基于高考评价体系的化学学科素养的试题研究——以近三年高考全国I卷的化学工艺流程题为例

文/ 中山市龙山中学 李成武

《中国高考评价体系》指出，学科素养是“学习者在面对真实情境时，能够合理运用科学的思维方法，整合学科的相关知识，运用学科能力，高质量地认识问题、分析问题、解决问题的综合品质。”化学工业流程图题以工业生产过程为情境，综合考查学生的必备知识和关键能力，全面考查学科素养，一直是高考全国I 卷中固定的题型之一。该题型难度较大，考生的得分率往往比较低。

一、化学工艺流程题的特点及考查的知识点

这类题型一般都选择比较前沿的化工事实为基础，创设题目情境，综合考查考生对元素化合物、化学反应原理、实验等知识的掌握程度。为了适合高中生的认知水平，这类题目也体现出了“起点高，落脚点低”的特点，即研究对象往往都是比较新颖的化工事实，但所设问的内容，基本都是围绕着高中化学的内容，学生在答题时，需要通过阅读，获取题目中的有效信息，利用信息作答；也需要有良好的学科素养，即必备的基础知识和关键能力。近三年考查的知识点见表1。

表1：2018—2020 年高考全国I 卷化学工艺流程题考查的知识点

从表1 中可以看出方程式（包括化学方程式、离子方程式）的书写，每年必考。其次，元素及其化合物的性质考查也比较多。实验条件的控制、离子检验以及化学反应速率的影响因素也是常考对象。同时，化学计算（Ksp、纯度等）、化学平衡也是考查重点。

二、化学工艺流程题考查的学科素养

核心素养考查要求学生面对创设真实的情境，能根据所要考查的化学知识，解决实际问题，在能力内化和提升中形成化学学科核心素养。下面以2018—2020 年化学工艺流程题分析为例，该题中各小题考查的学科素养见表2、3、4。

表2：2018 年高考全国Ⅰ卷第27 题考查的学科素养

表3：2019 年高考全国Ⅰ卷第 26 题考查的学科素养

表4：2020 年高考全国Ⅰ卷第26 题考查的学科素养

由表 2、表 3、表 4 分析可知，化学观念（基础性）、思维方法（应用性）、实践探索（综合性）这三个学科素养考查得比较多。下面结合高考评价体系，以2020 年高考全国I 卷的第26 题进行分析：

【试题情境】本题主要是以黏土钒矿制备NH4VO3的工艺流程为载体，在复杂、陌生的研究对象和问题情境下，体现对元素及其化合物、基本概念、基本理论、物质的分离与提纯等知识的基础性、综合性、创新性和应用性的考查。

【必备知识】考查的必备知识包括：（1）能够从流程图中提取有效信息；（2）在陌生情境下书写方程式；（3）能够分析物质的转化；（4）温度对反应速率的影响；（5）能够判断同离子效应对平衡移动的影响。

【关键能力】本题考查的关键能力侧重于理解与辨析、分析与推测、归纳与论证，包括：（1）通过对流程图和已知信息的阅读，获取有关信息，并进行内化和迁移，考查理解与辨析能力；（2）通过把问题拆分，考查分析与推测能力；（3）能正确地运用化学术语进行表征的能力，侧重考查具体要求是根据流程图中各物质的变化过程，结合物质的性质和实际操作对问题进行分析判断。

【学科素养】本体考查的学科素养侧重于化学观念、思维方法、实践探索。化学观念：能判断物质类型；能分析流程中各物质的变化过程；能书写方程式。思维方法：能根据流程中分析各物质的变化过程，书写化学方程式、离子方程式，能分析平衡移动。实践探索：能根据实际情况，利用实验手段进行探究，能利用流程分析可除去的离子。

三、教学策略

1.在教学中创设真实的问题情境，落实学科素养，提升学生获取信息、加工信息的能力

试题情景往往来自于生产和生活，但都是最新的素材，学生在复习过程中没有见过的。试题情境化后要求学生能从陌生的素材中获取有用的信息，考查的是信息获取、加工、迁移能力。这是我们考生较欠缺的一种能力。本来就紧张，面对陌生的情境就更惊慌失措。这就是为什么学生觉得化工流程题很难，得分率很低的原因。笔者参与2017 年的广东高考阅卷（考的是全国I 卷），第27 题的全省平均分才2 分多。

2.用三重表征思维方式设计教学，提升学生的思维方法

化学三重表征是指宏观表征、微观表征、符号表征。在以往的高三复习课当中，比较注重宏观现象（反应现象）和符号表征（方程式的书写），不注重结合微观来进行解析性教学。学生大多数时候只是知其然而不知其所以然，所以一碰到高考真题就应付不了，要么做不完，要么发挥不出应有水平。平时的教学应注重三重表征，多开展实验探究，让学生描述实验现象、解析现象、写出方程式，有助于培养学生的化学观念和思维方法，而不是单纯地学知识。要从“知识为本”的教学转变为“素养为本”的教学，从发展化学学科知识转变为发展化学学科素养。

3.加强元素及其化合物的教学及知识建构，落实化学观念

分析历年的化学工艺流程题，从中可以发现试题大多数考查的是元素及其化合物的知识。试题大多引用化工生产（制备某个物质）创设问题情景，很多是学生完全陌生的、没接触过的。许多涉及元素化合物知识，但实际上是以元素化合物为载体考查考生对反应原理的理解程度和运用能力，考生要用已学知识分析和解答，体现的是证据观、模型观、变化观、守恒观等学科素养。例如，复习元素化合物的时候，可以按照以下方法进行：（1）建构“价—类”二位关系图并标出图中物质间的转化，促进学生自主建构与发展“分类观”“转化观”；（2） 运用二位关系图完成“转化任务”；（3）从微观的角度理解、分析酸、碱、盐在溶液中的化学行为。