指向化學學科核心素養的命題模型建構與應用

江合佩

摘要： 確立指向化學學科核心素養的三個評價視角，即核心價值、關鍵能力、必備知識。真實情境是有效連接考查內容與問題設計的重要載體，通過真實情境將考查內容、考查要求融為一體，構建出命題模型。以區域考試命題為例，呈現指向化學學科核心素養的命題模型及分析思路。

關鍵詞： 核心素養; 核心價值; 關鍵能力; 必備知識; 命題模型

文章編號： 10056629（2020）06008107? 中圖分類號： G633.8? 文獻標識碼： B

學科核心素養是在反思學科本質觀的基礎上對學科育人價值的凝練，是學生在課程學習中形成的、能夠靈活整合學科觀念、思維方式、探究模式和知識體系，應對和解決各種復雜的、不確定的現實生活情境中的問題的綜合性品質。學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值理念、必備品格和關鍵能力;是落實立德樹人根本任務、發展素質教育、弘揚科學精神、提升學生核心素養的重要載體[1]。楊向東[2]指出，學科核心素養測評的評價框架應包涵學科思維方法和價值觀、結構化的學科知識、不同復雜程度的真實情境。單旭峰[3]認為，基于核心素養測評的高考化學科評價體系考查內容應包涵核心價值、學科素養、關鍵能力、必備知識四個方面，提出基于基礎性、綜合性、應用性、創新性考查要求的情境化考查思路?；趯W科素養的問題情境必須選擇能夠體現核心價值引領;關鍵能力必須體現學科素養的要求;必備知識的遴選必須以學科素養為導向。

1 指向化學學科核心素養的評價視角

綜合各方觀點，可梳理出指向化學學科核心素養的評價視角應涵蓋核心價值、關鍵能力與必備知識三個方面。

1.1 核心價值

核心價值是正確的價值觀念與健康的情感態度的綜合，強調考試的育人價值，包含政治立場和思想觀念、世界觀和方法論、道德品質等。具體到化學學科，核心價值須從學科社會價值、學科本質價值與學科育人價值3個方面進行分析[4]。

化學不僅與經濟發展、社會文明的關系密切，也是材料科學、生命科學、環境科學、能源科學和信息科學等現代科學技術的重要基礎?；瘜W在促進人類文明可持續發展中發揮著日益重要的作用，是揭示元素到生命奧秘的核心力量[5]。由“化學與經濟發展的關系密切”可梳理出在發展經濟的同時要注意樹立可持續發展意識和綠色化學觀念;由“化學與社會文明的關系密切”可梳理出必須借助中華優秀傳統文化和最新有國際影響力的科研成果來弘揚愛國主義情懷。由“化學是材料科學、生命科學、環境科學、能源科學和信息科學等現代科學技術的重要基礎，是揭示元素到生命奧秘的核心力量”可梳理出化學是人類進步的關鍵，能利用化學必備知識對社會熱點問題做出正確價值判斷，本部分內容屬于化學學科本質價值;由“化學在促進人類文明可持續發展中發揮著日益重要的作用”可梳理出科學家在進行科學探索與研究中的求真務實、一絲不茍的科學精神;感悟化學對人類文明發展巨大的推動作用，從而激發自主學習的熱情，本部分屬于學科育人價值層面。核心價值的具體內涵如圖1所示。

1.2 關鍵能力

關鍵能力是指“學生經過高中階段的學習后，在應對與學科相關的生活實踐情境的問題或學習探索情境的問題時，為了高質量地認識問題、分析問題、解決問題所必須具備的能力”[6]，包含以認識世界為核心的知識獲取能力群、以解決實際問題為核心的實踐操作能力群、涵蓋了各種關鍵思維能力的思維認知能力群[7]。具體到化學學科，關鍵能力從理解與辨析能力、分析與推測能力、歸納與論證能力、探究與創新能力4個方面進行分析。

化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質、轉化及其應用的一門基礎學科。由“從微觀層次認識物質”可梳理出化學學科關鍵能力之一為接受、吸收、整合化學信息的能力（信息能力），即理解與辨析能力;由“以符號形式描述物質”可梳理出化學學科關鍵能力之一為分析和解決化學問題的能力，具體包涵分析與推測能力、歸納與論證能力;由“在不同層面創造物質”可梳理出化學學科關鍵能力之一為化學實驗和探究的能力，即探究與創新能力。關鍵能力的具體內涵如圖2所示。

1.3 必備知識

系統的、結構化的學科知識、技能、觀念和方法，是學生深刻理解任務情境、明確問題、形成假設和問題解決方案的根本基礎，這樣的知識稱之為必備知識。必備知識指“經過高中階段學習后，學生在應對現實問題情境或學術問題情境時，認識問題、分析問題和解決問題必須具備的知識”[8]。“必備知識”除了強調知識的基礎性之外，一是更加強調知識的遷移性，重視利用結構化、網絡化的知識解決真實陌生復雜問題的價值與功能;二是更加強調知識的價值性，重視知識在未來學習生活中所必須具備的核心知識和觀點。

“物質的組成”涵蓋化學語言與概念，即化學用語;“物質的結構、性質”涵蓋物質結構與性質，即原子結構、分子結構與晶體結構;“物質的轉化及其應用”涵蓋反應變化與規律、物質轉化與應用、實驗原理與方法等[9]。

2 指向化學學科核心素養的命題模型

指向化學學科核心素養的考試命題在考查內容部分需要從核心價值、關鍵能力、必備知識出發，在設計具體的問題任務時，則需要鏈接真實的情境素材。真實情境不僅僅是學科核心素養形成和發展的途徑和方式，也是評價學科核心素養的重要依托[10]。

2.1 真實情境是評價化學學科核心素養的重要依托

國家政策要求創新試題形式，加強情境設計，注重聯系社會生活實際，增加綜合性、開放性、應用性、探究性試題[11]。課程標準則強調“真實、具體的問題情境是學生化學學科核心素養形成和發展的重要平臺，為學生化學學科核心素養提供了真實的表現機會”[12]。

其中包含兩方面的內容： 一是情境的內涵——“不同復雜和陌生程度的真實問題情境”;二是情境的分類——學習探索情境、生活實踐情境、學術探索情境[13]。情境將考查內容與考查要求有效地鏈接起來，具體闡釋如下：

首先，化學學科核心素養的培育與評價與真實情境緊密相連。核心素養是指個體在面對復雜的、不確定的現實生活情境時，能夠綜合運用特定學習方式所孕育出來的（跨）學科觀念、思維模式和探究技能，結構化的（跨）學科知識和技能，世界觀、人生觀和價值觀在內的動力系統，分析情境、提出問題、解決問題、交流結果過程中表現出來的綜合性品質[14]。換句話說，學科核心素養只有在真實復雜情境問題解決過程中利用必備知識和關鍵能力才能表現出來，脫離了真實情境，學科核心素養的培育無從談起。

其次，考查要求需要在真實情境問題解決中才能體現出來。情境既可以從類型進行分類，也可以從“簡單與復雜”“熟悉與陌生”“單一與多元”“封閉與開放”進行闡釋?？疾橐髮嵸|是要求學生在不同的真實情境下利用學科必備知識和關鍵能力外顯出來的能力層階。考查要求包括基礎性、綜合性、應用性與創新性4個層階。其中，基礎性強調知識基礎扎實，對應著能力層階的知道、了解;綜合性強調知識融會貫通，對應著能力層階的理解;應用性強調知識學以致用，對應著能力層階的運用;創新性強調知識的遠遷移，對應著能力層階的設計、評價、反思[15]。

因此，情境要求是命題模型的關鍵。不僅將學科核心素養的3個要素有機融合起來——學科核心素養就是運用正確核心價值觀念，利用學科必備知識和關鍵能力解決真實復雜情境表現出來的綜合性品質，還要將考查內容與考查要求有機重整起來——考查要求其實就是在不同真實情境下對考查內容問題解決體現出來的品質?；瘜W學科情境的內涵及具體內容如表1所示[16]。

學習探索情境強調命題的基礎性與綜合性，要求學生基礎扎實，能夠將不同章節不同模塊的必備知識融會貫通，落實學科關鍵能力;生活實踐情境強調命題的應用性，學生需要將生活中的化學問題進行化學抽象，形成運用學科必備知識和關鍵能力解決問題的學科素養;學術探索情境則更強調命題的創新性，希望學生運用正確的化學觀念形成解決問題的一般思路。

2.2 命題模型的構建

在系統分析了命制模型的各要素后，就可以開始構建基于化學學科核心素養的化學命制模型了。傳統的雙向細目表指向的是以學科知識點為綱、以知識點掌握水平為質量水平的學業質量觀。而指向學科核心素養的命題模型，要求學生在經歷各種真實復雜現實情境任務過程中，運用結構化的學科知識和技能，整合和運用學科關鍵能力、核心價值，應對和解決各種復雜開放的陌生任務。

化學課程標準提出基于學科核心素養的命題模型，即以真實情境為測試載體，以實際問題為測試任務，以化學知識為解決問題的工具。但是在具體落地的時候，情境如何分類、問題如何分層、能力如何進階都沒有很清晰的界定。因此，有必要升級并構建指向化學學科核心素養的命制模型，從“考查內容—考查要求—考查情境”三維設計命制模型，如圖3所示。

命題模型有以下特點： 一是凸顯化學學科的學科特質。構建從考查內容、考查要求和考查情境的多維命題模型，將化學學科的內容要求和具體的學科關鍵能力要求有機融入命題模型當中。二是實現了從“雙向細目表”向能力矩陣的轉換。充分考慮真實情境在化學試題命制中的作用，有利于引導在今后的教學中充分考慮知識和能力所依托的真實情境。三是關注必備知識和關鍵能力的培育，要求學生重點掌握有類比遷移功能價值的系統化、網絡化、結構化的必備知識。能力的培養要求“聚焦在真實情境中解決問題的能力，強調化學抽象，強調學科關鍵能力與科學能力的有效關聯與對接”[17]。四是豐富了課程標準的命題模型，使之變得更具有可操作性和實用性。這條路徑不是指向某個化學學科核心素養的評價，而是綜合考量過程中的各個關鍵要素，從而達成對化學學科核心素養的落地。

3 指向學科核心素養的命題實踐

在命題模型下，特別強調真實情境的重要性，并以真實情境為抓手，將核心價值、關鍵能力、必備知識等多個要素整合起來，因此，“真實情境”不僅是命制模型中的重要關鍵要素，也是連接其他關鍵要素的關鍵橋梁[18]。在試題命制過程中以考查學生的關鍵能力作為主要測量目標，以學習探索、生活實踐、學術探索等情境作為試題載體，遴選情境素材，梳理出考查內容，從而確定考查要求和設計問題。

下面以廈門市2020屆高三期末質檢化學反應原理題的命制實踐來真實呈現指向化學學科核心素養的命題模型的一般命制思路。

化學是利用化學變化實現目標物質轉化與目標能量轉化的中心科學，化學反應原理題主要通過熱力學、動力學的綜合分析來考查學生的創新性思維，因此命題者希望從學生相對熟悉的教材上的素材進行深度挖掘，考查學生的學科素養及核心價值。

查閱了大量文獻以后，從中篩選符合高中生的認知水平，符合所要考查的關鍵能力和必備知識，最終確定羅蓓爾團隊[19]關于化學環分解氯化銨獲得純堿和氯乙烯集成清潔工藝與Grazia Malta團隊[20]在《Science》上發表的關于氯乙烯反應歷程的動力學研究兩篇核心文獻作為原始素材，對素材進行轉化和加工。

試題設計從學生熟悉的侯氏制堿法、工業制備氯乙烯等熟悉的學習探索情境出發，挖掘我國科學家在利用化學環創造性地將這些常見的反應實現目標物質與目標能量的系統優化利用，進而繼續挖掘，從國際頂尖刊物《Science》查閱相關文獻，研究催化反應歷程，由學習探索情境進階到學術探索情境，考查學生的遠遷移創造性思維。

在素材遴選和試題設問過程中，首先彰顯了核心價值。體現如下： 一是彰顯學科的社會價值，從我國科學家設計的化學環出發，培育學生愛國主義情懷，樹立可持續發展意識，踐行綠色化學理念;二是加深對化學學科本質的理解，通過試題的分析與解答認識并欣賞化學是人類進步的關鍵，化學能對社會熱點問題及前沿學術問題做出及時合理的因應;三是彰顯化學學科的育人價值，讓中學生感悟到化學家化平淡為高遠的創新精神。其次，關注學生關鍵能力的培育。既關注學生理解與辨析能力的訓練，也關注學生圖表分析與推測能力的提升，更重視學生在高度陌生的前沿情境下的創新能力的養成。再次，重視必備知識的覆蓋。傳統的化學反應原理試題更多將重點聚焦在熱化學理論計算、熱力學及圖像分析，對動力學尤其是反應機理部分的涉及較少，導致學生在碰到類似問題的時候習慣性地從熱力學角度去分析;同時，試題特別關注綠色化學原子經濟性及能源利用率，從更高的視角來審視化學反應原理問題，讓學生在真實、系統的問題解決中運用必備知識，使得知識結構化、系統化、網絡化。

同樣，在問題的設計上，特別注意能力的合理進階。從學生最熟悉的蓋斯定律出發，關注基礎性，降低學生答題的恐懼感。在熱力學理論分析部分，也注意多設臺階，讓學生從最表象的圖像、最佳溫度選擇進階到平衡常數計算，再到原因的闡釋，符合學生的認知習慣。關于動力學部分素材較為前沿，在設問上采取降低難度，從教材出發，讓學生找到答題的起點，有利于提升答題的信心。綜合考慮化學學科核心素養的3個要點、真實情境、考查要求，編制了下列試題。

利用化學環分解氯化銨獲得純堿和氯乙烯集成清潔工藝如下：

本題從核心素養評價要點、真實情境、考查要求綜合分析，形成指向化學學科核心素養的試題分析如表2所示。

從實測結果來看，學生在蓋斯定律、條件控制、綠色化學3部分的答題情況較好，說明學生有序分析思維能力較好，與預期相符。但是當試題有所變化，比如平衡常數K的計算由常規變式為Kp的計算，學生得分率極低，說明學生類比遷移能力較弱。同樣，學生分析

說理能力較弱，熱力學和動力學兩道說理題作答情況均不好，普遍存在找不到角度或者選擇角度有誤，好不容易找對角度，有序表達能力又很薄弱。而關于高度陌生的動力學反應歷程問題成為學生作答情況最差的設問，說明學生在面對真實復雜情境的問題的解決能力亟待提升。

綜上，指向化學學科核心素養的試題命制模型從以往僅僅關注基礎知識、基本技能的雙向細目表轉向關注真實情境，關注試題的核心價值，上升到發展學生的學科核心素養，通過考查情境、考查內容、考查要求綜合調控試題的難度，使得命題更加科學、規范，從經驗型的命題向基于標準的命題邁進，有利于貫徹和落實立德樹人教育的根本任務，有利于選拔適應未來社會的人才，更有利于引導教學從重視雙基走向落實學生的化學學科核心素養。

參考文獻：

[1][10] 楊向東. 指向學科核心素養的考試命題[J]. 全球教育展望， 2018， （10）： 39～51.

[2][12] 中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學課程標準（2017年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018： 1～2， 73.

[3][9] 單旭峰. 基于高考評價體系的化學科考試內容改革實施路徑[J]. 中國考試， 2019， （12）： 45～52.

[4][6] 李勇， 徐奉先， 趙靜宇， 程力. 基于核心素養的高考內容改革理念及路徑[J]. 課程？教材？教法， 2019， （7）： 76～83.

[5][7] 李勇， 趙靜宇， 史辰羲. 高考評價體系的基本內涵與主要特征[J]. 中國考試， 2019， （12）： 7～12.

[8] 于涵. 新時代高考定位與內容改革實施路徑[J]. 中國考試， 2019， （1）： 1～9.

[11] 國務院辦公廳關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見[EB/OL]. （20190619）http：//www. gov. cn/zhengce/content/201906/19/content_5401568. htm？ trs=1.

[13] 程力， 史辰羲. 高中學業水平考試標準制定的實施路徑[J]. 課程？教材？教法， 2019， （7）： 84～88.

[14] 楊向東. 核心素養測評的十大要點[J]. 人民教育， 2017， （3）： 41～46.

[15] 江合佩 單旭峰. 基于高考評價體系的化學試題研究——以2019年高考試題為例[J]. 教育測量與評價， 2020， （2）： 11～19.

[16][17] 單旭峰. 真實情境的高考化學命題理論與實踐[J]. 中學化學教學參考， 2019， （5）： 1～5.

[18] 單旭峰. 以文獻為基礎的高考化學真實情境命題策略探索[J]. 教育理論與實踐， 2015， （32）： 18～20.

[19] 羅蓓爾， 諸奇濱， 成有為， 王麗軍， 李希. 基于化學環分解氯化銨的純堿和氯乙烯集成清潔工藝[J]. 化學反應工程與工藝， 2015， （10）： 449～458.

[20] Grazia Malta， Simon A. Kondrat， Simon J. Freakley. Identification of singlesite gold catalysis in acetylene hydrochlorination [J]. Science， 2017， （3）： 1399～1403.