2020 年高考化學試題特點及其教學啟示

王云生

（福建教育學院化學教育研究所，福建 福州 350025）

2020 年高考理綜能力測試全國卷的化學試題，依據2017 年版化學課程標準的內容要求命制，必考試題涵蓋了舊教材必修1、必修2 和選修4 的內容，選考試題考查舊教材選修3 和選修5 的內容，考試內容與2017 年版化學課程標準規定的化學必修課程和選擇性必修課程的三個模塊的內容要求基本一致。化學試題的設計和考查內容，體現了《中國高考評價體系》提出的評價理念，指向“核心價值、學科素養、關鍵能力與必備知識”，體現“基礎性、綜合性、應用性、創新性”，著重考查考生是否理解掌握高中化學課程的最基礎的核心知識，測評考生的關鍵能力和化學學科素。［1］

2020 年高考，化學學科的考查內容、試題題型運用、試題的設計上，保持了往年的正確命題方向，更好體現了化學教育和高考的德育功能，更加重視在考查必備基礎知識的理解、掌握程度的基礎上，考查考生的關鍵能力。試題在情境創設、必備基礎知識理解掌握程度的考查、關鍵能力的測評、試題設問與呈現方式的創新上，有了進一步的提高，能更有效地考查考生的化學學科素養。本文以全國Ⅰ卷為例，分析化學試題在情境創設、信息呈現、試題設問方面的特點，及其對高中化學教學的啟示。

一、試題的情境設計聯系實際、緊扣考查內容，完整、簡潔地呈現了解題的必要信息，體現了化學教育和考試的德育功能

試卷幾乎所有的試題都運用來自生產、生活、化學實驗、化學科學研究成果的素材作為試題的背景或創設問題的情境。問題情境緊扣考查內容，有效地考查了考生能否運用所學化學基礎知識，在較為陌生、復雜的情境中，認識、分析、解決問題。也讓考生在解答問題的同時，了解我國古代人民、當代科學家在化學科學技術發展上做出的貢獻，認識化學科學的應用價值，從中受到教育。試題的設計思想，對中學化學教科書的編寫與教學具有很好的指導作用。

例如，選擇題第7 題，考查能有效滅活新型冠狀肺炎病毒的常見化學消毒劑的組成、性質、名稱；第8 題要求分析能提高人體免疫能力的中藥材提取物（紫花前胡醇）的結構式，分析它的組成、性質；第11 題要求依據核反應的規律（質量數與質子守恒）分析、判斷居里夫人制造人造放射性核素的核反應中，參與生成的核素的類別；第12 題要求依據反應模型，分析新型Zn-CO2水介質電池的反應原理。試卷的五道化學非選擇題重，比較全面地考查了化學反應原理、物質結構與性質、有機化學基礎三個模塊學習的核心內容。第26 題以黏土釩礦制備釩酸銨的工藝流程、工藝條件為背景，考查考生有關元素化合物轉化反應知識的理解掌握程度。其他三道題，全面地考查了化學實驗、化學反應原理、物質結構與性質、有機化學基礎四個模塊的核心基礎知識，考查面廣，著重考查考生綜合應用基礎知識認識、分析、解決問題的能力。第27 題，要求考生對題設的檢驗不同化合價鐵的氧化還原能力的實驗，從操作到原理作全面分析，并對實驗結果做出結論。試題全面地考查了考生的實驗基礎知識、基本技能，突出考查了通過實驗收集證據、驗證規律性知識的能力。第28 題，以重要的化工原料（硫酸）制造中的關鍵反應（二氧化硫催化氧化反應）為素材，全面考查化學反應原理知識的理解和掌握程度，包括反應能量變化的分析、描述，特定條件下反應平衡轉化率、化學平衡常數的分析與計算，依據反應速率方程對不同溫度下反應速率圖線做分析。第35 題，以2019 年諾貝爾化學獎獲得者的研究項目（鋰電池的正極材料——鈷酸鋰、磷酸鐵鋰的研究）為背景，考查鐵、鋰元素原子結構、磷酸根離子的空間構型、磷酸鐵鋰晶胞結構的分析，涵蓋了物質結構三個層次的學習內容。第36 題，以一種有機超強堿（當前備受關注的研究項目）的合成路線分析為情境，試題給出了超強堿的結構式、合成路線中應用的兩種反應，要求考生通過合成路線的分析，回答若干最基礎的有機化學問題，包括簡單有機物的命名、反應類型與官能團的辨識、有機反應方程式、有機物結構簡式的書寫、同分異構體的分析、判斷等。試題考查內容基礎、全面，有利于指導中學教學全面完成化學課程的教學內容。

在試題素材選擇運用和問題情景創設上，2020 年全國卷有了提高和創新。例如，選擇題第7、8 題，結合我國新冠肺炎防治的成就、中藥材提取物應用實例，重視考試的德育功能，賦予各個選項更實在、更寬廣的基礎知識考查功能，增強了必備基礎知識的考查功能。第11 題突破了元素原子結構、元素周期表、元素性質的考查模式，有了創新。試題運用物理學科核反應的有關知識，巧妙地把最基礎的核心化學知識的考查與證據推理能力的評價緊密結合起來。要求考生從居里夫婦研究的核反應，利用“元素X、Y 的最外層電子數之和為8”的信息，推斷X、Y 元素的類別從而判斷四個選項的正誤。非選擇題第27 題作為實驗考查題，重視實驗基礎知識、基本技能、實驗實際操作能力的考查，在整體設計上突出了化學實驗驗證化學反應原理的功能，凸顯了科學精神教育功能，提升了試題全面考查考生實驗能力功能。

化學試題的問題情境設計，從考查主旨出發，精心選擇素材，創新情境，把基礎知識、關鍵能力考查與考試的德育功能融合起來，自然貼切。中學化學教學，也應該做到從教學目標出發，精心選擇教學素材，創設聯系實際的教學情境，把基礎知識教學、關鍵能力培養、價值觀教育，自然貼切地融合起來，全面實現化學教育的功能。

二、試題的信息呈現方式靈活多樣，注意創新，增強了信息獲取、整合、加工能力的考查力度，體現了學習能力與化學學科素養的考查要求

2020 年的化學試題背景材料和有用信息的呈現方式，注意創新，更多使用實物模型圖、認識模型、數據圖表、函數圖像、化學符號和化學用語，增強了信息能力的考查力度。

化學實驗、化學反應原理試題使用的圖、表，類型多樣、蘊含的信息豐富。第27 題，用實驗裝置圖、化學實驗儀器圖、離子電遷移率的數據表等形式呈現試題的信息。第28 題使用了反應過程能量變化圖、不同溫度壓強條件下反應平衡轉化率的函數圖像、反應速率隨溫度變化的圖線，來描述反應的特征、呈現解題有用信息。這些數據圖線涵蓋了化學反應原理學習常用的3 種類型的函數圖像。有機化學試題，使用結構簡式呈現學生未曾學過的或結構較為復雜的5 種有機化合物的結構，考生要從結構圖像分析各步有機反應中碳骨架的變化、官能團的轉化，整體把握合成路線、解答試題。試題還要求考生能用結構簡式表示具有特定結構特征的同分異構體。第35 題，使用結構模型呈現磷酸亞鐵晶胞結構、磷酸鐵鋰充放電前后晶胞結構的變化，考生比較分析這些結構圖式，可以獲得解題的有用信息。

化學試題往往涉及各種化學反應信息。中學課本常用化學方程式（或熱化學方程式、化學反應圖式）表示發生的反應，用物質轉化流程圖表示反應過程物質的轉化關系。2020 年試題，靈活使用了多種形式來呈現物質間的反應轉化關系。例如，借助核反應式、使用化學科學技術研究文獻采用的新穎的物質組成結構變化圖式（見圖1），揭示化學反應機理。要求考生可以從中了解解題需要的多種信息，應用于試題的解答。例如，要從第10 題的圖式了解總反應由哪些分步反應組成，了解反應物、反應中間產物、生成物、反應副產物的組成、結構，了解各步反應發生的必要條件、反應的歷程、催化劑的作用，才能解答好試題。因此，從考生解答試題的過程，也能考查考生信息獲取和處理、加工的能力。

圖1 2020 年全國1 卷化學試題（第10 題、12 題）設計使用的反應圖式

試題信息呈現方式的多樣化，要求高中化學教學，要幫助學生了解化學信息、資料呈現方式，努力突破單靠文字、數據、化學方程式的限制，幫助學生掌握解讀各種形式的數據圖表、認識模型圖、順利解讀各種形式的反應過程、反應機理圖式的技能，提高信息獲取與呈現的能力。

2020 年的化學試題中，為了更簡潔、明確地表述試題的問題情境與設問，運用了不少學生未曾學過的化學新概念、新名詞，采用了學生不熟悉的物質結構、變化呈現方式。如，羰基化反應、水介質電池、組分的分布系數、酸浸氧化、沉淀轉溶、電轉移率、反應速率方程、速率常數、有機堿、芳香同分異構體；用鍵線式表示有機化合物的結構、用三維空間透視圖呈現晶胞結構（2019 年還使用晶胞結構的剖面圖、投影圖）。這些概念、名詞，信息呈現方式，考生雖然沒有學過，但結合試題的情境、語境以及試題給出的簡要說明，可以正確理解它的含義、把握試題的情境和問題的核心，也發揮了考查考生學習能力、思維敏捷性、靈活性的作用。部分教師對此不大習慣，懷疑考生是否具備解讀能力，認為在今后教學中需要考慮增加這些名詞概念的教學內容。實際上，這不是試題設計給教學的提示。在化學教學中，應該結合教學內容提升學生的學習能力，克服死扣條條文本、教條與僵化的思維方式，敢于接受、學習新概念，敢于接受并運用新的信息呈現方式。

三、試題設問體現考查主旨，有效地測評考生的必備知識與關鍵能力

立意、情景、設問，是試題設計的三要素。立意，是試題考查的主旨、指向，是試題的靈魂。情境呈現問題的背景、理解和解答問題需要的信息。設問是試題的考查點，體現試題的立意。從考生對設問的應答，可以測評考生理解把握問題的核心、對必備知識的理解掌握程度、關鍵能力的發展水平、科學態度和思維方式。

2020 年高考化學試題，在設問上，較好地體現了三要素間的關系。例如，第10 題（選擇題），要求判斷有關［Rh(CO)2I2］催化氧化甲醇碳基化反應的4 個選項的正誤。選項考查的知識都是化學反應的核心基礎知識（辨別發生的反應、反應中間體，判斷反應過程參與反應的物質化學鍵的變化）。但是要做出正確判斷，考生需要正確解讀題設的［Rh(CO)2I2］催化氧化甲醇碳基化反應圖式，理解反應機理、認識催化劑在反應過程的變化、作用。該反應是高中學生未曾學過的，需要考生綜合運用化學反應原理知識做解讀。設問，把化學反應基礎知識的考查與信息提取、加工，邏輯分析、邏輯判斷能力的考查有機融合。第27 題（實驗題）的考查主旨是分析題設的實驗“驗證不同化合價鐵的氧化還原能力”的結論和具體的實驗操作。試題的設問，圍繞實驗操作、實驗目的，設計了6 個小問題實現考查主旨。6 個問題的設置，涵蓋了實驗目標、實驗儀器裝置選擇、實驗試劑選用、實驗的關鍵操作、實驗結論的得出等實驗過程。設問考查指向明確，各問題間的邏輯關系明晰，有效地考查了實驗基礎知識、基本技能，運用實驗驗證化學反應原理（規律）的能力。該試題的設計，尤其是問題的設置，為中學實驗教學處理好實驗基礎知識、基本技能教學、實驗關鍵能力的提升，提供了范例。第28 題，以學生熟悉的二氧化硫催化氧化反應作背景，設計了4 個小題，分別從反應能量變化及其表示方法、反應速率及其影響因素、反應平衡狀態及其影響因素三個方面設問，全面考查了考生反應原理基礎知識掌握的程度。從考生應答過程對數據圖表的解讀、分析與應用，可以測評分析推理能力的發展水平。這些問題的解答，要以結合試題給出的信息，整體理解、把握試題給出的有機合成路線，達成對有機化合物組成、結構、性質、反應、合成等基礎知識的考查，有效地測評考生學習、運用有機化學基礎知識的關鍵能力。

中學化學教學中，經常使用問題教學法，也常常通過設問、提問、引發學生的思考、交流討論。但設問、提問往往存在一些問題，教學效果不佳。如，設問缺乏問題情境、與教學的中心問題不契合、不能涵蓋教學基本內容、問題過于簡單直白缺乏思考性。如何緊扣問題的核心，提出有啟發性、思考性、有一定深度的問題，可以從高考試題的命制得到啟發。

高考試題的分析、評價要突破考點分析、統計，難點、失分點檢查、討論，命題走向分析、預測的模式，注重高考試題考查主旨、試題情境創設、信息呈現和設問方式的研究分析，從中得到啟示，以指導教學，提升學生的化學學科素養。