中考化學情境化試題的調查及啟示

莊曉松 王祖浩

摘要： 以2023年北京市等地區的31份中考試卷中的情境化試題為研究對象，基于情境化試題的內涵從情境素材、情境育人功能、情境質量以及情境化問題設置四個方面展開調查研究和分析，并依據調查的結果提出情境化試題命制須挖掘真實和有價值的情景素材、聚焦問題的測試功能等啟示和建議。

關鍵詞： 中考化學試題； 情境； 內涵； 功能

文章編號： 1005-6629（2024）02-0086-06

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

1 調查背景

情境認知理論認為，知與行是交互的，知識是情境化的，通過情境活動促進了學習和理解。伴隨著情境認知理論的豐富和發展，教育部門已經認識到情境在考試命題中的重要性。2019年11月教育部發布的《關于加強初中學業水平考試命題工作的意見》指出，中考試題應充分考慮城鄉學生學習和生活實際，增強情境創設的真實性、典型性和適切性，提高試題情境的設計水平［1］。顯然基于真實情境的命題是提升義務教育化學學業水平考試試題的科學化水平的舉措之一。《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新版課標”）為實現對核心素養導向的義務教育化學課程學業質量的全面考查，指出化學試題的情境應圍繞各個學習主題和大概念創設真實情境［2］。顯然，現實的化學教學和評價中，試題情境化已成為衡量試題質量的指標之一。

2 調查設計

2.1 調查維度分析

情境化試題中的情境是一個比較復雜的概念，指向的是現實情境中的意義創生和復雜問題的解決，是一種真實的評價方式，并以整合為目標的關聯系統，包含完整的問題解決過程［3］。可見，真實的問題背景是情境化試題的一個重要特征，真實的問題背景往往與現實生活對接，呈現出現實世界的紛繁多樣性，關注任務外在表現的同時，更是強調目的、任務、情境等諸多要素在深層反應機制上的一致性；真實問題發生的載體是情境化試題的另一個重要特征，表明情境是以問題或任務為中心構成的活動場域，使問題融入到真實的情境中，學生在情境中進行問題解決或者完成所需的任務。

基于情境的內涵及其特征，本研究根據課程標準并參考相關的文獻資料，初步確定從情境素材來源分布、情境育人功能、情境質量、情境問題設置等維度展開對中考情境化試題的調查與考察。

2.2 調查對象

本調查選取2023年北京市等地區的31份中考化學試卷中的情境化試題作為調查研究對象，覆蓋了我國的東、中、西部地區，有較好的代表性。

31套試題卷共有663道試題，其中情境化試題為555道，占總題數的83.7%。有20套試卷的情境化試題占比超過了80%，其中10套試卷的情境化試題占比為100%，9套試卷的情境化試題占比在60%～79%，僅兩套試卷的情境化試題占比低于60%。

2.3 調查方法

本調查研究采用內容分析法，主要根據情境化試題的內涵、結構特征、課程標準以及教育部門對試題中情境的要求構建情境化試題分析框架，對中考化學試卷中情境化試題進行類別統計，分析當前中考化學試卷中情境化試題的特點以及存在的問題。

3 情境化試題的調查

3.1 情境素材的分析

新版課標指出試題的命制應精選情境素材，選取緊密關聯學科內容的情境素材［4］。對情境素材的調查可以參考2015PISA測評題素材的選擇方式，從情境的背景范圍和知識的應用領域進行調查。情境的背景范圍涉及與學生和家庭的日常生活相聯系的個人層次，與學生生活的社區、城市等有關聯的地區或國家的區域層次，與全球性的問題和生活相關聯的全球層次。知識應用領域主要分為生活健康、自然資源、環境、危機、科學技術及科學研究等知識的應用領域［5］。555道情境化試題情境素材來源的分布情況如表1所示。

從表1可以看出，555道情境化試題的情境素材分布非常不均衡，區域層面的科學技術和科研方面的試題最多，共有255道試題，占情境化試題的45.9%，并且主要集中在興趣小組模擬化學實驗方面。

從情境的背景范圍來看個人層次的情境占21.4%，區域層次的情境占74.1%，全球性層次的情境最少，僅占情境化試題的4.5%。2015PISA科學素養測試所公開的試題中知識應用背景中個人的占35.1%，區域的占54.1%，全球的占10.8%［6］。命題設計者為充分體現試題的適切性和公平性，從和學生密切關聯的生活場景入手，主要關注個人和區域兩個方面，而較少關注以全球為背景的命題設計。從情境素材的背景角度分析，PISA科學素養測試和中考情境化試題較為相似，但中考情境化試題更偏重于區域層次。

從知識的應用領域來看，情境化試題中生活健康占11.5%、自然資源占9.5%、環境占13.9%、危機占7.9%、科學技術和科研占57.1%。2015PISA科學素養測試所公開的試題中生活健康占24.3%、自然資源占21.6%、環境占13.5%、危機占18.9%、科學技術和科研占21.7%［7］。PISA科學素養測試題在知識應用領域內分布均衡，凸顯了學科知識在生活生產實際中的應用。與PISA科學素養測試題相比，中考情境化試題的情境素材在各個領域內明顯不均衡，其中危機方面的情境最少，科學技術和科研的數量明顯龐大。

3.2 情境育人功能分析

新版課標的基本理念之一是充分發揮化學課程的育人功能，落實立德樹人的根本任務，主要體現在“化學課程能融入社會主義核心價值觀的基本內容和要求”“注重學生的發展、合作參與、創新實踐，引導學生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀”“化學是推動人類社會可持續發展的重要力量，在社會發展中發揮著不可替代的作用”等方面［8］。因此，對情境的育人功能調查主要從文化自信、科學態度、化學學科價值三方面進行（見表2）。

根據試題情境的育人功能調查框架，對31套中考化學試卷中涉及文化自信、科學態度以及學科價值的試題進行統計，有些試題包含了多種育人功能，則分別進行統計。例如，試題以《天工開物》中金屬錫的冶煉工程和技術為情境，弘揚了中華優秀傳統文化，也讓學生感覺到化學促進了人類社會的發展，則分別從文化自信和化學學科價值方面進行統計。從圖1來看，555道情境化試題中體現文化自信類的試題為101道，考查學生對化學的科學態度類試題為28道，反映化學對人類社會發展起重要作用的學科價值類試題為56道，分別占情境化試題總量的18.2%、 5.0%、 10.1%。從上述統計結果可以看出，情境化試題在育人功能的分布上存在著明顯的不均衡，命題者偏重于文化自信類情境，而科學態度類試題和化學學科價值類試題占比較小。

文化自信是一個民族、一個國家以及一個政黨對自身文化價值的充分肯定和積極踐行，并對其文化的生命力持有的堅定信心，包含對民族傳統文化的自信，對中國現實發展道路的自信以及對中國未來發展前景的自信［9］。對統計的文化自信類試題按上述文化自信類型進行統計，結果如圖2所示。101道文化自信類試題中對中華民族文化傳統的自信類試題為65道，占64.4%；對中國現實發展道路的自信類試題為25道，占24.7%；對中國未來發展前景的自信類試題為11道，占10.9%。上述數據說明文化自信類試題能兼顧各種類型的文化自信，但以中華民族傳統文化試題為主，分布并不均衡。

化學的學科價值在于能引導學生欣賞化學對人類文明所作出的偉大貢獻，讓學生充分體會到化學對人類社會發揮著不可替代的作用，這些作用主要體現在化學與社會發展、化學與生活質量、化學與科學技術等方面。對上述學科價值類試題按上述化學學科價值的作用類型進行統計，結果如圖3所示。56道化學學科價值類試題中化學與社會發展類試題為19道，占33.9%；化學與生活質量類試題為11道，占19.6%；化學與科學技術類試題為26道，占46.4%。上述數據說明化學學科價值類試題能兼顧各類型的學科價值，但分布也同樣存在著不均衡。

科學態度是指通過化學課程的學習，在理解科學、技術、社會、環境相互關系的基礎上，逐步形成的對化學促進社會可持續發展的正確認識［10］。28道科學態度類試題的情境素材主要集中在“節約資源的意識”“保護環境的習慣和理念”方面，缺少諸如“對化學學科促進人類文明和社會發展的重要價值的認識”“具有嚴謹求實的科學態度，能提出自己的見解用于修正或放棄錯誤的觀點”“運用化學知識對生活及社會實際問題作出判斷和決策的意識”等方面的考查。

3.3 情境質量分析

新版課標指出“應精選試題的情境素材，應選取緊密關聯學科內容的情境素材，關注其真實性，確保信息的權威性，杜絕政治性和科學性錯誤。優化試題情境素材時還應在遵循學生認識規律的前提下，根據題目的預設難度調整素材的陌生度和復雜度”［11］。因此，對情境化試題的情境素材的調查可以從情境素材的選取以及情境的真實性、科學性、公平性、適切性等四個方面進行（如表3所示）。

根據試題情境的質量調查框架，對31套中考化學試卷中涉及情境的真實性、科學性、公平性、適切性問題進行統計。從圖4來看，555道情境化試題中不符合情境真實性的試題為51道，占9.2%；不符合情境科學性的試題為41道，占7.4%；所有試題均符合情境的公平性；不符合情境適切性的試題為40道，占7.2%。

情境強調真實性，目的是培養學生能用已有的知識、技能等解決真實世界中遇到的問題。虛假情境素材是指為服務于知識考查而人為編制的虛假情境，缺乏實際意義。51道情境虛假的試題中有10道屬人為編制的科學實驗，如實驗呈現的數據、實驗意圖等不符合客觀實際；20道屬人為編制的物質間的轉化關系，如以框圖推斷的形式考查物質轉化的情境設計，虛構“甲、乙、丙”幾種物質的溶解度曲線；21道屬人為編制的生產生活情境，如一些化學工藝流程、圖像的表征與事實有較大的出入。試題情境不真實，偏離化學學科本質，違背實事求是的科學精神，弱化了化學在社會發展過程中發揮的作用與價值。

有些試題的情境具有科學性問題，通過教學過程會將這些存疑的問題或者錯誤的觀念傳輸給學生，讓學生產生不嚴謹的態度，妨礙學生的化學學科核心素養的提升。例如，某試題以檢驗蒸氣眼罩中是否含有氯化鈉為情境，試題僅設計了檢驗Cl-的實驗，并沒有檢驗Na+；某試題中硫酸銅和氫氧化鈉溶液反應只考慮生成氫氧化銅沉淀，忽略了氫氧化鈉過量會生成配合物；某試題中金屬和酸反應生成的氫氣質量和時間呈線性關系，而不考慮隨著反應的進行，硫酸的濃度、金屬的表面積、溶液的溫度都在變化，氫氣的量和反應時間之間不可能呈線性關系。這些存在科學性問題的試題一定程度影響了試卷的信效度，對教學產生不良的導向。41道具有情境科學性問題的試題中有36道試題的情境不符合化學學科邏輯，5道試題的情境中涉及的文字、圖表等表述不規范。

情境素材是學生在認知目標與已有認知結構之間架設的橋梁。如果情境素材太復雜，陌生度過高，不僅不能很好地考查學生的學科素養，反而加重了學生的學業負擔。40道情境不適切的試題選取了如侯德榜制堿法為情境素材，涉及復雜的復分解反應；以金屬鉀為情境素材，涉及氧化鉀、過氧化鉀、超氧化鉀等陌生物質性質的知識；制備陌生物質的復雜流程。試題的情境素材超越學生的認知水平會增加學生對理解素材的困難程度，會阻礙學生意義建構的主動發生，也會削弱學生對學習化學學科的興趣。

3.4 問題的設置分析

新版課標在試題命制的基本流程中指出，設計試題問題時應優化任務的呈現形式。從對學生的考查要求來劃分，試題的任務可以劃分為要求學生調動單一的知識或技能解決問題的基礎性情境；要求學生在正確思想觀念引領下，在開發的綜合情境中創造性地解決問題，形成創造性的結果或結論的創新性情境［12］，而這些任務解決所用的知識均要在課程標準的范疇之內。因此，優化問題的呈現形式可以從問題與情境的關聯性、問題是否依據課程標準以及問題的學科性進行調查（如表4所示）。

根據情境化試題問題的設置調查框架，對555道情境化試題中涉及問題設置的關聯性、依據課標、學科性（此處只對問題的設置是否基于化學學科視角進行統計，學科能力分布單獨分析）的試題進行統計。從圖5來看，555道情境化試題中關聯性不佳的試題為48道，占8.6%；沒有依據課標設問的試題為65道，占11.7%，故依據課標進行設問依然是一個比較突出的問題；6道試題沒有考查學生化學學科知識，占1.1%。

試題的情境能否指向考查的目標，與創設的問題密切關聯，情境中蘊含解決化學問題必需的信息和思想方法。48道情境化試題中有25道情境指向考查的目標不明確，與問題的解決沒有關聯，缺乏解決化學問題必需的學科思維，在試題中僅起到“點綴”的作用。有23道情境化試題與考查的目標與問題解決有一定關聯，但缺乏解決問題的新的思想方法。

試題的內容超標其本質就是高中知識甚至大學化學知識下放至初中。65道試題中有42道超出了課程標準的內容范圍，如涉及氧化還原反應、原子和離子的結構、離子的檢驗和共存等；也有把高中或者大學的知識以信息的形式呈現，如試題中通過信息呈現鹽類的水解、元素周期律、溶液的pH與溶液中H+和OH-濃度的關系，讓學生根據這些信息解決問題，學生在短時間內無法理解其內涵，其本質上也屬于超出課程標準的內容要求。23道試題超出課程標準的水平要求，有的考點所對應的能力綜合性強、關系復雜，如涉及多步反應、幾種反應并存、反應物不純與原料損耗并存的復雜化學方程式計算等。

試題除了應基于化學視角審視和設置問題，還應注重對學生學科思維能力的考查。學科思維能力的評價主要從知識再現、科學地解釋、科學地評價以及應用與探究四個角度。31套中考化學試卷中涉及的學科思維能力類型按頻數進行統計，結果如圖6所示。555道情境化試題共涉及1980個問題，其中知識再現的問題數為799個，占40.3%；科學地解釋的問題有591個，占29.8%；科學地評價的問題有395個，占19.9%；應用與探究的問題有195個，占9.8%。情境化試題在學科思維能力分布上存在著明顯的不均衡，偏重于對化學知識進行簡單的回憶和再現的考查，弱化了情境在試題中應有的功能。例如，知識的再現能力層次在文化自信類試題中占62.3%，這些問題僅顯現了優秀文化的淺層要義，這與當前對文化的內在需求相悖。我們應該基于文化的內在需求要求學生具備對優秀文化能科學地解釋、科學地評價、知道如何把優秀文化應用于生產生活以及能對優秀文化中的某些問題進行深入探究的能力，實現學生對民族文化心理和性格的塑造。同樣，知識再現能力層次的試題在科學態度類試題中占89.3%，大部分的試題僅從社會可持續發展的表層含義來考查學生的科學態度，缺少學科思維含量。

4 反思與建議

4.1 挖掘真實和有價值的情境素材

從調查結果來看，555道情境化試題的情境素材種類不多，素材來源比較狹窄，且情境素材在真實性、科學性和適切性方面依然存在一些問題，考查學生的科學態度和體現化學學科價值方面在數量和質量方面均存在不足。因此，在命制試題的時候應充分關注情境的廣度，依據化學課程教學內容挖掘各類真實情境，關注情境的多樣化，選取符合義務教育化學課程標準的試題情境。另外，命制試題時還應加強對情境的深度挖掘，多層次地反映情境內容，綜合測試目標，需要學生能深入解析試題的情境。

從圖7可以看出，情境化試題選取的情境素材來源是非常廣泛的，可以來自于實驗、工業生產、科技前沿、社會生活、化學史、文獻資料、教材等能夠體現化學學科社會功能的素材。值得指出的是，化學試題的情境不能“拿來主義”，直接搬用現有素材，或簡單收集網絡信息，對所得素材必須嚴格甄別，依據考查目標反復修改、合理取舍，保證情境素材的真實性、典型性、科學性、滲透性、探究性、適切性、權威性等，以及情境素材能夠關注不同地域、城鄉的教育公平，尊重不同民族的文化差異，遵循教育和學生身心健康的發展規律。情境素材可以為文字符號描述、圖表圖像、流程圖、各種圖解以及實物圖等方式，在試題中呈現和表征的方式也是各式多樣的。

4.2 聚焦問題的測試功能

從對555道情境化試題的統計結果來看，存在以下幾方面的問題：偏重于對知識再現的考查，以識記為主，學生解題時只需根據所給的信息簡單回憶再現即可，而對其他層級的能力素養的考查偏少；部分問題與情境的關聯性差；部分問題涉及的知識超出課程標準的要求。化學作為科學知識體系的一個分支是反映自然規律的知識體系，是認識自然規律的一個有效途徑。學生不僅需要掌握和理解情境中涉及的化學知識，更需要知道情境中涉及的一些過程性知識。從情境化試題設置的問題來看，其功能是能夠引導學生基于化學視角審視一些實際問題，讓學生能基于情境素材從多角度運用化學核心知識，結合情境中蘊含的信息和思維方式，在分析、解決問題中展現出不同的能力。測試的目的不僅僅在于評估學生掌握學科知識的程度，而是評估學生能否運用這些已掌握的知識來做什么、如何創造性地把這些已掌握的知識應用到現實生活的場景中。

試題對學科內容的考查可以通過情境與情境活動兩類載體來實現。通過選取適宜的素材，再現學科理論產生的場景或是呈現現實中的問題情境，在真實的背景下發揮核心價值的引領作用，考查學生運用學科符號系統、概念體系和思維方式，分析各種現實情境，從中提煉關鍵特征或變量，并將原有情境表征抽象為能夠揭示其關鍵本質和內在結構的學科模型的能力和素養，立足學科知識的認知維度，充分展現學生的化學學科核心素養水平。

參考文獻：

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