術破壞玉米芯中的木質素結構，再使用酶解法生產木聚糖，將產率提高到22.80%。這一進展有望大幅提升木糖醇產量，對企業具有顯著的經濟效益。這種創新的生產方式還有助于推動地方經濟的發展。第Ⅱ部分試題將關注“代糖生產”，結合最新科研數據設計問題和討論，為相關行業提供參考和啟發。結合科研數據設計題目如下：

Ⅱ. 代糖生產

代糖是一類替代蔗糖等天然糖的非營養性甜味劑，木糖醇是一種常見的代糖。木聚糖是生產木糖醇的原料，具有可燃性。科研人員研究用玉米芯膨化后輔助酶解法制備木聚糖［11］。兩組實驗情況如下表所示。

序號①組實驗②組實驗

實驗條件膨化機內無水情況下，在不同壓力下實驗膨化機內添加不同比例的水，在壓力1.4MPa下實驗

實驗數據圖

（1） ①組實驗中無水條件下，1.2MPa時木聚糖的制得率最高；②組實驗中壓力為1.4MPa

時，""""" 條件下木聚糖的制得率最高。

（2） 比較兩組實驗數據，推測進行①組實驗時，壓力提高至1.4MPa時木聚糖制得率下降的可能原因為：膨化機內物料的溫度過高，打開膨化機接觸空氣，""""" 。

答案：Ⅱ．（1） 膨化機內添加入10%的水量（1分）

（2） 木聚糖發生燃燒生成了二氧化碳等物質（合理答案均可，1分）

第Ⅱ部分關注的是科技前沿的情境化試題，特別突出了“化學思維”核心素養的培養。第（1）題的目標是評估學生對科學探究實踐性和思辨性的認識，通過分析實驗數據和圖像，要求學生從基礎的記憶與識別提升到理解與應用，屬于學業質量“物質的化學變化”維度，需要學生既要能“信息加工”又能進行“條件控制”。本部分引入了當前科學界關注的代糖概念，并探討了代糖生產的相關步驟。學生需分析實驗圖像數據，對比兩組實驗結果，發現當壓力設定為1.4MPa且膨化機內無水時，木聚糖的制得率比較低。加水可顯著提高制得率，尤其在加水量為10%時達到峰值。學生可解釋②組實驗中壓力增至1.4MPa時制得率提高，而①組實驗中制得率低的原因。這里還考查了對“燃燒三要素”（溫度、氧氣和可燃物）的理解和應用。根據題目中木聚糖“具有可燃性”的提示，以及“膨化機內物料溫度過高”及“接觸空氣”的條件，學生可推斷①組實驗中玉米芯可能因高溫和接觸空氣而發生燃燒，導致木聚糖制得率降低。第II部分試題要求學生從新的信息中提取關鍵點進行證據推理、分析判斷、解釋數據和現象，以便理解反應條件如何影響物質變化。通過這樣的設計，試題不僅測試了學生的化學知識，還鍛煉了他們的科學探究能力和批判性思維能力。

第Ⅲ部分聚焦于“代糖研究”，特別關注木糖醇。本研究的目標是通過深入應用常見化學試劑的性質，結合初中化學教學中的基本實驗設備，進一步探究木糖醇分子結構，引導學生更科學地進行實驗評價。研究流程將遵循從定性觀察到定量測定的標準化學研究路徑，以此展現科學探究的嚴謹性和邏輯性，培養學生的科學推理能力和解決問題的技巧。試題設計如下：

Ⅲ. 代糖研究

興趣小組同學取1.52g木糖醇按照下圖裝置測定木糖醇的化學式。試驗后測得B裝置增重了1.08g，C裝置增重了2.2g。［已知木糖醇含有碳、氫、氧三種元素，相對分子質量為152。實驗前已排盡裝置內空氣，使用藥品均足量。］

（1） 本實驗中裝置D的作用是""""" 。

（2） 計算可知木糖醇的化學式為""""" 。

（3） 若裝置A中缺少氧化銅網，將導致測得的木糖醇中氧元素含量""""" （選填“偏大”“不變”或“偏小”）。

答案：Ⅲ. （1） 防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置影響測定結果（合理答案均可，1分）

（2） C5H12O5（1分）

（3） 偏大（1分）

第Ⅲ部分試題旨在加強學生的“科學探究與實踐”能力。第（1）題測試學生根據實驗目的選配合適的實驗材料和設備的能力。第（2）題根據“新課標”中提到“學習利用物質的性質和化學反應探究物質組成的基本思路與方法”的要求，是基于滬教版《化學》下冊73頁第7道習題基礎上的拓展，通過讓學生利用相對原子質量和相對分子質量進行物質組成的計算，旨在加深他們對物質結構和組成的理解，并提升應用質量守恒定律解決問題的技能。第（3）題要求學生能夠全面分析定量研究中每一步操作的意義，這不僅需要學生理解操作的直接效果，還需要他們深入考慮這些操作對實驗結果可能產生的影響。這題旨在培養學生的批判性思維和深入分析能力。第（1）（2）題屬于理解與應用層面，屬于學業質量“實驗探究”維度中“條件控制”和“定量應用”的能力要求。第（3）題裝置A中灼熱的氧化銅網可以將生成的一氧化碳進一步氧化生成二氧化碳，若缺少氧化銅網的作用，則C中吸收到的二氧化碳的量將減少，最終導致測得的木糖醇中氧元素含量偏大，要求學生對實驗操作進行深入的分析和評估，屬于學業質量中“獨立思考”的能力要求。這樣的設計不僅檢驗了學生的基礎知識水平，還測評了他們的高級思維技能，全面反映了化學學科核心素養的培養目標。

第Ⅳ部分聚焦“代糖應用”，進一步探討代糖在生活中的使用及其價值。本部分在提供科學合理的飲食建議的同時，激勵學生積極探討化學相關的社會熱點議題，形成自己的判斷。試題設計如下：

Ⅳ. 代糖應用

木糖醇被廣泛用于食品工業和作為糖尿病患者的糖替代品。1g木糖醇熱量為2.4cal，1g蔗糖熱量為4cal［12］，相較于蔗糖，木糖醇具有""""" 的優勢，替代蔗糖使用可以抑制體脂的積累等；然而木糖醇口服后通過腸道吸收的不足20%，一旦攝入過量易導致胃腸等不適，因此，盡管木糖醇是一種相對健康的糖替代品，但需""""" ；口服的木糖醇大多由肝臟代謝，根據機體需要逐步轉變為葡萄糖，葡萄糖在體內發生緩慢氧化反應的方程式為""""" 。

答案：Ⅳ．低熱量（1分）；適量攝入，并注意個人的耐受性和身體反應（合理答案均

可，1分）；C6H12O6＋6O2酶6CO2＋6H2O（1分）

第Ⅳ部分設計又回歸到生產生活情境，突出了化學知識對于生活的指導作用，并特別強調了“科學態度與責任”這一核心素養。第一問的目的在于評估學生分析數據得出結論的能力，而第二問致力于培養學生辯證分析問題的能力，第三問則是對機體內原理的理解分析。這部分的任務被歸類為分析與評價，學業質量“社會實踐”維度，需要學生既要能“獨立思考”又要上升到“價值理解”層面。通過參與這類討論，學生不僅能深化對化學知識的理解，還能發展批判性思維和解決問題的技能，為將來成為有社會責任感的公民打下基礎。

4" 試題測評效果

該試題結合文字描述、實驗裝置圖示以及柱狀數據圖像等多種方式來呈現情境，展現了情境呈現方式的多樣性和創新性。試題總分10分，從第Ⅰ部分到第Ⅳ部分分別設置了2、 2、 3、 3的分值，實際測評試題各部分得分率如圖2所示，總得分率為0.461，達到預期的難度目標。

圖2" 試題各部分得分率

該試題要求學生運用化學符號、文字、數字等多種形式進行作答，體現了設問要求的豐富性。題目設計由淺入深，逐步深入，層層遞進，體現了設問的層次性。整道題目從反應原理、數據分析、實驗操作、定性判定、定量測定到價值認同等多個角度展開設問，展現了設問角度的多樣性。這種設計讓學生在解題中體驗科學探究方法，理解其內涵，并提升探究能力。它不僅考查化學知識掌握情況，還培養批判性思維、解決問題能力及對科學探究的深入理解，促進化學知識與實際應用的結合，提高科學素養和實踐技能。

5" 總結與思考

精心設計的試題旨在向青少年傳達健康生活理念，作為“生命安全與健康”教育的重要組成部分助力其茁壯成長。試題通過將玉米脫粒后的剩余玉米芯轉化為具有更高價值的產品，展現了資源再生的智慧，鼓勵學生參與“鄉村振興”與“民族復興”的宏偉藍圖。同時，試題設計激發了學生積極參與社會決策的意愿，培養他們尊重自然、追求人與自然和諧共存的科學態度和綠色發展觀念。試題設計不僅注重基礎知識的精粹，還致力于提升學生的分析與評價等高階思維能力［13］。這種綜合性的設計旨在提升學科核心素養、關鍵能力的培養以及正確價值觀的確立。通過實驗探究的過程，學生能夠體驗到實驗探究的歷程，培養出實驗探究的技能和對化學學科的深刻理解。高質量的綜合性試題應覆蓋廣泛的化學知識領域，并促進“教-學-評”一體化，步入以核心素養為導向的良性循環。這樣的試題設計使學生認識物質的多樣性，洞悉物質特性及其在日常生活中的應用與科技進步之間的密切聯系，領悟化學科學在解決實際問題中的核心價值，并理解化學反應在能源開發、資源利用和環境保護等方面的深遠意義。

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