基于核心素养的高中化学联考试题评析及启示

◇ 湖北 邓呈玲 广东 汪响林

湖北 黄志鹏3 甘文广3 叶发兵1

《普通高中化学课程标准(2017年版)》提出：以发展化学学科核心素养为主旨，重视开展“素养为本”的教学，倡导基于化学学科核心素养的评价.教育部考试中心于2020年1月发布《中国高考评价体系》和《中国高考评价体系说明》.高考评价体系的建立将实现高考从“知识、能力考查”向“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”的综合评价转变，评价模式也从一维的“考查内容”拓展为“考查内容、考查要求、考查载体”三位一体的评价模式.

省级示范性高中在落实先进课程理念，提升学业质量水平，培养学生的核心素养，促进新课程改革的深入实施上起着模范带头作用.为了解高一学生化学学业水平，现对2018年鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校高一上学期期中联考化学试题及其大样本测试数据进行评析，基于知识、能力和素养三重维度，以期对试题命制与改进教学有所启示.

1 研究对象

本次联考共计12个省级示范高中参与，参加考试的人数达1 万人.化学试卷满分100，平均分为51.64，及格率仅27.81%.80 分以上的学生仅占4.99%，学生成绩主要集中于40～50 分，占比35.22%，40分以下的学生为13.86%.该试卷立足学科本位，对化学学科核心素养和化学学科能力的不同水平进行刻画，但对学生而言难度高，测试成绩不理想，故具有一定的研究价值.

2 试卷及结果分析

2.1 试题评析

该试卷以“立德树人”为根本任务，以真实情境为测试载体，以实际问题为测试任务，覆盖主干核心知识，凸显基础性、时代性和创新性，较好地兼顾对基础知识、学科能力及核心素养的考查.

情境活动是学科素养培养和考查的重要载体.试卷的考查情境统计结果如表1所示.我们可以看出，命题者密切联系实际，关注学生在真实复杂情境中学以致用、解决问题的能力.学术探索情境占比大于30%，通过陌生的学术探索情境，培养考生对信息的提取能力及核心知识的迁移能力.不同的情境对学生的认知要求不同，测试难度也随之产生差异.学生最熟悉的学习探索(教材情境)所占比重最少，说明本试卷考查载体较为新颖，对学生的思维能力要求较高.

表1 试卷情境类型统计结果

试卷核心素养类型统计结果如表2所示.“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”是高一上半学期学生主要学习的核心素养，这两类试题数目占比最高.“科学探究与创新意识”素养，于化学教学中无处不在，所占权重为19.0%.“变化观念与平衡思想”在高一上半学期教学内容中涉及甚少，对应题目也较少.“责任担当”是学生的必备品格与关键能力.因此，该试卷对各项核心素养的考查比例较为合理.

表2 试卷核心素养类型统计结果

试题蕴含学科素养的渗透、多元思维的启迪、陌生信息的解读与家国情怀的孕育.以区分度最高的主观题第18题为例进行分析如下.

表3 溶液中可能含有的离子及浓度

这份报告是否合理，理由是_____.

(2)甲、乙两厂排放出的两种含重金属离子的废液均有一定毒性，检测出甲厂排放的废液呈碱性且含有Ba2＋，若将甲、乙两厂的废液按一定比例混合后，毒性明显降低.

①乙厂废液可能含有_____.

A.K＋、B.Cu2＋、

C.Ag＋、D.Cu2＋、Cl－

②用离子方程式表示毒性降低的原因_____.

(3)X 溶液含Ba2＋、Cu2＋、Ag＋，某同学设计一实验方案能将这三种离子逐一沉淀分离，请选择最佳试剂，并按试剂添加的先后顺序填写试剂_____(限用试剂：Na2SO4溶液、盐酸、NaOH 溶液、NaCl溶液).

分析第(1)问考查质疑批判的科学精神与基于已知信息进行推理预测的化学学科能力.第(2)问以工厂废液的减毒处理为载体，将学生的视野从小小的实验室拓展到大规模的工业生产中，形成“绿色化学”观念.第(3)问考查学生从问题和假设出发，有条理地设计方案，将溶液中的重金属离子Ba2＋、Cu2＋、Ag＋沉淀除杂的科学探究思维与创新能力，难度较高.这就要求学生高屋建瓴地考虑问题，寻求最优化的解决办法.

2.2 结果讨论

基于知识、能力和素养三重维度，立足于大样本数据的学情诊断，以期对了解学生学业水平、优化试题编制与改进化学教学有所启示.试题内涵及测试结果如表4所示.

试卷考点归类为五大必备知识，分别是：物质的量、物质的组成与性质、常见实验操作、离子反应和氧化还原反应.试卷中必备知识的统计结果如表5所示.学生对物质的组成与性质等基础知识、常见实验操作等基础技能的掌握情况较好；对于离子反应、氧化还原反应和物质的量等概念的理解运用存在不足；化学知识基础整体而言不够扎实.

表4 试题内涵及测试结果

表5 试卷中必备知识的统计结果

北京师范大学王磊教授研究发现：化学学科能力分为学习理解、应用实践和迁移创新3大类.学习理解能力、应用实践能力和迁移创新能力既是学科能力的不同类型，也属于不同的水平层级.学生化学学科能力水平统计结果如表6所示.

表6 学生化学学科能力水平统计结果

由表6可知，高一上半学期，关于学习理解层面，学生更偏重于辨识记忆、概括关联，而说明论证方面有所欠缺.在应用实践方面，学生的推理预测、简单设计能力普遍薄弱.在迁移创新方面，学生只擅长解决简单的结构良好问题，不适应陌生、复杂或真实情境下的化学问题.大多数学生尚不具备利用高阶思维，从多重视角进行发散想象、复杂推理、系统探究、创新思维以解决复杂问题的能力.考查概括关联、说明论证、分析解释、复杂推理及系统探究方面的化学习题，能较好地鉴别学生群体的学业水平.

化学学科核心素养及其学业质量水平分为4个层级：1级为基础(识记)、2级为中级(理解)、3级为高级(应用)、4级为最高(评价).学生化学学科核心素养水平统计结果见表7.

高一上半学期，学生各项化学学科核心素养水平均停留于识记层面，有待提升.经过“从实验学化学”这一章节的系统学习，学生通过动手操作基础化学实验，“科学探究与创新意识”素养水平相对较高.学生基于已知信息区别辨析、推理预测的逻辑思维尚不严谨，尚未形成“从生活走进化学，从化学走向社会”等化学哲学观，因此“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”及“科学态度与社会责任”素养水平偏弱.“变化观念与平衡思想”内容在高一上学期化学学习中涉及甚少，故其对应表现最低.

表7 学生化学学科核心素养水平统计结果

本研究表明，高一上半学期，学生的学习存在以下问题：1)化学学科基础不扎实，对离子反应、氧化还原反应及物质的量等概念的理解存在不足.2)基于已知信息的应用实践能力及知识迁移能力较弱；推理预测与简单设计能力普遍薄弱.3)考虑问题视角较为单一，思维变通性需加强，尚未形成“从生活走进化学，从化学走向社会”的化学哲学观.4)各项学科核心素养水平均停留于识记层面，有待提升.

3 教学启示

3.1 注重宏微结合，夯实学科基础

在实际教学中，有些教师为完成教学任务，常以牺牲学生的逻辑推理能力及想象力为代价，快节奏地传授经验结论.如此一来，学生没有参与知识的提炼形成与推理论证等重要思维过程，难以深入理解学科本质，更谈不上发展核心素养.为帮助学生夯实学科基础，化学教师需精心设计教学过程：1)重视开展实验教学，学生基于对实验现象的感性认知，方能深刻体会物质及其化学反应的真实存在及社会价值.2)结合图片模型、动画视频等多媒体技术，令微观世界可视化，循序渐进地引导学生讨论、猜想微粒的变化过程，推理宏观表象蕴含的微观本质.3)当学生的思维遇到障碍时，教师需恰当点拨，鼓励学生以多重视角综合运用学科知识、技能和方法继续进行推测，而非直接告知答案.

3.2 营造民主氛围，激励迁移创新

学习过程本质上是知识的发现、分析、提炼与迁移的过程，另一方面也是展示学生聪明才智与独特个性的过程.如果在教学中出现异常的实验现象，或者学生提出超纲的问题，教师不能随意回避，可以先表扬学生，课后探究释疑.在节假日前，教师可以布置新的任务——自主查阅资料，简单设计并动手操作原料易得、安全有趣的家庭实验，并观察、记录实验现象.家庭实验素材比较丰富，例如自制汽水(苏打水和柠檬汁的混合液)、自制酸碱指示剂(紫薯溶液)、自制肥皂、“会变色的花”(利用SO2的漂白性使红花褪色)、“浮起来的鹌鹑蛋(蛋壳的主要成分CaCO3与白醋反应生成CO2，推动鹌鹑蛋上浮)等.这样，学生能养成勤于发现、勇于质疑、乐于探究、敢于创新的习惯.

3.3 创设真实情境，厚植社会责任

学习是无法脱离学生所处的文化思维情境的.知识的提取、迁移及创新也与情境密切相关.化学教师可创设真实生动的教学情境，引导学生喜爱化学，赞赏化学学科对人类社会的贡献.新课导入时，教师可以讲述化学家们不畏困难、追求真理、最终造福人类的故事，强调中国科学家的突出贡献，激发家国情怀，培养文化自信.布置习题时，教师可渗透STSE 教育，多选取与生活紧密联系的问题，例如，垃圾的分类回收，巧用离子反应治理工业废液，利用电化学原理研发清洁能源、防止金属腐蚀等.这样，可锻炼学生基于核心知识解构真实复杂情境下的化学原理，并合理设计解决问题方案的实践能力，培养其社会责任感.

3.4 控制考试难度，激发内部动机

化学试题命制是化学教育测量与评价的关键环节，强化素养导向、完善测试内容、丰富考查视角、控制考试难度，均有利于得到科学的测量结果、推动中学素质教育，从而落实立德树人的根本任务.本次联考化学试卷难度高，学生畏难情绪被诱发，甚至打算在选考科目中放弃化学，这显然有违命题人的初衷.考试作为常见的检测手段，不应成为青少年学习阶段的拦路虎.命题者应合理控制考试难度，让学生体会学习化学的成就感.化学教师可尝试将美育引进化学课堂，赋予理性的化学教学以人文之美.如焰色反应五彩斑斓；晶胞结构疏密有致；水的电离能屈能伸；苯环结构对称均衡.如果学生以学习化学为乐，能在化学学习过程中发现美、享受美、创造美，那么社会、家长和教师何愁其学业水平与学科核心素养的发展呢!