2020 年高考化学试题特点及其教学启示

王云生

（福建教育学院化学教育研究所，福建 福州 350025）

2020 年高考理综能力测试全国卷的化学试题，依据2017 年版化学课程标准的内容要求命制，必考试题涵盖了旧教材必修1、必修2 和选修4 的内容，选考试题考查旧教材选修3 和选修5 的内容，考试内容与2017 年版化学课程标准规定的化学必修课程和选择性必修课程的三个模块的内容要求基本一致。化学试题的设计和考查内容，体现了《中国高考评价体系》提出的评价理念，指向“核心价值、学科素养、关键能力与必备知识”，体现“基础性、综合性、应用性、创新性”，着重考查考生是否理解掌握高中化学课程的最基础的核心知识，测评考生的关键能力和化学学科素。［1］

2020 年高考，化学学科的考查内容、试题题型运用、试题的设计上，保持了往年的正确命题方向，更好体现了化学教育和高考的德育功能，更加重视在考查必备基础知识的理解、掌握程度的基础上，考查考生的关键能力。试题在情境创设、必备基础知识理解掌握程度的考查、关键能力的测评、试题设问与呈现方式的创新上，有了进一步的提高，能更有效地考查考生的化学学科素养。本文以全国Ⅰ卷为例，分析化学试题在情境创设、信息呈现、试题设问方面的特点，及其对高中化学教学的启示。

一、试题的情境设计联系实际、紧扣考查内容，完整、简洁地呈现了解题的必要信息，体现了化学教育和考试的德育功能

试卷几乎所有的试题都运用来自生产、生活、化学实验、化学科学研究成果的素材作为试题的背景或创设问题的情境。问题情境紧扣考查内容，有效地考查了考生能否运用所学化学基础知识，在较为陌生、复杂的情境中，认识、分析、解决问题。也让考生在解答问题的同时，了解我国古代人民、当代科学家在化学科学技术发展上做出的贡献，认识化学科学的应用价值，从中受到教育。试题的设计思想，对中学化学教科书的编写与教学具有很好的指导作用。

例如，选择题第7 题，考查能有效灭活新型冠状肺炎病毒的常见化学消毒剂的组成、性质、名称；第8 题要求分析能提高人体免疫能力的中药材提取物（紫花前胡醇）的结构式，分析它的组成、性质；第11 题要求依据核反应的规律（质量数与质子守恒）分析、判断居里夫人制造人造放射性核素的核反应中，参与生成的核素的类别；第12 题要求依据反应模型，分析新型Zn-CO2水介质电池的反应原理。试卷的五道化学非选择题重，比较全面地考查了化学反应原理、物质结构与性质、有机化学基础三个模块学习的核心内容。第26 题以黏土钒矿制备钒酸铵的工艺流程、工艺条件为背景，考查考生有关元素化合物转化反应知识的理解掌握程度。其他三道题，全面地考查了化学实验、化学反应原理、物质结构与性质、有机化学基础四个模块的核心基础知识，考查面广，着重考查考生综合应用基础知识认识、分析、解决问题的能力。第27 题，要求考生对题设的检验不同化合价铁的氧化还原能力的实验，从操作到原理作全面分析，并对实验结果做出结论。试题全面地考查了考生的实验基础知识、基本技能，突出考查了通过实验收集证据、验证规律性知识的能力。第28 题，以重要的化工原料（硫酸）制造中的关键反应（二氧化硫催化氧化反应）为素材，全面考查化学反应原理知识的理解和掌握程度，包括反应能量变化的分析、描述，特定条件下反应平衡转化率、化学平衡常数的分析与计算，依据反应速率方程对不同温度下反应速率图线做分析。第35 题，以2019 年诺贝尔化学奖获得者的研究项目（锂电池的正极材料——钴酸锂、磷酸铁锂的研究）为背景，考查铁、锂元素原子结构、磷酸根离子的空间构型、磷酸铁锂晶胞结构的分析，涵盖了物质结构三个层次的学习内容。第36 题，以一种有机超强碱（当前备受关注的研究项目）的合成路线分析为情境，试题给出了超强碱的结构式、合成路线中应用的两种反应，要求考生通过合成路线的分析，回答若干最基础的有机化学问题，包括简单有机物的命名、反应类型与官能团的辨识、有机反应方程式、有机物结构简式的书写、同分异构体的分析、判断等。试题考查内容基础、全面，有利于指导中学教学全面完成化学课程的教学内容。

在试题素材选择运用和问题情景创设上，2020 年全国卷有了提高和创新。例如，选择题第7、8 题，结合我国新冠肺炎防治的成就、中药材提取物应用实例，重视考试的德育功能，赋予各个选项更实在、更宽广的基础知识考查功能，增强了必备基础知识的考查功能。第11 题突破了元素原子结构、元素周期表、元素性质的考查模式，有了创新。试题运用物理学科核反应的有关知识，巧妙地把最基础的核心化学知识的考查与证据推理能力的评价紧密结合起来。要求考生从居里夫妇研究的核反应，利用“元素X、Y 的最外层电子数之和为8”的信息，推断X、Y 元素的类别从而判断四个选项的正误。非选择题第27 题作为实验考查题，重视实验基础知识、基本技能、实验实际操作能力的考查，在整体设计上突出了化学实验验证化学反应原理的功能，凸显了科学精神教育功能，提升了试题全面考查考生实验能力功能。

化学试题的问题情境设计，从考查主旨出发，精心选择素材，创新情境，把基础知识、关键能力考查与考试的德育功能融合起来，自然贴切。中学化学教学，也应该做到从教学目标出发，精心选择教学素材，创设联系实际的教学情境，把基础知识教学、关键能力培养、价值观教育，自然贴切地融合起来，全面实现化学教育的功能。

二、试题的信息呈现方式灵活多样，注意创新，增强了信息获取、整合、加工能力的考查力度，体现了学习能力与化学学科素养的考查要求

2020 年的化学试题背景材料和有用信息的呈现方式，注意创新，更多使用实物模型图、认识模型、数据图表、函数图像、化学符号和化学用语，增强了信息能力的考查力度。

化学实验、化学反应原理试题使用的图、表，类型多样、蕴含的信息丰富。第27 题，用实验装置图、化学实验仪器图、离子电迁移率的数据表等形式呈现试题的信息。第28 题使用了反应过程能量变化图、不同温度压强条件下反应平衡转化率的函数图像、反应速率随温度变化的图线，来描述反应的特征、呈现解题有用信息。这些数据图线涵盖了化学反应原理学习常用的3 种类型的函数图像。有机化学试题，使用结构简式呈现学生未曾学过的或结构较为复杂的5 种有机化合物的结构，考生要从结构图像分析各步有机反应中碳骨架的变化、官能团的转化，整体把握合成路线、解答试题。试题还要求考生能用结构简式表示具有特定结构特征的同分异构体。第35 题，使用结构模型呈现磷酸亚铁晶胞结构、磷酸铁锂充放电前后晶胞结构的变化，考生比较分析这些结构图式，可以获得解题的有用信息。

化学试题往往涉及各种化学反应信息。中学课本常用化学方程式（或热化学方程式、化学反应图式）表示发生的反应，用物质转化流程图表示反应过程物质的转化关系。2020 年试题，灵活使用了多种形式来呈现物质间的反应转化关系。例如，借助核反应式、使用化学科学技术研究文献采用的新颖的物质组成结构变化图式（见图1），揭示化学反应机理。要求考生可以从中了解解题需要的多种信息，应用于试题的解答。例如，要从第10 题的图式了解总反应由哪些分步反应组成，了解反应物、反应中间产物、生成物、反应副产物的组成、结构，了解各步反应发生的必要条件、反应的历程、催化剂的作用，才能解答好试题。因此，从考生解答试题的过程，也能考查考生信息获取和处理、加工的能力。

图1 2020 年全国1 卷化学试题（第10 题、12 题）设计使用的反应图式

试题信息呈现方式的多样化，要求高中化学教学，要帮助学生了解化学信息、资料呈现方式，努力突破单靠文字、数据、化学方程式的限制，帮助学生掌握解读各种形式的数据图表、认识模型图、顺利解读各种形式的反应过程、反应机理图式的技能，提高信息获取与呈现的能力。

2020 年的化学试题中，为了更简洁、明确地表述试题的问题情境与设问，运用了不少学生未曾学过的化学新概念、新名词，采用了学生不熟悉的物质结构、变化呈现方式。如，羰基化反应、水介质电池、组分的分布系数、酸浸氧化、沉淀转溶、电转移率、反应速率方程、速率常数、有机碱、芳香同分异构体；用键线式表示有机化合物的结构、用三维空间透视图呈现晶胞结构（2019 年还使用晶胞结构的剖面图、投影图）。这些概念、名词，信息呈现方式，考生虽然没有学过，但结合试题的情境、语境以及试题给出的简要说明，可以正确理解它的含义、把握试题的情境和问题的核心，也发挥了考查考生学习能力、思维敏捷性、灵活性的作用。部分教师对此不大习惯，怀疑考生是否具备解读能力，认为在今后教学中需要考虑增加这些名词概念的教学内容。实际上，这不是试题设计给教学的提示。在化学教学中，应该结合教学内容提升学生的学习能力，克服死扣条条文本、教条与僵化的思维方式，敢于接受、学习新概念，敢于接受并运用新的信息呈现方式。

三、试题设问体现考查主旨，有效地测评考生的必备知识与关键能力

立意、情景、设问，是试题设计的三要素。立意，是试题考查的主旨、指向，是试题的灵魂。情境呈现问题的背景、理解和解答问题需要的信息。设问是试题的考查点，体现试题的立意。从考生对设问的应答，可以测评考生理解把握问题的核心、对必备知识的理解掌握程度、关键能力的发展水平、科学态度和思维方式。

2020 年高考化学试题，在设问上，较好地体现了三要素间的关系。例如，第10 题（选择题），要求判断有关［Rh(CO)2I2］催化氧化甲醇碳基化反应的4 个选项的正误。选项考查的知识都是化学反应的核心基础知识（辨别发生的反应、反应中间体，判断反应过程参与反应的物质化学键的变化）。但是要做出正确判断，考生需要正确解读题设的［Rh(CO)2I2］催化氧化甲醇碳基化反应图式，理解反应机理、认识催化剂在反应过程的变化、作用。该反应是高中学生未曾学过的，需要考生综合运用化学反应原理知识做解读。设问，把化学反应基础知识的考查与信息提取、加工，逻辑分析、逻辑判断能力的考查有机融合。第27 题（实验题）的考查主旨是分析题设的实验“验证不同化合价铁的氧化还原能力”的结论和具体的实验操作。试题的设问，围绕实验操作、实验目的，设计了6 个小问题实现考查主旨。6 个问题的设置，涵盖了实验目标、实验仪器装置选择、实验试剂选用、实验的关键操作、实验结论的得出等实验过程。设问考查指向明确，各问题间的逻辑关系明晰，有效地考查了实验基础知识、基本技能，运用实验验证化学反应原理（规律）的能力。该试题的设计，尤其是问题的设置，为中学实验教学处理好实验基础知识、基本技能教学、实验关键能力的提升，提供了范例。第28 题，以学生熟悉的二氧化硫催化氧化反应作背景，设计了4 个小题，分别从反应能量变化及其表示方法、反应速率及其影响因素、反应平衡状态及其影响因素三个方面设问，全面考查了考生反应原理基础知识掌握的程度。从考生应答过程对数据图表的解读、分析与应用，可以测评分析推理能力的发展水平。这些问题的解答，要以结合试题给出的信息，整体理解、把握试题给出的有机合成路线，达成对有机化合物组成、结构、性质、反应、合成等基础知识的考查，有效地测评考生学习、运用有机化学基础知识的关键能力。

中学化学教学中，经常使用问题教学法，也常常通过设问、提问、引发学生的思考、交流讨论。但设问、提问往往存在一些问题，教学效果不佳。如，设问缺乏问题情境、与教学的中心问题不契合、不能涵盖教学基本内容、问题过于简单直白缺乏思考性。如何紧扣问题的核心，提出有启发性、思考性、有一定深度的问题，可以从高考试题的命制得到启发。

高考试题的分析、评价要突破考点分析、统计，难点、失分点检查、讨论，命题走向分析、预测的模式，注重高考试题考查主旨、试题情境创设、信息呈现和设问方式的研究分析，从中得到启示，以指导教学，提升学生的化学学科素养。