利用真題促進證據推理核心素養水平進階
——以2022北京卷第13題為例

董擁軍

(江蘇省南京師范大學附屬揚子中學)

化學學科核心素養包括5個方面,“證據推理與模型認知”是其中之一,也是要求學生形成的化學學科思想和方法之一?！白C據推理”要求學生具有證據意識,能基于證據對物質組成、結構及其變化提出可能的假設,通過分析推理加以證實或證偽;建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系。

《普通高中化學課程標準》(2017年版2020年修訂)將證據推理的水平劃分為4個層次:

圖1 證據推理水平劃分的4個層次

作為大規模選拔性考試,高考客觀上對高中教學起到重要的引導作用。高考評價體系將“引導教學”納入核心功能,有利于理順教考關系,增強“以考促學”的主動意識。在日常的教學和復習過程中,要充分利用高考原題,挖掘高考原題的素養導向功能。筆者以2022年北京卷化學第13題為例,探究如何充分利用高考原題,促進學生證據推理核心素養的水平進階。

1.原題再現

【例】(2022年北京卷,13題)利用如圖裝置進行鐵上電鍍銅的實驗探究。

裝置示意圖序號電解質溶液實驗現象①0.1 mol·L-1 CuSO4+少量H2SO4溶液 陰極表面產生無色氣體,一段時間后陰極表面有紅色固體,氣體減少。經檢驗,電解液中有Fe2+②0.1 mol·L-1 CuSO4+過量氨水陰極表面未觀察到氣體,一段時間后陰極表面有致密紅色固體。經檢驗,電解液中無Fe元素

下列分析不正確的是

( )

A.①中氣體減少,推測是由于溶液中c(H+)減少,且Cu覆蓋鐵電極,阻礙H+與鐵接觸

D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu緩慢析出,鍍層更致密

2.試題來源

本試題來源于人教版(2019)高中教科書化學選擇性必修1實驗活動4——簡單的電鍍實驗。實驗所用電鍍液以CuSO4溶液為主進行配制。(在CuSO4溶液中加入一些氨水,制成銅氨溶液,可使鍍層光亮)

3.基于證據推理核心素養的試題分析

3.1 收集“證據”的水平劃分

學習者“證據”收集的水平是化學核心素養證據推理水平的基礎,沒有“證據”收集水平的進階,化學核心素養證據推理水平的進階也就成了無水之源。下面筆者將從物質及其變化事實、宏觀與微觀結合、定性和定量結合、各類物質及其反應的不同特征等多角度分析,以2022年北京卷化學第13題為例,促進學生收集證據水平的進階。

表1 收集“證據”的水平劃分,以2022年北京卷第13題為例

3.2 基于“證據”的“推理”的水平劃分

科學思維要求學習者能運用抽象與聯想、歸納與概括、推演與計算、模型與建模等思維方法來組織、調動相關的知識與能力,解決生活實踐或學習探索情境中的各種問題。思維認知能力主要包括:形象思維能力、抽象思維能力、歸納概括能力、演繹推理能力、批判性思維能力、辨證思維能力等?！巴评怼笔恰白C據”與“結論”之間的紐帶和橋梁,學習者基于“證據”通過自己的邏輯思辨和推理,發表獨立的、有創造性的看法,是學習者很重要的一種能力。

表2 基于“證據”的“推理”的水平劃分,以2022年北京卷化學第13題為例

4.基于“證據”的“推理”中值得商榷的幾個問題

4.1.1 基于電極電位的判斷

4.1.2 基于計算與推演的辨析

而事實上,實驗①的實驗現象是:“陰極表面產生無色氣體”,“一段時間后陰極表面有紅色固體”。這又是什么原因呢?

不管是“陰極表面有無色氣體”還是“一段時間后陰極表面有紅色固體”,都是人眼的一種識別。下面以產生一個半徑為1 mm(毫米)的氫氣氣泡或產生相同體積的銅時,所消耗的電子的物質的量,來進行計算對比。

4.2 實驗②中溶液中離子濃度變化的深度辨析