基于核心素養的高中化學聯考試題評析及啟示

◇ 湖北 鄧呈玲 廣東 汪響林

湖北 黃志鵬3 甘文廣3 葉發兵1

《普通高中化學課程標準(2017年版)》提出：以發展化學學科核心素養為主旨，重視開展“素養為本”的教學，倡導基于化學學科核心素養的評價.教育部考試中心于2020年1月發布《中國高考評價體系》和《中國高考評價體系說明》.高考評價體系的建立將實現高考從“知識、能力考查”向“價值引領、素養導向、能力為重、知識為基”的綜合評價轉變，評價模式也從一維的“考查內容”拓展為“考查內容、考查要求、考查載體”三位一體的評價模式.

省級示范性高中在落實先進課程理念，提升學業質量水平，培養學生的核心素養，促進新課程改革的深入實施上起著模范帶頭作用.為了解高一學生化學學業水平，現對2018年鄂東南省級示范高中教育教學改革聯盟學校高一上學期期中聯考化學試題及其大樣本測試數據進行評析，基于知識、能力和素養三重維度，以期對試題命制與改進教學有所啟示.

1 研究對象

本次聯考共計12個省級示范高中參與，參加考試的人數達1 萬人.化學試卷滿分100，平均分為51.64，及格率僅27.81%.80 分以上的學生僅占4.99%，學生成績主要集中于40～50 分，占比35.22%，40分以下的學生為13.86%.該試卷立足學科本位，對化學學科核心素養和化學學科能力的不同水平進行刻畫，但對學生而言難度高，測試成績不理想，故具有一定的研究價值.

2 試卷及結果分析

2.1 試題評析

該試卷以“立德樹人”為根本任務，以真實情境為測試載體，以實際問題為測試任務，覆蓋主干核心知識，凸顯基礎性、時代性和創新性，較好地兼顧對基礎知識、學科能力及核心素養的考查.

情境活動是學科素養培養和考查的重要載體.試卷的考查情境統計結果如表1所示.我們可以看出，命題者密切聯系實際，關注學生在真實復雜情境中學以致用、解決問題的能力.學術探索情境占比大于30%，通過陌生的學術探索情境，培養考生對信息的提取能力及核心知識的遷移能力.不同的情境對學生的認知要求不同，測試難度也隨之產生差異.學生最熟悉的學習探索(教材情境)所占比重最少，說明本試卷考查載體較為新穎，對學生的思維能力要求較高.

表1 試卷情境類型統計結果

試卷核心素養類型統計結果如表2所示.“宏觀辨識與微觀探析”“證據推理與模型認知”是高一上半學期學生主要學習的核心素養，這兩類試題數目占比最高.“科學探究與創新意識”素養，于化學教學中無處不在，所占權重為19.0%.“變化觀念與平衡思想”在高一上半學期教學內容中涉及甚少，對應題目也較少.“責任擔當”是學生的必備品格與關鍵能力.因此，該試卷對各項核心素養的考查比例較為合理.

表2 試卷核心素養類型統計結果

試題蘊含學科素養的滲透、多元思維的啟迪、陌生信息的解讀與家國情懷的孕育.以區分度最高的主觀題第18題為例進行分析如下.

表3 溶液中可能含有的離子及濃度

這份報告是否合理，理由是_____.

(2)甲、乙兩廠排放出的兩種含重金屬離子的廢液均有一定毒性，檢測出甲廠排放的廢液呈堿性且含有Ba2＋，若將甲、乙兩廠的廢液按一定比例混合后，毒性明顯降低.

①乙廠廢液可能含有_____.

A.K＋、B.Cu2＋、

C.Ag＋、D.Cu2＋、Cl－

②用離子方程式表示毒性降低的原因_____.

(3)X 溶液含Ba2＋、Cu2＋、Ag＋，某同學設計一實驗方案能將這三種離子逐一沉淀分離，請選擇最佳試劑，并按試劑添加的先后順序填寫試劑_____(限用試劑：Na2SO4溶液、鹽酸、NaOH 溶液、NaCl溶液).

分析第(1)問考查質疑批判的科學精神與基于已知信息進行推理預測的化學學科能力.第(2)問以工廠廢液的減毒處理為載體，將學生的視野從小小的實驗室拓展到大規模的工業生產中，形成“綠色化學”觀念.第(3)問考查學生從問題和假設出發，有條理地設計方案，將溶液中的重金屬離子Ba2＋、Cu2＋、Ag＋沉淀除雜的科學探究思維與創新能力，難度較高.這就要求學生高屋建瓴地考慮問題，尋求最優化的解決辦法.

2.2 結果討論

基于知識、能力和素養三重維度，立足于大樣本數據的學情診斷，以期對了解學生學業水平、優化試題編制與改進化學教學有所啟示.試題內涵及測試結果如表4所示.

試卷考點歸類為五大必備知識，分別是：物質的量、物質的組成與性質、常見實驗操作、離子反應和氧化還原反應.試卷中必備知識的統計結果如表5所示.學生對物質的組成與性質等基礎知識、常見實驗操作等基礎技能的掌握情況較好；對于離子反應、氧化還原反應和物質的量等概念的理解運用存在不足；化學知識基礎整體而言不夠扎實.

表4 試題內涵及測試結果

表5 試卷中必備知識的統計結果

北京師范大學王磊教授研究發現：化學學科能力分為學習理解、應用實踐和遷移創新3大類.學習理解能力、應用實踐能力和遷移創新能力既是學科能力的不同類型，也屬于不同的水平層級.學生化學學科能力水平統計結果如表6所示.

表6 學生化學學科能力水平統計結果

由表6可知，高一上半學期，關于學習理解層面，學生更偏重于辨識記憶、概括關聯，而說明論證方面有所欠缺.在應用實踐方面，學生的推理預測、簡單設計能力普遍薄弱.在遷移創新方面，學生只擅長解決簡單的結構良好問題，不適應陌生、復雜或真實情境下的化學問題.大多數學生尚不具備利用高階思維，從多重視角進行發散想象、復雜推理、系統探究、創新思維以解決復雜問題的能力.考查概括關聯、說明論證、分析解釋、復雜推理及系統探究方面的化學習題，能較好地鑒別學生群體的學業水平.

化學學科核心素養及其學業質量水平分為4個層級：1級為基礎(識記)、2級為中級(理解)、3級為高級(應用)、4級為最高(評價).學生化學學科核心素養水平統計結果見表7.

高一上半學期，學生各項化學學科核心素養水平均停留于識記層面，有待提升.經過“從實驗學化學”這一章節的系統學習，學生通過動手操作基礎化學實驗，“科學探究與創新意識”素養水平相對較高.學生基于已知信息區別辨析、推理預測的邏輯思維尚不嚴謹，尚未形成“從生活走進化學，從化學走向社會”等化學哲學觀，因此“宏觀辨識與微觀探析”“證據推理與模型認知”及“科學態度與社會責任”素養水平偏弱.“變化觀念與平衡思想”內容在高一上學期化學學習中涉及甚少，故其對應表現最低.

表7 學生化學學科核心素養水平統計結果

本研究表明，高一上半學期，學生的學習存在以下問題：1)化學學科基礎不扎實，對離子反應、氧化還原反應及物質的量等概念的理解存在不足.2)基于已知信息的應用實踐能力及知識遷移能力較弱；推理預測與簡單設計能力普遍薄弱.3)考慮問題視角較為單一，思維變通性需加強，尚未形成“從生活走進化學，從化學走向社會”的化學哲學觀.4)各項學科核心素養水平均停留于識記層面，有待提升.

3 教學啟示

3.1 注重宏微結合，夯實學科基礎

在實際教學中，有些教師為完成教學任務，常以犧牲學生的邏輯推理能力及想象力為代價，快節奏地傳授經驗結論.如此一來，學生沒有參與知識的提煉形成與推理論證等重要思維過程，難以深入理解學科本質，更談不上發展核心素養.為幫助學生夯實學科基礎，化學教師需精心設計教學過程：1)重視開展實驗教學，學生基于對實驗現象的感性認知，方能深刻體會物質及其化學反應的真實存在及社會價值.2)結合圖片模型、動畫視頻等多媒體技術，令微觀世界可視化，循序漸進地引導學生討論、猜想微粒的變化過程，推理宏觀表象蘊含的微觀本質.3)當學生的思維遇到障礙時，教師需恰當點撥，鼓勵學生以多重視角綜合運用學科知識、技能和方法繼續進行推測，而非直接告知答案.

3.2 營造民主氛圍，激勵遷移創新

學習過程本質上是知識的發現、分析、提煉與遷移的過程，另一方面也是展示學生聰明才智與獨特個性的過程.如果在教學中出現異常的實驗現象，或者學生提出超綱的問題，教師不能隨意回避，可以先表揚學生，課后探究釋疑.在節假日前，教師可以布置新的任務——自主查閱資料，簡單設計并動手操作原料易得、安全有趣的家庭實驗，并觀察、記錄實驗現象.家庭實驗素材比較豐富，例如自制汽水(蘇打水和檸檬汁的混合液)、自制酸堿指示劑(紫薯溶液)、自制肥皂、“會變色的花”(利用SO2的漂白性使紅花褪色)、“浮起來的鵪鶉蛋(蛋殼的主要成分CaCO3與白醋反應生成CO2，推動鵪鶉蛋上浮)等.這樣，學生能養成勤于發現、勇于質疑、樂于探究、敢于創新的習慣.

3.3 創設真實情境，厚植社會責任

學習是無法脫離學生所處的文化思維情境的.知識的提取、遷移及創新也與情境密切相關.化學教師可創設真實生動的教學情境，引導學生喜愛化學，贊賞化學學科對人類社會的貢獻.新課導入時，教師可以講述化學家們不畏困難、追求真理、最終造福人類的故事，強調中國科學家的突出貢獻，激發家國情懷，培養文化自信.布置習題時，教師可滲透STSE 教育，多選取與生活緊密聯系的問題，例如，垃圾的分類回收，巧用離子反應治理工業廢液，利用電化學原理研發清潔能源、防止金屬腐蝕等.這樣，可鍛煉學生基于核心知識解構真實復雜情境下的化學原理，并合理設計解決問題方案的實踐能力，培養其社會責任感.

3.4 控制考試難度，激發內部動機

化學試題命制是化學教育測量與評價的關鍵環節，強化素養導向、完善測試內容、豐富考查視角、控制考試難度，均有利于得到科學的測量結果、推動中學素質教育，從而落實立德樹人的根本任務.本次聯考化學試卷難度高，學生畏難情緒被誘發，甚至打算在選考科目中放棄化學，這顯然有違命題人的初衷.考試作為常見的檢測手段，不應成為青少年學習階段的攔路虎.命題者應合理控制考試難度，讓學生體會學習化學的成就感.化學教師可嘗試將美育引進化學課堂，賦予理性的化學教學以人文之美.如焰色反應五彩斑斕；晶胞結構疏密有致；水的電離能屈能伸；苯環結構對稱均衡.如果學生以學習化學為樂，能在化學學習過程中發現美、享受美、創造美，那么社會、家長和教師何愁其學業水平與學科核心素養的發展呢!