论文部分内容阅读
【摘 要】以核心素养为测试宗旨的高考化学试题，以真实情境为测试载体，将测试任务融入真实、有意义的测试情境中，在真实情境下考查学生运用化学知识的层次和水平，测试学生化学学科核心素养。文章以2019年全国新课标Ⅲ卷理综化学试题为例，对试题情境进行探析，挖掘试题情境功能，以期提高高考备考效率。
【关键词】真实情境;高考备考;测试任务;核心素养
一年一度的高考已经落下帷幕，而对高考试题的研究则成为高考过后的热点问题。对高考试题的研究能让教师对学科知识、学科观念、学科思想方法和学科价值有更深入的理解，还能在一定程度上引导教师的课堂教学，以及对学生的学业评价发挥考试对教学的正确导向作用。本文以2019年全国新课标Ⅲ卷理综化学试题为例，对试题情境进行探析，挖掘试题情境功能，以期提高高考备考效率。
一、试题情境及其测试任务探析
《普通高中化学课程标准（2017年版）》提出化学试题命题的四个原则：以核心素养为测试宗旨;以真实情境为测试载体;以实际问题为测试任务;以化学知识为解决问题的工具[1]。2019年全国新课标Ⅲ卷理综化学试题正体现了命题的四个原则：创设真实情境，将测试任务融入真实、有意义的测试情境中，基于情境素材提出不同复杂程度和结构合理的问题，在真实情境下考查学生运用化学知识的层次和水平，测试学生化学学科核心素养。那么试题所创设的真实情境有哪些？所包含的测试任务是什么？如何考查学生在陌生情境中解决实际问题的能力？以下是笔者的一些粗浅看法。
1.日常生活情境
高考命题重视化学与生活的联系，一般考查利用化学基本原理解释日常生活中的某些现象。如选择题第7题开门见山指出“化学与生活密切相关”，然后设置四个选项，分别测试与生活有关的问题：高纯硅制作光感电池、铝合金的使用、活性炭的用途、碘酒的消毒作用。这些实际问题都是学生在日常生活中熟悉的，只要理解其化学基本原理就能正确解答。
2.科学技术情境
此类题目一般选择最新研究成果为情境素材，如选择题第13题就是以科学家最新设计的“采用强碱性电解质的3D-Zn—NiOOH二次电池”为情境素材。化学电源作为高效率的能量转化装置，已成为现代社会和日常生活不可或缺的产品，对新型能量转化和化学反应装置的研究是現代化学研究领域的热点。试题测试的内容涉及原电池、金属的腐蚀和防护、电解池和电镀，重点考查原电池和电解池电极反应式的书写、电解质溶液中离子迁移的方向和离子交换膜的作用、学生应用电化学知识解决问题的能力及其创新思维。再如选择题第10题以水净化图示为情境。生活中水的净化是学生熟悉的情境，但学生对于水净化的原理却是陌生的。本题实质上是考查离子交换、电荷守恒、水的导电性、H+和OH-的中和反应。又如非选择题第28题第（1）（2）（3）问围绕Deacon发明的氯化氢直接氧化法，测试任务是化学平衡、化学反应与能量，包括化学平衡常数大小比较、化学平衡常数表达式计算、反应物的进料浓度比对生产的影响、利用盖斯定律计算反应的ΔH、改变外界条件提高反应物转化率。第28题第（4）问以氯化氢转化为氯气的电化学方法为情境，测试学生电极反应式和化学方程式的书写及有关计算。
3.实验探究情境
以实验为试题情境，其素材包括物质制备、性质探究、原理探究、定性定量结合分析等。试题的测试任务是化学基本技能，包括常见的离子检验、仪器辨识、装置的选择与连接、产物的分离与提纯、尾气处理、防氧化、防倒吸等，考查定性和定量结合的分析方法，如酸碱中和滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定等。选择题第12题四个选项各设计不同的实验情境，分别测试反应原理的判断、催化剂对反应速率的影响、除杂、气体制备。非选择题第27题试题情境是“实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法”，给出反应原理及反应物、生成物的相关数据。试题情境对学生而言有一定的陌生度，测试的任务有反应条件的判断、仪器的识别与选用、物质除杂与提纯、产率的计算。
4.生产工艺情境
此类试题取材于真实的工业生产，根据考查内容和能力需要，对物质的实际工业合成流程进行简化处理。试题以化学主干知识、化学实验知识和化工生产知识为载体，测试学生的信息吸收能力、知识运用能力和化工实验操作能力，对化学学科知识、化工技术知识进行重点考查。非选择题第26题以高纯硫酸锰制备工艺流程为情境，并给出相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围，结合试题情境考查学生对滤渣成分的判断、陌生方程式和离子方程式的书写、生产流程中试剂作用的判断、化学平衡原理的应用、运用化合价规则计算等。
5.文献报道情境
该类试题情境一般源于最新发表的权威文献中的科技论文，因此保证了试题的前沿性、科学性和学术性。选考题第35题以采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备磷酸亚铁锂（LiFePO4）为情境，测试的任务是元素周期表和对角线原则、核外电子排布式的写法、配位化合物的形成、熔沸点和分子晶体的判断方法、电负性的判断及杂化轨道的计算。选考题第36题以钯催化Heck偶联反应合成新型功能物质——氧化白藜芦醇合成路线为情境，测试有机物的命名、官能团名称、有机反应类型、反应条件对产率的影响、分子式、同分异构体的书写、有机物合成的路线设计等。
通过分析整理发现，2019年全国新课标Ⅲ卷理综化学试题主要从日常生活、科学技术、实验探究、生产工艺、文献报道等视角，选取素材创设真实情境。试题情境的选材紧密联系学生的学习和生活实际，体现了科学、技术、社会和环境发展的成果。一方面，试题情境有启发性、针对性、过程性和科学性，例如，前文提到的选择题第10题的离子交换法净化水的图示具有很好的启发性：图中显示水经过阳离子交换树脂后阳离子交换为H+，而H+与Ca2+、Mg2+所带电荷不同，因此根据电荷守恒可知经过阳离子交换树脂后，水中阳离子总数增加，为选项的正确判断提供了依据。另一方面，试题情境中也具备一定的陌生度，例如，如前面所说的第13、26、28、35、36题的情境对学生而言都有一定的陌生度，这样的情境能增加试题的公平性和竞争性，能发展学生解决陌生问题的能力。 二、发挥试题情境在高考备考中的教学功能
高考试题所创设的情境真实、科学、规范、贴合学生理解水平，每一类试题情境对应一类试题。试题情境不仅是审题、答题、答案验证的重要素材，还对高考备考有一定的启发性。笔者从以下几方面挖掘化学试题情境的教学功能，应用于复习备考中。
1.基于试题情境明确考试范畴
每一类试题情境都是基于考试目标而创设的，包含试题考核的知识范畴，是题设问题的背景，因此，备考中要引导学生学会从试题情境中明确考试的知识范畴，确定要调用、检索的知识模块，明确解题方向，正确解答题目。例如，近年来全国新课标高考试题中首道选择题第7题均是化学与STSE（科学、技术、社会、环境）情境试题，即以化学与生活、生产、科研及传统文化的联系为情境的题目，与高考大纲“了解化学与生活、材料、能源、环境、生命、信息技术等的关系”的要求相吻合[2]。考核的知识范畴是：①新的科学技术、新发明、新创造;②化学史，尤其是与中国有关的化学史，如炼丹、酿造、中草药等;③糖类、油脂、蛋白质，煤、石油、天然气，新能源、清洁能源;④绿色化学、环境保护;⑤天然纤维、合成纤维、橡胶塑料;⑥含硅材料、核心材料等。
2.基于试题情境构建知识体系
基于试题情境能构建知识体系，帮助学生形成整体化、结构化的知识。例如，以科学技术为情境的试题一般是以某一反应或某一科研成果为核心的综合试题，这类试题往往会涉及多个模块的知识内容。如基于某一反应的化学原理题涉及的知识模块通常是化学反应与能量，化学反应速率与化学平衡，电化学基础，水溶液中的离子平衡。非选择题第28题以“将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点”为情境，该反应方程式为：4HCl（g）+O2（g）[FY（=][]2Cl2（g）+2H2O（g）。试题从化学平衡、化学反应与能量、电化学基础三个知识模块进行考核。笔者根据近年来科学技术情境试题的研究发现，此类试题多数都是对某一反应的反应原理的考核，可构建如下知识体系（如图1）。
由此可知，基于试题情境构建知识体系，能将碎片化知识整体化、结构化，在“整体观”的指导下，从高中化学内容整体结构的视角来把握复习教学内容。同时，基于试题情境也能构建试题的结构模型，结合题型练习构建思维模型，提高学生解决问题的能力，提高复习效率。
3.基于试题情境获取解题信息
接受、吸收、整合信息的能力是考试大纲中对考生能力的要求，试题情境中一定会直接给出或间接给出解答问题所需要的全部条件，能否理解情境材料、获取所求问题相关信息、排除干扰信息，是解答问题的关键[3]。引导学生学会从试题情境中获取信息，要了解试题情境的呈现方式。试题情境的呈现方式有文字描述、工艺流程图、表格数据、化学原理图像、实验装置、实物模型照片等，每一种呈现方式都蕴含着解题信息，每一道试题情境都好比一个数据库，学生可以选择性地从数据库里获取有用信息以解答问题。例如非选择题第26题的试题情境呈现如下。
（1）高純硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如图1所示。
（2）相关金属离子[c0（Mn+）=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表1。
该题的试题情境以工艺流程图、表格数据两种形式呈现，工艺流程图里所蕴含的信息有：①“溶浸”中反应主要是二氧化锰、硫化锰、硫酸的反应，生成物之一是S（设问中提示），SiO2不与硫酸反应，金属元素则以金属离子存在于溶液中。②MnO2是在“氧化”阶段加入的，故其作用是氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+。③“除杂1”是除去Zn2+和Ni2+，加入Na2S，显然是发生离子反应，形成难溶性硫化物ZnS和NiS。④“除杂2”是生成MgF2沉淀除去Mg2+。设问中“若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全”，隐含信息是由于H++F- HF，会造成MgF2 Mg2++2F-向右移动，这是一个化学平衡的问题。⑤HCO3-与Mn2+反应生成MnCO3，H+与CO32-反应生成CO2。从表格数据情境中获得的解题信息是：当pH为4.7时，Fe3+和Al3+沉淀完全。若学生能从这两个情境中获取这些信息，解答本题就是水到渠成了。诚然，试题信息并不完全只能从试题情境中获取，设问中也会有隐含信息。学生要能从试题情境中准确找出解题信息，关键是读懂试题情境、判断考核方向、厘清设问类型，加强训练，熟能生巧。
高考化学试题除了有考查考生必备知识和关键能力的基础性题目，也会有依托复杂情境，考查学生综合运用本学科知识技能解决问题的题目，还会有依托社会生活实践和科学研究问题情境，考查学生创造性地运用本学科知识技能解决开放性问题的题目。化学学科核心素养的考核是基于真实试题情境的考核，只有在陌生情境中才能诊断学生解决实际问题的能力。因此，引导学生熟悉化学试题情境，学会从试题情境中获取信息，是提高学生审题和解题能力的有效办法。以化学试题情境指导备考，能明确考核的知识范畴、构建结构化知识体系，提高备考效率。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.
[2]刘孝元，廖传珠，肖中荣.2019年高考化学复习备考研究（一）[J].中学化学教学参考，2019（1）：43-63.
[3]陈进前.关于试题情境的研究[J].化学教学，2017（1）：78-82.
【关键词】真实情境;高考备考;测试任务;核心素养
一年一度的高考已经落下帷幕，而对高考试题的研究则成为高考过后的热点问题。对高考试题的研究能让教师对学科知识、学科观念、学科思想方法和学科价值有更深入的理解，还能在一定程度上引导教师的课堂教学，以及对学生的学业评价发挥考试对教学的正确导向作用。本文以2019年全国新课标Ⅲ卷理综化学试题为例，对试题情境进行探析，挖掘试题情境功能，以期提高高考备考效率。
一、试题情境及其测试任务探析
《普通高中化学课程标准（2017年版）》提出化学试题命题的四个原则：以核心素养为测试宗旨;以真实情境为测试载体;以实际问题为测试任务;以化学知识为解决问题的工具[1]。2019年全国新课标Ⅲ卷理综化学试题正体现了命题的四个原则：创设真实情境，将测试任务融入真实、有意义的测试情境中，基于情境素材提出不同复杂程度和结构合理的问题，在真实情境下考查学生运用化学知识的层次和水平，测试学生化学学科核心素养。那么试题所创设的真实情境有哪些？所包含的测试任务是什么？如何考查学生在陌生情境中解决实际问题的能力？以下是笔者的一些粗浅看法。
1.日常生活情境
高考命题重视化学与生活的联系，一般考查利用化学基本原理解释日常生活中的某些现象。如选择题第7题开门见山指出“化学与生活密切相关”，然后设置四个选项，分别测试与生活有关的问题：高纯硅制作光感电池、铝合金的使用、活性炭的用途、碘酒的消毒作用。这些实际问题都是学生在日常生活中熟悉的，只要理解其化学基本原理就能正确解答。
2.科学技术情境
此类题目一般选择最新研究成果为情境素材，如选择题第13题就是以科学家最新设计的“采用强碱性电解质的3D-Zn—NiOOH二次电池”为情境素材。化学电源作为高效率的能量转化装置，已成为现代社会和日常生活不可或缺的产品，对新型能量转化和化学反应装置的研究是現代化学研究领域的热点。试题测试的内容涉及原电池、金属的腐蚀和防护、电解池和电镀，重点考查原电池和电解池电极反应式的书写、电解质溶液中离子迁移的方向和离子交换膜的作用、学生应用电化学知识解决问题的能力及其创新思维。再如选择题第10题以水净化图示为情境。生活中水的净化是学生熟悉的情境，但学生对于水净化的原理却是陌生的。本题实质上是考查离子交换、电荷守恒、水的导电性、H+和OH-的中和反应。又如非选择题第28题第（1）（2）（3）问围绕Deacon发明的氯化氢直接氧化法，测试任务是化学平衡、化学反应与能量，包括化学平衡常数大小比较、化学平衡常数表达式计算、反应物的进料浓度比对生产的影响、利用盖斯定律计算反应的ΔH、改变外界条件提高反应物转化率。第28题第（4）问以氯化氢转化为氯气的电化学方法为情境，测试学生电极反应式和化学方程式的书写及有关计算。
3.实验探究情境
以实验为试题情境，其素材包括物质制备、性质探究、原理探究、定性定量结合分析等。试题的测试任务是化学基本技能，包括常见的离子检验、仪器辨识、装置的选择与连接、产物的分离与提纯、尾气处理、防氧化、防倒吸等，考查定性和定量结合的分析方法，如酸碱中和滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定等。选择题第12题四个选项各设计不同的实验情境，分别测试反应原理的判断、催化剂对反应速率的影响、除杂、气体制备。非选择题第27题试题情境是“实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法”，给出反应原理及反应物、生成物的相关数据。试题情境对学生而言有一定的陌生度，测试的任务有反应条件的判断、仪器的识别与选用、物质除杂与提纯、产率的计算。
4.生产工艺情境
此类试题取材于真实的工业生产，根据考查内容和能力需要，对物质的实际工业合成流程进行简化处理。试题以化学主干知识、化学实验知识和化工生产知识为载体，测试学生的信息吸收能力、知识运用能力和化工实验操作能力，对化学学科知识、化工技术知识进行重点考查。非选择题第26题以高纯硫酸锰制备工艺流程为情境，并给出相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围，结合试题情境考查学生对滤渣成分的判断、陌生方程式和离子方程式的书写、生产流程中试剂作用的判断、化学平衡原理的应用、运用化合价规则计算等。
5.文献报道情境
该类试题情境一般源于最新发表的权威文献中的科技论文，因此保证了试题的前沿性、科学性和学术性。选考题第35题以采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备磷酸亚铁锂（LiFePO4）为情境，测试的任务是元素周期表和对角线原则、核外电子排布式的写法、配位化合物的形成、熔沸点和分子晶体的判断方法、电负性的判断及杂化轨道的计算。选考题第36题以钯催化Heck偶联反应合成新型功能物质——氧化白藜芦醇合成路线为情境，测试有机物的命名、官能团名称、有机反应类型、反应条件对产率的影响、分子式、同分异构体的书写、有机物合成的路线设计等。
通过分析整理发现，2019年全国新课标Ⅲ卷理综化学试题主要从日常生活、科学技术、实验探究、生产工艺、文献报道等视角，选取素材创设真实情境。试题情境的选材紧密联系学生的学习和生活实际，体现了科学、技术、社会和环境发展的成果。一方面，试题情境有启发性、针对性、过程性和科学性，例如，前文提到的选择题第10题的离子交换法净化水的图示具有很好的启发性：图中显示水经过阳离子交换树脂后阳离子交换为H+，而H+与Ca2+、Mg2+所带电荷不同，因此根据电荷守恒可知经过阳离子交换树脂后，水中阳离子总数增加，为选项的正确判断提供了依据。另一方面，试题情境中也具备一定的陌生度，例如，如前面所说的第13、26、28、35、36题的情境对学生而言都有一定的陌生度，这样的情境能增加试题的公平性和竞争性，能发展学生解决陌生问题的能力。 二、发挥试题情境在高考备考中的教学功能
高考试题所创设的情境真实、科学、规范、贴合学生理解水平，每一类试题情境对应一类试题。试题情境不仅是审题、答题、答案验证的重要素材，还对高考备考有一定的启发性。笔者从以下几方面挖掘化学试题情境的教学功能，应用于复习备考中。
1.基于试题情境明确考试范畴
每一类试题情境都是基于考试目标而创设的，包含试题考核的知识范畴，是题设问题的背景，因此，备考中要引导学生学会从试题情境中明确考试的知识范畴，确定要调用、检索的知识模块，明确解题方向，正确解答题目。例如，近年来全国新课标高考试题中首道选择题第7题均是化学与STSE（科学、技术、社会、环境）情境试题，即以化学与生活、生产、科研及传统文化的联系为情境的题目，与高考大纲“了解化学与生活、材料、能源、环境、生命、信息技术等的关系”的要求相吻合[2]。考核的知识范畴是：①新的科学技术、新发明、新创造;②化学史，尤其是与中国有关的化学史，如炼丹、酿造、中草药等;③糖类、油脂、蛋白质，煤、石油、天然气，新能源、清洁能源;④绿色化学、环境保护;⑤天然纤维、合成纤维、橡胶塑料;⑥含硅材料、核心材料等。
2.基于试题情境构建知识体系
基于试题情境能构建知识体系，帮助学生形成整体化、结构化的知识。例如，以科学技术为情境的试题一般是以某一反应或某一科研成果为核心的综合试题，这类试题往往会涉及多个模块的知识内容。如基于某一反应的化学原理题涉及的知识模块通常是化学反应与能量，化学反应速率与化学平衡，电化学基础，水溶液中的离子平衡。非选择题第28题以“将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点”为情境，该反应方程式为：4HCl（g）+O2（g）[FY（=][]2Cl2（g）+2H2O（g）。试题从化学平衡、化学反应与能量、电化学基础三个知识模块进行考核。笔者根据近年来科学技术情境试题的研究发现，此类试题多数都是对某一反应的反应原理的考核，可构建如下知识体系（如图1）。
由此可知，基于试题情境构建知识体系，能将碎片化知识整体化、结构化，在“整体观”的指导下，从高中化学内容整体结构的视角来把握复习教学内容。同时，基于试题情境也能构建试题的结构模型，结合题型练习构建思维模型，提高学生解决问题的能力，提高复习效率。
3.基于试题情境获取解题信息
接受、吸收、整合信息的能力是考试大纲中对考生能力的要求，试题情境中一定会直接给出或间接给出解答问题所需要的全部条件，能否理解情境材料、获取所求问题相关信息、排除干扰信息，是解答问题的关键[3]。引导学生学会从试题情境中获取信息，要了解试题情境的呈现方式。试题情境的呈现方式有文字描述、工艺流程图、表格数据、化学原理图像、实验装置、实物模型照片等，每一种呈现方式都蕴含着解题信息，每一道试题情境都好比一个数据库，学生可以选择性地从数据库里获取有用信息以解答问题。例如非选择题第26题的试题情境呈现如下。
（1）高純硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如图1所示。
（2）相关金属离子[c0（Mn+）=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表1。
该题的试题情境以工艺流程图、表格数据两种形式呈现，工艺流程图里所蕴含的信息有：①“溶浸”中反应主要是二氧化锰、硫化锰、硫酸的反应，生成物之一是S（设问中提示），SiO2不与硫酸反应，金属元素则以金属离子存在于溶液中。②MnO2是在“氧化”阶段加入的，故其作用是氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+。③“除杂1”是除去Zn2+和Ni2+，加入Na2S，显然是发生离子反应，形成难溶性硫化物ZnS和NiS。④“除杂2”是生成MgF2沉淀除去Mg2+。设问中“若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全”，隐含信息是由于H++F- HF，会造成MgF2 Mg2++2F-向右移动，这是一个化学平衡的问题。⑤HCO3-与Mn2+反应生成MnCO3，H+与CO32-反应生成CO2。从表格数据情境中获得的解题信息是：当pH为4.7时，Fe3+和Al3+沉淀完全。若学生能从这两个情境中获取这些信息，解答本题就是水到渠成了。诚然，试题信息并不完全只能从试题情境中获取，设问中也会有隐含信息。学生要能从试题情境中准确找出解题信息，关键是读懂试题情境、判断考核方向、厘清设问类型，加强训练，熟能生巧。
高考化学试题除了有考查考生必备知识和关键能力的基础性题目，也会有依托复杂情境，考查学生综合运用本学科知识技能解决问题的题目，还会有依托社会生活实践和科学研究问题情境，考查学生创造性地运用本学科知识技能解决开放性问题的题目。化学学科核心素养的考核是基于真实试题情境的考核，只有在陌生情境中才能诊断学生解决实际问题的能力。因此，引导学生熟悉化学试题情境，学会从试题情境中获取信息，是提高学生审题和解题能力的有效办法。以化学试题情境指导备考，能明确考核的知识范畴、构建结构化知识体系，提高备考效率。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.
[2]刘孝元，廖传珠，肖中荣.2019年高考化学复习备考研究（一）[J].中学化学教学参考，2019（1）：43-63.
[3]陈进前.关于试题情境的研究[J].化学教学，2017（1）：78-82.