高中生化学“模型认知”素养的考查特点及命题走向——以近3 年高考化学江苏卷为例

傅永超 任佳钰

模型是学生认识世界、理解世界的手段和工具，它将某一现象从大千世界中抽离出来，保留其主要特征，忽略其无关紧要的部分，以简单又直观的方式呈现出来。模型认知，既能促进学生对科学概念和知识的理解，又能扩展科学思维。许多专家学者提倡使用模型方法来学习科学，并将其纳入学生的学业考核指标中。美国2013 年颁布的《新一代科学教育标准》提出一项新的实践内容：开发和使用模型。该标准将模型方法作为科学和工程学实践的核心要素之一，并对K-12年级学生需要达到的水平做了具体描述。[1]《普通高中化学课程标准（2017 年版）》（下文简称新课标）也明确将“证据推理与模型认知”作为5 大核心素养之一。[2]“证据推理”与“模型认知”都是化学学科中重要的思维方法。“证据推理”要求学生能够找出形成科学结论所需要的证据，并解释证据与结论之间的关系；“模型认知”要求学生依据物质及其变化的信息进行抽象、概括并建构模型，用模型思想认识物质及其变化的一般规律。在化学学习中，“证据推理”从属于“模型认知”，推理所形成的科学结论是建构模型的基本前提，“模型认知”更强调对大量实验事实进行分析、归纳、概括，通过抽象和简化的方法建构模型，形成物质及其变化的基本规律。[3]

本研究的重点在于“模型认知”素养，它强调学生分析、概括、建构模型并认识化学的基本规律。在化学学科的发展过程中，化学家们巧妙地构建了大量的模型，在促进化学理论发展的同时，架起了宏观世界与微观世界的一座桥梁。“模型认知”素养对于化学学习来说尤为重要，模型方法也是学生必须掌握的重要思维方法。为了了解高考化学是如何对“模型认知”素养进行考查的，其考查方式又具有怎样的特点，本文以近3年高考化学江苏卷为对象展开研究。之所以选择江苏卷有两个理由：第一，江苏作为教育大省，自2004 年开始实行自主命题，命题体系渐趋成熟，试题风格特点鲜明；第二，“模型认知”作为化学学科素养之一，是新课标重点强调的考查内容，江苏卷擅长以真实情境为测试载体、以实际问题为测试任务、以化学知识为解决问题的工具，来考查学生的学科关键能力和化学核心素养。[4]因此，下文对近3 年高考化学江苏卷中“模型认知”素养的考查情况进行分析，期望为未来新高考全国统一命题更好地考查化学学科核心素养提供参考。

一、“模型认知”素养及化学模型分类

1.“模型认知”素养及水平分类

依据化学学科核心素养对高中学生发展的具体要求，新修订的高中化学课程标准要求学生：能认识化学现象与模型之间的联系；能运用多种认知模型来描述和解释物质的结构、性质和变化，预测物质及其变化的可能结果；能依据物质及其变化的信息建构模型，建立解决复杂化学问题的思维框架。[2]高考化学对“模型认知”素养的考查要求则是：在认识模型的基础上表征、应用模型，对化学现象进行描述、解释或预测；能够针对陌生的化学问题建构模型、揭示规律和解决问题。[4]

国内很多学者都对化学“模型认知”能力展开了研究[5][6][7]，主要涉及“对模型的认识和理解”“表征模型”“运用模型”“建构模型并解决问题”等能力，这与新课标中提到的“模型认知”素养4个水平[2]具有很高的一致性。在参考新课标的基础上，结合高考对“模型认知”素养的考查要求，本研究将该素养由低到高划分为模型辨识、模型表征、模型应用和模型建构4 种能力，具体描述见表1。

表1 “模型认知”素养能力划分及其描述

上述4 种水平对学生“模型认知”素养的能力要求逐步提高。模型辨识能力对应新课标“模型认知”素养中的水平1，是学生“模型认知”的基础，强调对已知化学模型的辨认和识别，是进行一切“模型认知”活动的前提。模型表征能力和模型应用能力是对新课标“模型认知”素养中水平2和水平3 的提炼和重组。模型表征要求学生在认识模型的基础上理解模型表示的含义并加以表征；模型应用要求学生能够将理论模型知识应用于研究对象中，并应用模型知识进行预测和解释。模型建构能力对应新课标“模型认知”素养中的水平4，要求学生能够在分析复杂问题的基础上建构相应模型，包含发现问题、建构模型和解决问题3 个环节，其代表了“模型认知”素养的最高水平。

2.化学模型分类

模型方法是重要的科学研究方法，“模型认知”是新课标的学科核心素养之一。新课标多次提到模型一词，要求学生学会制作模型，并应用模型解决问题。在科学教育领域，许多学者从不同的角度对模型进行了分类。[8][9]比较权威的是单旭峰提出的5 大类化学模型，他根据模型的含义、核心要素以及课程标准中对模型的描述，将中学化学学科的认知模型从内容和形式上分为表2 中的5 类。[10]

需要指出的是，上述化学模型都是人们归纳、抽象而来的，它们不是原型的完全复制，但保留了原型最关键、最本质的特征。正是多种化学模型的存在为人们认识世界、变化发展提供了宝贵的工具。按照新课标的相关要求，高考化学试题会根据化学模型的不同类型，测评学生对化学知识内容的掌握程度和“模型认知”素养的发展情况。

表2 化学模型分类及考查内容

二、“模型认知”素养的考查情况

1.“模型认知”4 种能力的考查情况及典型例题评析

由表3 可见：近3 年江苏卷中“模型认知”4种能力的考查总体上都比较均衡；每年有近70%的化学试题涉及该素养，且呈逐年上升的趋势；模型辨识与模型应用能力的考查占比相对更多。下文具体分析“模型认知”能力的考查情况和典型例题。

表3 “模型认知”素养4 种能力的考查情况 单位：分

（1）模型辨识能力

模型辨识主要考查学生对模型的辨认和识别，不要求学生应用模型解决问题。江苏卷常常给出元素符号、化学方程式等概念模型，以及原子（分子）结构、化学实验装置图等结构模型来考查该能力。

例1：2018 年高考江苏卷第5 题。

下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是（ ）

A.用装置甲灼烧碎海带

B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液

C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2

D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾气

例1 以从海带中提取碘的实验为载体，考查学生对化学实验装置图的辨识能力。化学实验装置图是实物图在试卷上的反映，相比于实物图的立体和直观，实验装置图更为平面又抽象。化学是一门以实验为基础的自然科学，对实验装置图的辨识是学生必须具备的关键能力。

对实验装置图进行辨认和识别需要以一定的化学知识作为载体。A 选项，灼烧碎海带应该在坩埚中进行，仔细辨认图甲装置就能发现，其使用了烧杯进行灼烧，辨识不同化学装置模型并清楚知道其使用规则是解答此选项的关键。B 选项展示了过滤海带的浸泡液的实验装置模型，此模型包括了烧杯、漏斗、玻璃棒等实验器材，使用原则是“一贴二低三靠”，正确辨识“过滤”装置模型的器材选择和使用原则是解答此选项的关键。C 选项，MnO2与浓盐酸反应制备Cl2时，需要用酒精灯加热，借助该背景知识对实验装置模型进行辨识可以发现，图丙所示装置缺少了酒精灯，此选项是以化学知识为背景对学生辨识化学装置模型完整性的考查。D 选项，Cl2难溶于NaCl 溶液，应该用NaOH 来进行尾气的处理，在仪器使用规则和完整性上，学生无法辨识出错误，但化学试剂是实验装置模型的重要组成部分，从这点出发，很容易辨识出饱和NaCl 溶液的使用错误。借助一定的化学知识，试题分别从仪器的使用规则、实验器材选择和装置使用原则、实验装置为达到实验目的的完整性，以及实验试剂的使用规则4 个方面，对学生化学实验装置模型的辨识能力进行了全方位的考查。

（2）模型表征能力

模型表征能力的考查主要通过两种形式：第一是用普通语言对化学问题、化学现象等进行表征，检测学生能否正确描述和加工问题；第二是用化学概念模型（通常用化学方程式）的形式来描述一个化学现象或反应。为了突出化学表征的特点，以及化学模型的通用性、直观性，第二种考查形式的使用更为广泛。

例2：2017 年高考江苏卷第16（1）题。

铝是应用广泛的金属。以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下:

注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________。

化学是一门研究物质组成、结构和性质的学科，宏观上观察物质的状态和变化，微观上研究物质的组成和结构，而符号是连接宏观与微观的桥梁。因此，化学符号作为概念模型，也是一种独特的化学语言，是表征某一物质或化学变化的核心工具。

例2 以某工艺流程为背景，考查了NaOH 与Al2O3反应的离子方程式，是对“碱溶”时发生的化学变化进行模型表征。题中的工艺流程图描述了以铝土矿为原料制备铝的工艺，反映了这一过程的核心步骤，这属于过程模型。“碱溶”是制备铝工艺的第一步，通过阅读试题，考生需提取“铝土矿的主要成分是Al2O3”这一信息，再结合流程图中的NaOH 溶液，得出参与反应的两种物质——NaOH 和Al2O3，进而完成模型的表征。

（3）模型应用能力

模型应用是学生必须掌握的核心能力，通常考查学生应用已有的模型知识解决问题的能力，如解释化学事实、判断反应产物、预测可能出现的新现象等。

例3：2018 年高考江苏卷第16（4）题。

以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：

（4）“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe3O4。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n（FeS2）：n（Fe3O4）=__________________。

例3 以工艺流程图为背景，描述了以高硫铝土矿为原料，制备Al2O3和Fe3O4的工艺流程。第（4）题中，Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧，是此工艺流程中十分关键的一步，借流程图这一过程模型，试题本质上考查了学生对氧化还原原理的理解和应用。氧化还原原理是学生在高中阶段必须掌握的重要概念模型和数学模型。

例3 对学生“模型认知”素养能力的考查超过辨识和表征，来到了应用水平。Fe2O3与FeS2反应生成Fe3O4与SO2是一个典型的氧化还原反应：Fe2O3中的Fe 化合价降低，得到电子，FeS2中的Fe 和S 化合价升高，失去电子。由氧化还原的数量关系可知，各个原子的得失电子数是守恒的。学生如果可以很好地认识氧化还原概念模型，并综合应用数学模型，就可以解答此题。

（4）模型建构能力

模型建构是“模型认知”素养能力的最高等级，对学生来说也是最难的。建模活动能够为学生提供了解科学探究的机会，学生参与建模实践可以更加深入地理解科学中的关键模型，以及科学知识的本质。

例4：2019 年高考江苏卷第15 题。

在恒压、NO 和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO 转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下NO 的平衡转化率随温度的变化）。下列说法正确的是（ ）

A.反应2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）的ΔH>0

B.图中X 点所示条件下，延长反应时间能提高NO 转化率

C.图中Y 点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO 转化率

D.380℃下，c起始（O2）=5.0×10-4mol·L-1，NO 平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000

例4 考查的是化学平衡模型，属于概念模型，是高考化学的必考模型。化学平衡是指在一定条件下，可逆反应正、逆两个方向的反应速率相等时，反应物和生成物各成分浓度不再改变的状态。根据勒夏特列原理，如果改变影响平衡的条件之一（温度、压强、参加反应的化学物质的浓度等），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。除此之外，本题还对过程模型进行了考查，图中实线表示不同温度下NO 转化为NO2的转化率，虚线表示相同条件下NO 的平衡转化率随温度的变化。利用过程模型提供的信息，正确建构2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）的化学平衡模型是解答此题的前提。

正确建构化学平衡模型应包括以下两个关键方面：（1）根据曲线走向可以判断，刚开始反应未达到平衡状态，随着反应温度升高，NO 转化率增大；（2）约250℃后NO 转化率持续降低，反应达到平衡，平衡后，升温使平衡逆向移动，正反应为放热反应。由此，建构此情境下2NO（g）+O2（g）=2NO22（g）的化学平衡模型如下：放热反应，X 点所示条件下反应未达平衡，Y 点所示条件下反应为平衡状态。借助化学平衡模型的相关知识，再利用所建构的化学模型，学生便能解答出关于该化学反应的问题。试题内容对学生的能力要求最高，但这也恰恰为他们提供了独立思考、进行科学探究的机会，从而理解科学的本质。

2.“模型认知”素养中5 种化学模型的考查情况

表4 “模型认知”素养中5 种化学模型的考查情况 单位：分

表4 展示了近3 年江苏卷中“模型认知”素养中5 种化学模型的考查情况。可以发现，江苏卷主要集中对前4 种模型展开考查，特别是概念模型和结构模型考查分值较高。江苏高考化学试题很注重对各种化学概念的考查，要求学生在理解的基础上利用概念分析和阐释问题，除了教材中讲授的概念，试题还经常设置一些陌生概念的定义，考查学生对这些抽象概念的理解和应用情况。概念模型的覆盖面最广，囊括了化学反应方程式、化学平衡、氧化还原反应、化学反应与能量的转化等内容，该模型主要通过抽象概念的具体化，考查学生了解概念的本质和功能，并应用、建构模型解决问题。结构模型是对复杂实体的简单复制，目的是呈现出原型的本质和特征，学生可以通过辨识结构模型进行判断和评价，发现其中蕴含的重要化学信息，辨析物质结构与性质的关系，据此解决实际问题。

相比较而言，过程模型与数学模型的占比较低，但在一定程度上还是可以考查学生的建模和综合分析能力的。过程模型是对隐性变化过程的可视化，主要考查学生在物质转化过程中对应的各种变化和转化，能够判断学生是否从中辨识出物质转化过程中的关键信息和原理，继而应用这些信息融会贯通、综合分析。数学模型则是一类特殊的化学模型，受到认知水平和教学内容等因素的限制，中学化学对各种物理量的关系以具体的数学关系进行表示的内容并不多，这一模型包含了表示结构与性质的数量关系、物质反应及变化过程中的基本规律，如考查通过氧化还原反应中转移电子数来计算反应物的消耗量，其考查比例在近3 年江苏卷中有上升趋势。复杂模型是综合两种或两种以上模型形成的复合体，如化学中的元素周期表包含了大量的物质结构和性质等信息，因考查难度较大在高考试题中较少涉及。

三、“模型认知”素养的考查特点

1.“模型认知”4 种能力考查全面，尤其重视模型辨识与模型应用能力

江苏高考化学卷能依据新课标的相关要求，对学生“模型认知”素养展开全方位的考查，模型辨识、模型表征、模型应用和模型建构4 种能力考查比例逐年升高。江苏卷十分注重考查模型的基础辨识能力，并关注化学模型的实际应用，要求学生在认识模型的基础上应用模型解决问题，这符合新课标对“模型认知”素养考查的基本方向。模型辨识是“模型认知”素养考查的基础，也是一切模型认知活动的基础，它囊括了模型描述的对象、模型的含义、模型的原理、模型的本质、模型的性质、模型的正确性、模型的完整性、模型的局限性等多方面内容。模型应用能力则要求学生在正确辨识模型的基础上，应用模型解决实际问题，这是模型认知活动的最终目标。

江苏卷在考查模型辨识、模型表征的同时，透过模型应用、模型建构等化学内容对学生的高阶化学模型认知能力提出了更高的要求和挑战。正确描述和表征化学模型是“模型认知”素养考查的重要方面，比较常见的是有机物结构式和化学反应方程式的书写。模型建构作为“模型认知”素养能力中的最高等级，属于高阶“模型认知”能力，对学生的思维和能力要求是最高的，需要学生针对复杂、陌生的化学问题建构认知模型，继而进行问题解决。江苏卷对模型建构、模型应用的重视一定程度上增大了化学试题难度，能引导学生加强高层次化学模型认知能力的训练。

2.“模型认知”素养的考查巧妙融合了多种化学模型

江苏卷对“模型认知”素养的考查囊括了概念模型、结构模型、过程模型、数学模型和复杂模型5 大类，其中对概念模型、结构模型这两类的考查尤为突出。概念模型涉及的重要概念和结构模型涉及的结构图、实验装置图等，都是化学学科的重点内容。但是一些重要的化学模型已在教材中有所出现，为了给“模型认知”考查增加新意和挑战，江苏卷巧妙地综合了两种或两种以上化学模型对“模型认知”素养进行考查。其主要采用两种融合方法。

第一种是纵向融合，即在一种化学模型的大背景下，再考查其他化学模型，比较典型的是工艺流程题。工艺流程图往往是对某一工艺流程的写实反映，它保留了工艺中最重要的“工艺原料”“操作步骤”“加料顺序”等核心，以工业生产实际和化学实验相关的物质制备、分离和提纯为中心，是直观、具体、一目了然的过程模型。学生通过观察模型，分析出流程中将原料转化为产品的主要生产原理，理解分离提纯产品的步骤，并根据试题要求解决问题。这些问题涉及流程中某一操作的目的（过程模型）、化学反应方程式的书写（概念模型）、实验装置图的辨识（结构模型）等。此时，学生需要在整体认知工艺流程模型的基础上，根据要求调用其他模型知识解决问题。

第二种是横向融合，即同时运用两种或两种以上化学模型解决一个问题，这也要求这些化学模型在特定情境下互相关联，详见例5。

例5：2019 年高考江苏卷第20（2）题。

CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。

（2）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH 的原理示意图如下。

②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是_________。

这道题考查了学生模型建构的能力，同时融合了两种概念模型（水解原理、电解原理）和一种结构模型（电解池装置图），学生缺少对任何一种模型的认知都会解题失败。学生通过对电解池装置图这一结构模型的辨识，应用电解原理和水解原理的相关知识，可以建构针对此情境的电解池模型：根据图示判断，左边Pt 片为阳极；根据电解原理，阳极区是溶液中的OH-放电生成O2；根据水解原理，OH-不断减少，促进HCO-3不断水解，同时K+通过阳离子交换膜向阴极区移动，使得阳极区的KHCO3溶液浓度降低。试题中3 种化学模型环环相扣，缺一不可，能够在特定情境下综合多种化学模型考查学生的“模型认知”能力。

3.透过情境创设，“模型认知”素养的考查更为贴近生产生活实际

由试题分析可知，江苏卷善于利用学生身边的社会资源，紧密联系生产生活实际，考查学生对化学模型的认知能力。一方面，情境材料引入“科技热点”，呈现国内外科学家发表的世界领先的科技成果，增强科技成就感，如γ-分泌酶调节剂因治疗阿尔茨海默氏病而成为研究焦点，2017年江苏卷第17 题就以合成γ-分泌酶调节剂中间体为试题背景，展示了有机合成路线模型，以考查学生的“模型认知”能力；另一方面，情境材料联系“生活实际”，让学生意识到化学与生产生活息息相关，化学模型也存在于人们生活周围，如NOx（主要指NO 和NO2）是大气主要污染物之一，2018 年江苏卷第20 题以有效去除大气中的NOx为背景，综合考查学生利用化学模型解决实际问题的能力。

四、“模型认知”素养考查的命题走向

随着国内外科学模型和建模理论研究的不断深入，“模型认知”越来越受到关注，它已经融入了科学核心素养的培养体系中，成为科学探究不可分割的一部分，也成为高考化学重要的考查内容。为了全方位、高效地测查学生的“模型认知”素养，未来高考化学命题将更多地关注以下内容。

1.关注模型辨识、表征等基础能力的考查，突出模型应用与模型建构等高层次能力的培养

高考化学作为对考生必备品格和关键能力的一种综合性考查载体，既关注模型辨识、表征等基础能力的考查，更着眼于考生化学模型应用与模型建构等高层次能力的培养。高考化学对“模型认知”素养的考查要求是：在认识模型的基础上表征、应用模型，对化学现象进行描述、解释或预测，能够针对陌生的化学问题建构模型、揭示规律和解决问题。模型辨识能力是学生“模型认知”的基础，强调对已知化学模型的辨认和识别，是一切“模型认知”活动的前提；模型表征要求学生在认识模型的基础上理解模型表示的含义并加以表征。由此可见，注重考查模型的辨识和表征能力是养成化学“模型认知”素养的基础，关注模型的实际应用、在认识模型的基础上应用模型解决问题，则是养成“模型认知”素养的重要目标。

模型应用与模型建构属于“模型认知”中的高层次能力。新课标基于“模型认知”素养的培养要求，倡导学生应用模型解决实际问题，针对复杂、陌生的问题，建构化学模型。化学模型的应用和建构依赖于对实验事实的抽象概括和对已有理论知识的批判创新，学生需要建构模型展示自己对问题的理解并提出解决问题的思路和方法，使建构的模型适用于当前的情境。高考命题应该借助不同的化学模型与问题考查学生不同层次的“模型认知”能力，检测考生对有关核心概念、理论的本质规律及模型认知框架的理解水平，了解他们“知识”建构的过程和方式，最终达到学科核心素养的培养目标。

2.考查形式越来越丰富多元、灵活创新

中学阶段，教科书上呈现的以及学生认识的化学模型种类是有限的，特别是一些重要的化学模型，已在学生平时的练习中反复出现。因此，如何丰富“模型认知”素养的考查形式是高考化学命题的难点。为了增加试题考查的灵活性，以下两方面的创新将得到重视。

首先是试题呈现形式上的创新。以氧化还原反应原理为例，常见的考查形式有化学方程式书写、计算转移电子数、计算物质的量等。在命题过程中，教师可以根据试题情境变换命题方式，赋予传统考点新的姿态。除了常规文字和化学符号，可以用图片呈现既有美感又有科学意义的物质反应和结构，展现化学反应的多姿形态，让学生在解决问题的过程中体验熟悉又陌生的化学变化。如在2017 年高考江苏卷第18（1）题中有这样一张图（见图1），需要学生根据试题内容判断M’的化学式。其摒弃了常规的化学方程式，改用化学式和“曲线+箭头”的方式表达了氧化还原反应中物质的转换。这类表现形式对学生来说是新颖的，它不仅把化学反应中的物质转化体现出来，还考查了学生对陌生氧化还原模型的认知。

图1 2017 年江苏卷第18（1）题

其次是化学模型考查方式上的创新。在真实复杂的情境中，学生常常需要同时应用多种化学模型来解决问题，设置单一的化学模型内容不符合当下核心素养的考查要求。在化学模型种类已经确定的前提下，可以融合两种或两种以上化学模型，对学生“模型认知”能力考查提出新的要求。纵向融合较为常见，工艺流程题和有机合成题中是典型的考查形式。横向融合对化学模型的内在联系要求较高，同时也给学生答题增加了难度。例如：通过转化率图像与化学平衡之间的融合，考查不同条件下反应的平衡状态；通过浓度变化曲线与氧化还原之间的融合，考查不同反应物的消耗量和转移电子数。因此，高考化学可尝试设计化学模型融合型试题，培养学生在正确把握多种模型的基础上，融会贯通、组合信息、综合分析，进而提升“模型认知”素养。

3.更加紧密地联系实际生活与当代科技成果来创设试题情境

“模型认知”素养不仅强调学生运用模型方法认识科学、理解科学本质、综合解决实际问题等能力的培养，更希望养成学生探索未知、崇尚真理的意识，最终深刻认识到化学对创造更多物质财富和精神财富、满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献。学生“模型认知”的最终目的是为解决真实复杂的问题而服务的，课本上的问题容易单一、重复，而在真实情境下，学生遇到的问题变化多端，涉及的化学模型种类也不止一种，这对学生的“模型认知”能力要求更高。

化学命题在情境设计时，应注意以下两点要求。一是要联系生活，以考生耳闻目睹的社会热点、生活中的实际问题作为情境素材。这类素材真实性强，能引导学生感悟化学与人类生产生活之间的紧密联系，当学生多次运用化学模型解决生活实际问题后，自然而然地会强化“模型认知”的意识。二是要与当下的科学成果与研究热点紧密结合，体现科技前沿的相关内容。学生平时接触的化学模型和案例大多来自教科书和教师教学素材，这些内容都是经过精心安排的，可能与化学前沿成果及现实化学工业需求关联不大，学生学起来容易与社会“脱节”。

高考试题若能将化学基本概念、原理、基本技能和研究方法等知识，与新颖且具有挑战的科学创新内容、科技前沿成果结合起来，用这样的素材考查“模型认知”能力，既可以让学生了解当下学科前沿发展方向，激发学习化学的兴趣，又能帮助学生在具有高度挑战性的学习任务中整合化学模型知识，养成“模型认知”素养。