基于高中新课标的化学科命题探索

于少华

（北京市昌平区教师进修学校，北京 102200）

区域性考试与评价作为教学评价的重要组成部分，在很大程度上引领着教师教学的方向，影响着学生的学习效果。在新课标提倡核心素养和学科关键能力的背景下，区域考试与评价工作需要关注哪些方面以命制符合新课标要求的试题？作为一线教师该如何以新课标为指导，开展品题、选题、命题工作？本文以高中化学科为例，通过分析《普通高中化学课程标准（2017年版）》，对这些问题进行初步探讨。

1 关注新课标“内容要求”变化，以测试学生化学学科核心素养发展水平为命题宗旨

《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）在内容的选取及表述上与旧课标相比发生变化，教师不仅要关注内容表面的变化，还要理解和掌握新课标中“教学提示”及“学业要求”的相关描述，才能真正命制出能够考查学生核心素养发展水平的试题。

1.1 发掘“内容要求”变化背后的核心素养发展要求，考查学生的认识思路

“元素与物质”属于新课标新增内容，其表述如下：“认识元素可以组成不同种类的物质，根据物质的组成和性质可以对物质进行分类；同类物质具有相似的性质，一定条件下各类物质可以相互转化；认识元素在物质中可以具有不同价态，可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化”[1]14。这部分内容要求学生能够从元素的角度认识物质以及物质的性质，具体来说，包括：能从物质类别角度认识物质性质和从化合价角度认识物质性质2个方面。

从物质类别角度认识物质性质的思路是：1）依据物质化学式判断物质的类别；2）根据已知的类别通性认识该物质的性质；3）预测该物质可能发生的反应，例举合适的反应物，预测实验现象（依据复分解反应原理）；4）设计实验方案进行验证；5）将实验现象与预期现象进行对比，得出结论。

从化合价角度认识物质性质的思路是：1）正确标注物质中元素价态；2）根据该元素的常见化合价判断该物质中元素化合价可能的变化趋势；3）判断物质具备氧化性或者还原性；4）预测该物质可能发生的反应，例举合适的反应物，预测实验现象（依据氧化还原反应原理）；5）设计实验方案进行验证；6）将实验现象与预期现象进行对比，得出结论。该认识思路在学业要求中也有明确表达：“能依据物质类别和元素价态列举某种元素的典型代表物。能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。”[1]17

对于这些变化，如何充分反映在试题中呢？下面以铁盐的性质为例，命制基于新旧课标的不同试题，见例1和例2。

例1（基于旧课标）

Fe跟Cl2在一定条件下反应，将所得产物溶于水配成溶液分装在3支试管中。请回答：

（1）欲检验溶液中所含的金属阳离子，向其中一支试管中滴加KSCN溶液，则溶液变成____色。

（2）欲检验溶液中所含的氯离子，向第二支试管中加入______，观察到_______。

（3）向第三支试管中加入足量铁粉，反应的离子方程式为_________；向反应后所得溶液中滴加NaOH溶液并放置一段时间，溶液发生明显变化，其中涉及的氧化还原反应方程式为_________。

例2（基于新课标）

某化学小组欲探究FeCl3溶液、FeCl2溶液的化学性质。

试剂清单：铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、碘化钾、淀粉溶液。

查阅资料得知：淀粉遇I2变蓝。请帮助他们完成以下实验报告：

（1）填空：

①________③________⑤________

⑧________⑩________

序号实验_____目的 实验结论实验内容 离子方程式实验1③② ⑤①④⑥ ⑨实验2 Zn+Fe2+=Zn2++Fe在FeCl2溶液中滴入_____________________________适量氯水在FeCl2溶液中加入锌片______________________________________在FeCl3溶液中加入__________足量铁粉在FeCl3溶液中滴入适量KI和__________淀粉溶液实验3溶液由浅绿色变为黄色___________________________实验现象⑦FeCl3（Fe3+）具有氧化性⑧实验4淀粉溶液变蓝⑩2Fe3++2I-=2Fe2++I2

综合以上实验，你能得到的结论是________。

（2）除了以上性质，你认为FeCl2还可能具有的性质是（用离子方程式表示，任写一个即可）_____。

（3）亚铁盐在溶液中易被氧化，而实验中需要纯净的亚铁盐溶液。保存亚铁盐溶液时如何防止亚铁盐被氧化_______。

（4）检验某溶液是Fe2+溶液的方法是（任写一种试剂及其对应的现象即可）_______。

（5）某同学向FeCl2中加入NaClO溶液，产生红褐色沉淀，你认为该反应中产生红褐色沉淀的原因可能是_______。

对比依据新旧课标命制的试题。旧课标试题偏重于对具体知识的考查，例如铁离子的特性（与KSCN溶液反应显血红色）、氯离子的检验方法、氯化铁与铁的反应方程式等。新课标试题着重考查以下3个方面：1）学生预测、验证物质现象的思路和方法，如铁盐和亚铁盐具有什么性质（氧化性还是还原性）、选择何种实验证明、实验现象是什么、得出什么结论、如何用离子方程式表达等；2）依据复分解原理预测性质的思路和方法，例如第（2）问需要学生领会已给的探究均是从氧化还原的角度进行的性质预测，除此之外，预测物质性质的角度还有类别通性，从而写出等合理答案；3）在陌生、复杂情境中考查学生基于氧化还原原理分析解释陌生反应现象的水平，例如第（5）问需要学生了解NaClO是一种常见的氧化剂，从而基于氧化还原思路去分析解释反应现象。

1.2 关注“内容要求”之间的联系，考查学生认识水平的发展情况

新课标在“物质结构基础与化学反应规律”主题中，对内容要求有如下描述：“以第三周期的钠、镁、铝、硅、硫、氯，以及碱金属和卤族元素为例，了解主族元素性质的递变规律。”[1]18这部分内容看似与旧课标的描述相似，但是需要教师关注“以……为例“的表述，这意味着对主族元素性质递变规律的要求不仅仅限于第三周期，而应该“讨论第三周期元素金属性、非金属性的递变，讨论碱金属元素、卤素性质的递变，借助元素周期律（表）预测硒、锗、镓等元素的性质”[1]19，因此试题的考查重点应放在元素周期律（表）在预测新物质性质方面的功能价值，对于元素周期律（表）这一教学内容，新旧课标的不同考查方式见例3和例4。

例3（基于旧课标）

下图是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑩号元素，填写下列空格。

（1）⑨所代表的元素在元素周期表的位置为___。

（2）画出元素②的原子结构示意图________。

（3）属于稀有气体的元素是_______（填写元素符号，下同），可作半导体材料的元素是_______。

（4）④的气态氢化物与⑧的气态氢化物稳定性的大小关系是______（用化学式表示）。

（5）④、⑤两种元素的原子按1∶1组成的离子化合物常用作供氧剂，该化合物与水反应的化学方程式为______。

（6）写出⑥的最高价氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______。

例4（基于新课标）

元素周期律（表）是认识元素化合物性质的重要理论。

（1）写出K原子的原子结构示意图_______。

某学习小组通过实验获得了如下有关金属锂、钠、镁、铝性质的实验事实：

A.镁与热水才能反应，钠和冷水反应较为剧烈。

B.铝与盐酸反应较温和，镁与盐酸反应较剧烈。

C.LiOH 和Mg（OH）2均为中等强度的碱，前者碱性更强。NaOH是强碱。

D.锂在空气中燃烧生成氧化物，钠在空气中燃烧生成过氧化物。

（2）以上事实能够说明Li与Na的金属性强弱的是（选填字母，下同）______；能够说明Mg与Al的金属性强弱的是________。

（3）由实验事实可知锂、钠、镁、铝4种元素的金属性由强到弱的顺序是___________。

通过元素周期律，在之前学习过的研究物质性质的2个角度（物质的类别和核心元素的化合价）的基础上，能增加我们对于物质性质强弱比较的认识。关于硒的相关信息见下图。

硒元素的原子结构示意图

硒元素的二维图

（4）Se在元素周期表中的位置是______。

（5）X的化学式是_______，电子式是_______。X的稳定性比H2Se的稳定性____（填“强”或“弱”），用原子结构解释原因：同主族元素最外层电子数相同，从上到下_____。

（6）Z的化学式是_____，从理论上预测，它的酸性比H2SO4（填“强”或者“弱”）。

（7）M是一种钠盐，写出M的电离方程式____。

（8）某同学对Y（白色固体，易溶于水）的化学性质从不同角度进行推测，并用SO2水溶液、H2O2溶液、NaOH溶液、稀H2SO4等试剂进行实验。完成下表：

__编号 性质推测 化学方程式1 氧化性 SeO2＋2SO2+2H2O Se+2H2SO4 2___3

对比依据新旧课标命制的试题可发现，旧课标试题侧重于元素位置、原子结构示意图、性质比较的结论、方程式书写等具体的、点对点的考查，注重对具体知识的考查。新课标试题的考查特点有：1）注重对作答过程和思维路径的考查。例如第（2）问和第（3）问的作答需要学生能够将性质与判断依据进行严格对应和逻辑推理。2）体现新课标利用元素周期律预测新物质性质的要求。例如硒的相关物质性质的考查，就需要学生将元素周期律的规律迁移到新的物质情境中才能顺利作答。3）注重知识间的整合，体现内容之间的关联。例如在第（8）问的作答上，学生面对的是完全陌生的物质性质的预测任务，需要调用依据复分解反应和氧化还原反应原理预测物质性质的思维方法，该方法是在无机物主题中重点要求的；因此试题考查了学生融合多种思维方法解题的水平。

2 以“学业要求”为试题命制依据，关注不同内容对应的不同能力水平要求

新课标对于学生学完知识后的输出性水平有了非常具体的规定，并主要在“学业要求”中予以明确体现，例如“辨识、预测、分析、解释、预测、说明、判断、描述”等动作性要求就提示了学生学习后所能完成的任务类型。基于北京师范大学王磊教授领衔的学科教育团队提出的化学学科能力构成及其活动表现模型[2]，可以对这些任务进行如下分类，见表1。

表1 任务类型

完成不同任务等级的内容需要的思维水平是不同的，任务情境是课本原型抑或近变式还是远变式，已经给出思考角度还是提示角度抑或是需要学生自主调用角度，情境的复杂度等均影响任务的水平等级。因此，在命制试题时，可以利用任务水平来考查学生对于某个内容理解和掌握的程度。例如，对于“水溶液中的离子反应和平衡”主题中相同教学内容可以有不同的考查方式，见例5和例6。

例5（基于旧课标）

25℃时，有盐酸、醋酸2种酸的稀溶液。请回答：

（1）醋酸溶液中，c（H+）_____c（OH－）（填“＞”、“＜”或“=”）。

（2）25℃时，c（H+）均为0.001 mol/L的盐酸和醋酸溶液，下列各项中不相等的是_____（填序号）。

①溶液的pH

②酸的物质的量浓度

③完全中和时，消耗NaOH的物质的量

（3）将体积为2 mL、浓度为1 mol/L的2种酸分别与体积为2 mL、浓度为1 mol/L NaOH溶液反应，反应后溶液呈中性的是________（填“盐酸”或“醋酸”）。

（4）室温下醋酸钠溶液pH=8，用离子方程式表示醋酸钠溶液呈碱性的原因_______。关于该溶液，下列判断正确的是______。

A.c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）

B.c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）

C.c（CH3COOH）+c（CH3COO-）=c（Na+）

例6（基于新课标）

25℃时，在体积均为20 mL、浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH溶液和HCl溶液中，分别逐滴加入浓度为0.1 mol/L的NaOH溶液，溶液pH随加入NaOH溶液体积变化如图所示。

（1）根据纵坐标即可判断曲线①表示的是HCl，判断依据是__________。

（2）由图可知，当向CH3COOH溶液中加入NaOH溶液体积为20 mL时，溶液pH＞7。

①写出此时发生反应的离子方程式______。

②此时溶液中的微粒有_______。

（3）在向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液过程中，某一时刻溶液的pH=7。此时溶液中存在的2种溶质是__________。请从这2种溶质对水的电离平衡影响的角度解释此时溶液pH=7的原因______。

（4）请从以下药品清单中任选药品（不提供pH试纸），设计一种实验方案验证酸性：CH3COOH＜HCl。要求写出实验步骤、预期现象及结论。

药品清单：镁条；0.1 mol/L的CH3COOH溶液；0.1 mol/L HCl溶液；pH=1的CH3COOH溶液；pH=1的HCl溶液。

例5和例6考查的都是盐酸、醋酸的性质以及与NaOH溶液的反应，但是在考查方式上却不同：旧课标试题以知识结论为主，主要考查学生辨识记忆、概括关联、分析解释的能力；新课标试题利用滴定作为情境，考查学生的思维过程，注重判断的依据和学科本质，任务类型丰富，除了考查学生的辨识记忆、概括关联、分析解释之外，还考查说明论证、推论预测、简单设计等。

3 关注“学生必做实验”要求，考查学生对实验的深刻理解

学生必做实验作为新课标新增的模块，提示教师需要关注学生动手解决问题的能力，因此在试题命制时，需要设计问题考查学生对实验的思考、每一步操作的目的是什么等问题认识水平的差异。例如，以必做实验“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”为例，新旧课标的考查对比见例7和例8。

例7（基于旧课标）

有含 NaCl、Na2SO4、Na2CO3和 NaHCO3的固体混合物。某同学为测定其中各组分的含量，取部分样品溶于水，并设计了如下实验流程（所加试剂均为过量，反应①～③均为复分解反应）。

请回答：

（1）气体W的化学式是__________。

（3）反应②和③之后均需进行的操作的名称是________。

（4）试剂Y是________（填化学式）。

例8（基于新课标）

用海水“晒盐”的方法得到的粗盐中，除氯化钠外，还含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠等杂质。将此粗盐提纯的部分实验方案如下：

（1）粗盐水中含有的阳离子有_______，阴离子有_________。（2）加入BaCl2溶液的目的是（用离子方程式表示）_______。

（3）生成沉淀C的离子方程式是________。

（4）D中所含离子有________。

（5）E的主要成分的化学式是_______。

（6）用文字描述加入适量盐酸的目的是_____。

（7）某同学认为加入过量K2CO3溶液与加入过量Na2CO3溶液同样可以达到实验目的，这种说法是否合理，请说明理由_______。

对比依据新旧课标命制的试题可发现，旧课标试题考查学生实验中每一步操作所加入试剂的名称，新课标试题考查实验的目的、成分、理由等过程性问题。作为新课标规定的学生必做实验，如果仅仅考查结论，无法区分机械记忆的学生与深刻理解实验的学生的区别，在教学上也无法形成好的导向，反而会使得学生花更多的时间去记忆结论而不是深入理解实验本质，这与新课标的理念背道而驰。

4 关注“情境素材建议”，考查学生在真实情境中解决化学问题的能力

新课标创新性地提出了“情境素材建议”，明确了情境与命题之间的联系[1]78（见图1）。

图1 化学学科核心素养命题框架

从图1可知，“真实情境”和“化学知识”同时服务于“实际问题”的提出与解决，三者之间存在着密切的联系；情境的设计、知识的运用、问题的提出与解决均应有利于实现对学生核心素养的考查。因此，试题的命制需要注重情境，考查学生解决实际问题的能力。例如，关于“氮及其化合物”的内容，新课标中提供了“汽车尾气的处理”的情境素材，在试题命制中就可以以此为情境设计问题，见例9。

例9（基于新课标）

有研究机构提出了灰霾中细颗粒物的成因，如下图所示。

（1）根据上图信息可以看出，下列哪种气体污染物不是由机动车行驶造成的？

A.SO2B.NOxC.VOCs D.NH3

（2）机动车大量行驶是污染源之一。汽车发动机废气稀燃控制系统主要工作原理如右图所示，写出稀燃过程中NO发生的主要反应的方程式______________。

（3）SO2是气体污染物的主要成分之一。作为一种化学性质活泼的物质，它能发生多种反应，请按照下表提示，从不同角度梳理SO2不同类的化学性质，将化学方程式填在下表中。

___SO2性质梳理 化学方程式物质类别酸性氧化物①SO2+H2O■■■■H2SO3②SO2+CaO CaSO3 S元素__价态S为+4价_____________________________________________________________________________③①②SO2+2H2S_____3S+2H2O___

（4）科学家经过研究发现中国霾呈中性，其主要原因如下图所示：

请判断A的化学式并说明判断理由________。

（5）煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。将含有SO2和NOx的烟气通入盛有NaClO2溶液的反应器中，反应一段时间后，测得溶液中离子浓度的有关数据如下（其他离子忽略不计）：

____离子________________Na+ SO4 NO-3 H+ Cl-2-浓度/（mol·L-1）5.5×10-38.5×10-4y2.0×10-43.4×10-3

①SO2和NaClO2溶液反应的离子方程式是_____________。

②表中y＝______________。

例9以雾霾中细颗粒物的成因、物质性质的预测、废气的处理为素材，综合考查学生解决真实问题的能力，涉及到的知识内容丰富，包含物质性质的预测和验证、氧化还原反应的应用、陌生方程式的书写、简单计算等；同时渗透科学家在解决雾霾这一社会性问题时所表现出的“正视困难，勇于探究”的科学精神和社会责任，解题的过程也是教育的过程。

新课标为一线教师及教研人员提供了新的研究方向，深入研究和实践是使核心素养得到贯彻和落实的根本。如何命制基于新课标且具有良好教学导向的试题有待研究的内容还很多，本文抛砖引玉，期待更深入的研究与分享。