精选情境育人为先，内容改革能力为重

江合佩

关键词：真实情境;高考评价体系;关键能力;教学启示

2019年高考圆满落下帷幕，试题“以立德树人为根本任务，以公平科学评价人才为主要使命，积极引导和促进教与学”，全面贯彻和实施“一核四层四翼”高考评价体系，发挥高考内容改革导向作用，努力践行“五育并举”的教育方针，助力推进教育评价改革。化学试题牢牢把握新时代的育人方向，落实新时代的育人目标，“精选试题情境素材，开阔学生科学视野”，呈现真实问题，加强对关键能力的考查，彰显教育改革的鲜明导向。

一、精选真实情境素材，落实学科育人目标

精选情境，弘扬爱国主义，培育学生浓浓的家国情怀。首先，注重挖掘中华民族优秀传统文化中的工匠精神和技术创新思想。第7题以陶瓷作为命题素材，考查硅酸盐的物理性质和化学性质，增强学生的民族自信。其次，呈现当代我国科学家领先世界的科技成果，增强民族自豪感。第28题第（3）问试题素材来源于北京大学马丁团队于2017年6月发表在Science上的文章“碳化钼负载的层状金团簇催化剂用于低温水煤气变换反应”;35题试题素材则来源于香港城市大学吕坚团队于2015年5月发表在Nature上的文章“双相纳米高强度镁合金的合成方法”，通过展现我国科学家在国际顶级学术刊物最新科研成就，鼓舞民族士气，激扬奋斗精神，鼓励学生投身化学前沿研究。

精选情境，增长知识见识，培养学生深邃的国际理解。第12题试题素材取材犹他大学的Minteer教授团队于2017年2月发表在Angew的文章，通过使用自然界的酶作催化剂，设计生物燃料电池，大大降低了N2解离的活化能，实现了室温条件下成功制备NH3，使得100多年前哈珀人工高能固氮向常温固氮向前大大迈了一步，且同时可产生电能，减少地球3%CO2排放。第13题试题素材取材麻省理工学院（MIT）的Christopher Cummins教授团队于2018年6月发表在Science的文章，以三氯硅烷和三偏磷酸钠为原料合成了一种全新的磷阴离子，实现了磷化合物合成更安全、更经济、更环保，为解决磷资源危机提供了新的方向，向“理想的化学”更近了一步。通过呈现新颖的装置、结构，让学生感悟国际化学前沿发展趋势，体味科学家创新的起点和设计的关键，树立利用学科核心知识解决教材或者人类发展进程中的重大问题的意识，培育学生大国担当意识，努力践行“人类命运共同体”，积极寻求解决人类发展重大问题的思路与方法。

精选情境，贯彻“五育并举”，渗透美育和劳育。通过情境化试题，挖掘其中蕴含的化学之美，彰显美育化人功能。第7题以宋徽宗“雨过天晴云破处，千峰碧波翠色来”描述的“青瓷为首，汝窑为魁”，让学生体味其中添加玛瑙的粉末（SiOa）后“似玉、非玉，而胜玉”的“颜色之美”;第8题呈现2-苯基丙烯的键线式、第13题呈现双（三氯甲基）磷阴离子结构式、第35题（4）呈现MgCuz的拉维斯结构，让学生体味化学物质结构的“对称之美”;第11题呈现导电能力随体积的变化曲线、第28题呈现水煤气变换的反应历程及p-t曲线，让学生体昧化学定量分析的“数据之美”。試题从实践出发，落实劳动育人理念。第26题以硼镁矿为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程、第27题以废铁屑为原料制备硫酸铁铵实验流程为背景，破天荒的在一份试卷当中出现2个流程，加强生产实践中化学原理及方法的考查，提升学生运用化学知识和思维方式解决生产过程中遇到的问题，提升劳动生产效率。

二、聚焦化学学科主干知识，凸显关键能力培育

2019年全国I卷聚焦主干知识的考查，落实基础性、关注综合性、体现应用性，渗透创新性，涵盖化学用语、元素及化合物、化学理论、化学实验、有机化学等必备知识。试题通过将核心主干知识设计成驱动性问题，融入真实复杂现实问题情境或复杂学术问题情境，考查学生学科关键能力，检测学生的学科素养。《考试大纲》将化学学科的学习能力分为“接受、吸收整合化学信息的能力、分析和解决化学问题的能力、化学实验与探究的能力”。教育部考试中心命题专家则从教育测量学与认知心理学出发，将3个能力进行了合理的再阐释，其中“接受、吸收整合化学信息的能力”对应着“理解与辨析能力”“分析和解决化学问题的能力”细分为“分析与推测能力和归纳与论证能力”“化学实验与探究的能力”对应着“探究与创新能力”，体现国家对创新人才培养的迫切需求，将能力要求外显化，其相互关系（如图1）。

化学学科关键能力突出学科特质，聚焦学科思维方法，有利于培养适应未来社会和终身发展的具有核心竞争力的人才。为体现关键能力测评的有效性、科学性，确定了必备知识、真实情境、关键能力三个维度，其相互关系及内涵（如图2）。

1.重视真实情境的创设，培育学生解决复杂问题的能力

“在真实情境中解决问题的过程展示出的能力才是实际的能力，表现出的态度与情感才是真实的品质特征”。2019年全国I卷试题素材取材于真实情境，背景涵盖的学科内容非常广泛，呈现方式更加丰富，具体统计结果如表1所示。

由表1分析可知，全国I卷所有的试题情境都是基于真实文献命制，其中学术探索类情境占比最高，达到7道，合计68分，情境素材基本取材于最新科技期刊的文章，命题者希望通过前沿学术情境培养学生远迁移的能力，达到用未来的知识选拔适应未来社会发展的人材。实验探究情境3道，合计27分，实验素材涵盖有机物溴苯、无机物硫酸铁铵的制备与纯化，也涵盖了物质组分的定性与定量分析（邻苯二甲酸氢钾滴定、硫酸铁铵晶体热重分析）。生产环保情境2道，合计29分，素材涵盖自然资源利用及废物回收利用，强调利用物质转化及分离提纯技术实现目标转化的意义与价值。化学史料与日常生活情境1道，合计6分，以陶瓷的物质组成、化学性质考查学生对基本概念的辨识记忆的熟练程度。

2019年全国I卷在积极探索真实情境丰富性的同时，也积极探索信息呈现形式的丰富性，除了第7题是文字信息外，其余11道试题均有各种形式的信息呈现形式，具体统计结果如表2所示。

由表2分析可知，2019年全国I卷信息呈现形式包括模型信息、实验装置图、曲线图、表格数据、流程图，其中模型信息呈现最为丰富，涵盖了结构简式、结构式、轨道表示式、晶胞及截面图、原电池模型图、物质转化示意图、反应历程图，让学生在各种模型中准确提取实质性信息，与所学必备知识整合，培育证据推理与模型建构素养。实验装置图既有一体化制备溴苯，也有H2S尾气吸收局部装置，要求学生对教材必做实验有一定的体验感、现场感，引导中学重视基础实验，引导高三复习积极带学生重新走进实验室，培育科学探究与创新意识素养。曲线图既有电解质溶液中的滴定曲线、也有分压随时间变化曲线，将化学反应中的宏观性质与微观反应用曲线表征出来，利用“宏一微一符一曲”四重表征，培育宏观辨识与微观探析素养。表格数据提供真实的数据，要求学生根据晶体的类型及数据产生有效关联，形成合理的推理路径，发展基于证据的科学推理求真意识，培育科学态度与社会责任素养。流程图既有无机物转化，也有有机物合成，让学生在分析物质转化过程中，利用核心物质转化（类价二维）、碳骨架构建及官能团转化、元素守恒、绿色化学等核心观念培育变化观念与平衡思想素养。

2.重视必备知识的落实，培育学生综合解决问题的能力

高中化学必备知识包括化学语言与概念、物质结构与性质、反应变化与规律、物质转化与应用、实验原理与方法等。化学语言与概念部分，如第7题考查陶瓷的主要成分是硅酸盐，其化学性质稳定，耐酸耐碱侵蚀、抗氧化;如第8题考查双键不饱和性可使酸性高锰酸钾溶液褪色、发生加聚反应;如第26题（1）化学方程式的书写、（2）检验铁离子的化学试剂、（3）一元弱酸的判定;如27题（2）加热方式、（4）化学式的确定;35（2）杂化方式的判定、（3）晶体的判定;36（2）手性碳的表示。物质结构与性质部分，如第8题共平面判定;第13题P原子8电子结构问题;35（2）乙二胺与M2+形成稳定环状离子的原因;36（3）具有六元环且发生银镜反应的同分异构体。反应变化与规律部分，如第10题多相化学要求现场分析反应变化的规律，得出合理的结论;第28题要求利用热力学和动力学规律来分析和解决水煤气变化相关问题。物质转化与应用部分，第12题利用生物燃料电池原理实现N2、H2常温下转化成氨;第26题利用“类维”实现目标元素的转化;第27题利用“价维”实现杂质的去除。实验原理与方法部分，如第9题利用目标物质及杂质的理化性质实现分离与纯化;第27题利用物质的制备及纯化经典思路实现目标物质的获得。

3.强化关键能力的考查，培育学生适应未来的能力

2019年全国I卷精选试题素材，强化对学生学科关键能力的考查，培育学生认识未来、适应未来、挑战未来的能力。下面以典型试题为例阐述对关键能力的考查。

（1）理解与辨析能力

例1：（2019年全国I卷第12题）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子（如图3）。下列说法错误的是

A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能

B.阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV+=2H++2MV+

C.正極区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3

D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

本题要求学生理解原电池模型并准确辨析出新型电池发生的氧化还原反应、电极半反应、电子导体、离子导体等信息。相比现有工业合成氨，由于固氮酶大大降低了N2-NH3的活化能，使得反应条件温和，且可同时提供电能;该电池总反应与工业合成氨原理一样，即3H2+N2=2NH3，因此电极正极区（阴极区）发生反应N2+2MV++6H+=2NH3+2MV2+;电极负极区（阳极区）发生反应H2+2MW+=2H++2MV+，H+（质子）由阳极（负极区）向阴极（正极区）移动，因此B选项错误。

（2）分析与推测能力

例2：（2019年全国I卷第28题节选）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程（如图4），其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。

可知水煤气变换的AH____0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E=____eV，写出该步骤的化学方程式____。

本题以水煤气变换为背景，要求学生在熟练掌握化学反应原理热力学、动力学相关知识基础上，根据计算机模拟结果的反应历程示意图正确分析反应过程中的能量变化、判断反应历程和机理。由反应历程图分析可知，相对能量由0-0.72，因此水煤气变化的AH小于0，该历程中存在2个能垒，分别为1.91 ev和2.02 ev，其中最大能垒为2.02 ev，该步骤的化学方程式为COOH.+H·+H20·=COOH·+2H·+OH·（或H20·=H·+OH·）。

（3）归纳与论证能力

例3：（2019年全国I卷第35题节选）在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在A1中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。回答下列问题：

解释表中氧化物之间熔点差异的原因_____。

本题要求对比分析4种氧化物的熔点差异，进而归纳出Li20、MgO为离子晶体，17406、S02为分子晶体;离子晶体熔沸点主要受晶格能影响，因此论证出晶格能MgO>Li20，分子晶体熔沸点主要受分子间作用力即分子量影响，因此论证出分子间作用力17406>S02。

（4）探究与创新能力

例4：（2019年全国I卷第36题节选）化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线（如图5）：

本题要求学生根据题目给出的合成方法，独立思考，抓住目标物质与G的相似点，找到主要在⑤引入碳骨架，⑥将官能团酯基转化为羧基，因此可将甲苯先光照取代转化成溴乙苯，然后CH3COCHzCOOC2H5参照合成路线中的⑤⑥获得目标物质。整个合成路线的设计，既要有扎实的基础知识，也要有强调现场学习的能力，很好地体现了对创新思维的考查。

三、教学启示

1.遴选合适的教学情境，培育理解与辨析能力

复习教学过程需注意创设合适的教学情境，切忌直接将知识裸露在学生面前，使得知识仅仅是复述再现，失去类比迁移的功能价值。在教学中创设真实情境，有利于学生认识学科价值、感悟科学方法、体味化学魅力、激发学习热情，甚至有助于学生立志今后从事化学专业，进而发展化学科学技术和理论。遴选的教学情境需满足真实性、典型性、普适性、前沿性、挑战性且富有启迪性，有利于揭示知识产生的背景和条件、有利于引发明确的知识指向、有利于引发学生积极的思维活动、有利于产生具有迁移价值的一般知识。

2.开展形式多样的项目化学习，培育分析与推测能力

复习教学中倡导开展形式多样的项目化学习，积极培育学生学习的主动性、调控性，帮助学生建立问题意识，缕清新旧知识联系，建立有效关联，鼓励学生基于证据的多元个性化表达，培育学生分析与推测能力。项目的选择需建立在核心知识、核心认知视角上，不能有情境无知识，让教学仅仅停留在低阶的虚假热闹层次，其次需要结合项目与知识形成本质性问题，再转化为驱动性问题，培育学生分析、设计、评价等高阶能力，学习成果的表达倡导用结构化的思维导图呈现，将学生的思维外显，有利于观察学生知识掌握的认知程度、有利于针对思维误区开展精准教学、有利于培育学生分析问题并针对证据进行合理推测的能力。

3.积极开展思维建模教学，培育归纳与论证能力

思维建模教学有助于学生知识的结构化、网络化、系统化，也是学生学习化学反应原理及分析解决实际问题能力的重要路径。模型教学倡导学生从具象的客观化学事实，抽离出关键的要素，将现实问题转化为化学问题，将各个关键要素建立有效关联，构建化学模型，形成解决一类问题的有效路径，有利于培育学生归纳总结的能力，也有利于学生利用模型论证客观数据、趋势的能力。

4.积极开展深度学习，培育探究与创新能力

深度学习有助于实现经验与知识的相互转化，有助于真正让学生成为教学主体，有助于帮助学生对知识进行深度加工，有助于实现知识从结构化向功能化转变，在发展学生高阶思维的同时，有助于实现知識从功能化向素养化转化。教学设计过程中，多设计推测反应现象或物质性质、设计物质合成或分离路线、设计阐释反应机理或总结规律、设计解决复杂应用情境的学术问题，让学生在分析解决这些挑战性问题过程中，将知识与信息深度加工，生发出新的知识，达到培育学生探究与创新能力的目的。