基于创造性思维评估的高考化学试题评析及启示——以2021 年全国15 套高考化学试题为例

江合佩 单旭峰 王 春

2014 年，《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》提出要选拔具有学科特长和创新潜质的优秀学生。2019 年，《国务院办公厅关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》中进一步强调“培养学生创新思维和实践能力，提升人文素养和科学素养”[1]。北京师范大学中国教育创新研究院与美国21 世纪学习联盟开展合作，于2020 年提出“21 世纪核心素养5C 模型”，5C 模型包括5 个维度，创新素养就是其中之一，它包含创新人格、创新思维和创新实践3 个要素。[2]根据国家顶层设计要求，为促进学科核心素养的落实，《普通高中化学课程标准（2017 年版2020 年修订）》要求培养学生的社会责任感、创新精神和实践能力。[3]因此，东北师范大学郑长龙教授指出“化学学科核心素养的精髓是创新”[4]。中国高考评价体系“一核四层四翼”考查要求部分在基础性、综合性、应用性的基础上特别提出了创新性，鼓励学生摆脱思维定式的束缚，积极主动探索新方法、解决新问题 。[5]由此可见，无论是高校招生制度改革、高中育人方式改革、指导教学的中小学课程标准，还是指导命题评价的高考评价体系，都将目标直指创新人才的培养，直指创造性思维的培育。因此，融合已有研究成果，进行基于创造性思维评估的高考试题分析，探查试题在创造性思维考查方面的特点和规律，有着重要的现实指导意义。

一、创造性思维评估的主要内容

PISA 2021 将创造性思维定义为:有效参与想法的提出、评价和改进的能力，同时这些想法能够形成原创而有效的解决方案，能够促进知识提升以及想象力的有效表达。[6]该定义有以下特征：创造性思维的促成因素有个体促成因素、社会促成因素以及成就与进展（问题解决、知识创造、创新的表达）；聚焦学生参与创造性思维的过程性；强调学生在真实情境下解决复杂的现实问题所需要的创造性思维及综合品质。[7]

PISA 2021 分别从“文字表达”和“视觉表达”考查学生表达性领域的创造性思维，从“社会问题解决”和“科学问题解决”考查学生知识创造和问题解决能力，并以“产生多样化想法”“产生创新想法”“评价与改进想法”3 个能力层次依次进阶，其能力模型如图1[6]所示。

图1 PISA 2021 创造性思维测试能力模型

在创造性思维的4 个内容维度方面，“文字表达”要求学生以书面的形式运用各种文字表达形式表明自己的想法；“视觉表达”要求学生针对任务提示中提供的不同视觉表达形式完成开放性任务或做出创造性改进；“社会问题解决”要求学生根据所给的情境提出解决社会问题方案的想法并提出原创性改进思路；“科学问题解决”要求学生在给定的情境中提出科学问题假设或解决方案并对解决方案进行改进。

在创造性思维的3 个能力层次方面，“产生多样化想法”主要考查学生思维的灵活性、“产生创新想法”主要考查学生思维的原创性、“评价与改进想法”主要考查学生思维的优化能力。针对PISA 2021 创造性思维的内涵及水平层级，结合我国高考（或学业水平等级性考试）命题的基础性、综合性、应用性、创新性特点，引入SOLO 分类理论，本研究进一步具化了3 个水平层次的创造性思维，形成了创造性思维的内容维度、水平层次维度[8]及模型表征[9]，如表1 所示。

表1 创造性思维的内容维度、水平层次维度的内涵和模型表征

“产生多样化想法”主要指向分析与推测能力的考查，体现综合性，主要涉及学科内综合、学科间综合、方法综合以及形式综合，SOLO 能力结构层次对应多元结构水平；“产生创新想法”主要指向归纳与论证能力的考查，体现应用性，力求实现对知识、能力和素养的动态和全面的评价，SOLO 能力结构层次对应关联结构水平；“评价与改进想法”主要指向探究与创新能力的考查，体现创新性，主要涉及内容创新、形式创新、方法创新以及思维创新，SOLO 能力结构层次对应扩展抽象结构水平。

二、基于高考化学创造性思维考查的试题分析

1.试题创造性思维内容维度的考查情况

根据创造性思维2 大内容领域4 个维度的分类，本研究对2021 年全国15 套高考（或学业水平等级性考试）化学试题（文中简称2021 年全国15 套高考化学试题）从“文字表达”“视觉表达”“社会问题解决”“科学问题解决”4 个维度进行统计，如表2 所示。

为了更加直观地反映试题中创造性思维的考查情况，笔者将表2 中各套试题的创造性思维内容维度考查数据转化为图2。

表2 2021 年高考化学创造性思维内容维度考查情况统计

由图2 可知，2021 年全国15 套高考化学试题都关注了创造性思维内容的考查。在创造性思维总分方面，广东卷、河北卷、北京卷位列前三，可能是因为这3 个省市教育质量水平较高，高考试题有足够的区分度。在4 个维度考查方面，主要以“视觉表达”“文字表达”“科学问题解决”为主，“社会问题解决”相对较少。

图2 2021 年高考化学创造性思维内容维度考查分布

在“视觉表达”维度的考查上，河北卷、广东卷等表现突出。该类试题通过图示、装置图、流程图、结构图、表格等呈现形式，考查学生从中筛选、分类、归纳、整合关键信息，归纳总结得出新结论的能力。河北卷第16 题聚焦碳中和问题，呈现了电解质水溶液中，3种不同催化剂（a，b，c）上CO2电还原为CO 的反应进程（H+被还原为H2的反应可同时发生），要求学生根据相对能量变化的两幅图，综合分析得出CO2电还原为CO 从易到难的顺序。广东卷第19 题聚焦CH4与CO2重整反应实现碳中和，呈现了3 个反应的相对压力平衡常数ln随（温度的倒数）的变化图像，要求学生分析其中哪些属于吸热反应，并计算其中一个反应的及平衡转化率，该题图像呈现形式和概念呈现形式新颖，设问角度多元，充分体现了创造性思维的考查。辽宁卷第15题将某二元酸的分布分数δ随pH 变化曲线及滴定曲线的两幅图通过纵坐标pH 有效耦合在一起，考查特殊点离子浓度大小比较、Ka的计算及滴定终点的判断，呈现形式新颖，视角独特。辽宁卷第16 题呈现各种形态五价钒粒子总浓度的对数［lgc总(V)］与pH 关系图，要求学生分析pH=3.0 时，与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态，并在陌生复杂情境中根据目标找出最优条件。

在“文字表达”维度的考查上，北京卷、江苏卷、天津卷、福建卷表现相对突出。该类试题要求学生运用规范和富有逻辑性的语言进行清晰、有条理的表达，以及运用化学用语表达复杂的化学反应过程。北京卷第16 题为了验证“Ag++Fe2+Fe3++Ag ↓”为可逆反应，小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证，考生需要补全电化学装置示意图,写出操作及现象。整道题图文并茂，要求学生针对问题进行系统性实验设计。江苏卷第17 题以软锰矿粉为原料制备电池级MnO2，呈现图像、文字信息，要求学生整合图文信息，为获得较高产率的MnO2补充实验方案。整个实验方案不同于以往从单一视角对实验进行设计，要求学生从图像中提取关键信息，然后与教材中的离子检验、物质分离提纯等相关知识进行整合，进行有序的文字表达，对学生的能力要求高。

在“科学问题解决”维度的考查上，广东卷、全国乙卷、全国甲卷、山东卷、天津卷表现相对突出。该类试题遴选前沿学术情境，要求学生合理组织调用相关学科知识，实施探究活动，采用严谨求实、实证的逻辑思维方法提出问题或发现新问题，并寻求有效的问题解决方案。全国乙卷第28 题以一氯化碘的化学史为情境素材，通过“Liebig →McMorris →Kistiakowsky”3 位科学家的研究脉络，考查了利用宏微结合证据推理确定元素、平衡常数的计算、分析lgKp1～和lgKp2～双变量曲线图像进而计算出ΔH和K，分析光化学分解反应的动力学反应机理并进行能量守恒相关计算，全方位展现了科学研究的一般过程，让学生体验科学问题解决的魅力。山东卷第20 题以甲醇与烯烃的液相反应制得汽油原添加剂2-甲氧基-2-甲基丁烷（TAME）为情境素材，将有机化学基础与化学反应原理有效综合，创造性地将温度T与平衡常数Kx1的变化关系与盖斯定律进行有效关联，确定目标反应，进而用系统命名法命名。试题接着分别从热力学视角计算反应的Kx，然后从动力学结合图像判断曲线及速率大小。该题物质新、反应新、概念新、图像新、设问新，处处体现了命题者的良苦用心，有利于激发和培养学生的创造性。

在“社会问题解决”维度的考查上，辽宁卷、广东卷、福建卷表现相对突出。该类试题聚焦社会热点，引导学生了解和关注化学学科对国民经济和社会发展的重大贡献，同时深化对基本概念、基础知识、基本原理的灵活运用的考查，以培育学生正确的价值观。广东卷第1 题聚焦五一人文考古游涉及的合金材料，第2 题聚焦广东本地的国家级非物质文化遗产如广东剪纸、粤绣、潮汕工夫茶艺、香云纱染整技艺等蕴含的化学问题，第6 题聚焦社区服务、学农活动、家务劳动、自主探究等劳动项目中的化学问题，真正体现了“无价值，不入题”的命题理念。

2.试题创造性思维水平层次维度的考查情况

根据创造性思维的3 个水平层次，本研究对2021 年全国15 套高考化学试题从“产生多样化想法”“产生创新想法”“评价及改进想法”3个维度进行统计，如表3 所示。

为了更加直观地反映试题中创造性思维的考查情况，笔者将表3 中各套试题的创造性思维水平层次维度考查数据转化为图3。

表3 2021 年高考化学创造性思维水平层次维度考查情况统计

由图3 可知，2021 年全国15 套高考化学试题都关注了创造性思维不同水平层次的考查。其中，“产生多样化想法”水平层次的考查分值明显高出“产生创新想法”和“评价与改进想法”两个高阶层次，说明在创造性思维水平层次维度的考查方面，全国都处于探索阶段，为了保证试卷在平稳过渡的同时兼顾创造性思维的有效融入，采取了积极引入、稳步推进的策略。

图3 2021 年高考化学创造性思维水平层次维度考查分布

在“产生多样化想法”维度的考查上，全国甲卷、河北卷、福建卷表现相对突出。该类试题旨在考查学生思维的灵活性，即提出一个问题的不同解决方案或用不同的方式呈现一个想法。全国甲卷第27 题以某小组用工业废铜焙烧得到的CuO 为原料与稀硫酸反应制备胆矾为试题情境，第（2）题“将 CuO 加到适量稀硫酸中，加热，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是________________” ，要求学生产生多样化想法，即从环境保护和二氧化硫的利用率多角度分析，进而得出“不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少”这一结论；第（3）题“控制溶液pH 值为3.5 ～4 的目的是______________”，要求学生分别从调节pH 调控沉淀溶解平衡及盐类水解平衡的移动等多样化想法来分析问题，进而得到“除尽铁，抑制硫酸铜水解”的结论。

在“产生创新想法”维度的考查上，全国乙卷、北京卷、湖北卷表现相对突出。该类试题旨在考查学生在开放的场景中详细阐述原创想法的能力。全国乙卷第27 题以“通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯”学术探索情境为素材，第（6）题“步骤Ⅴ（蒸馏水洗涤沉淀）可用 pH 试纸检测来判断 Cl-是否洗净，其理由是_____________”，要求学生有创新性想法，跨模块思考问题。该题步骤IV用稀盐酸洗涤沉淀，步骤V洗涤过量的盐酸，H+与Cl-存在电离平衡，洗出液接近中性时，可认为Cl-洗净。北京卷第19（4）题“Ag 分别与1mol·L-1的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合，Ag 只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因：_____________ ”，这个实验事实本身就很挑战学生的认知与思维，学生在初中学过Ag 的金属性活动顺序在H 之后，Ag 怎么还能置换出酸中的H 呢？这就要求学生产生创新想法，从沉淀溶解平衡和氧化还原平衡相互竞争及促进的创新性视角来分析和解决问题，由此得到的解释原因为：比较AgX 的溶解度，AgI 溶解度最小，Ag++I-====AgI ↓使得Ag 还原性增强最多，使得2Ag+2H+====2Ag++ H2↑反应得以发生。

在“评价与改进想法”维度的考查上，广东卷、山东卷、北京卷表现相对突出。该类试题旨在考查学生在开放的情境中评价自身既定想法并找到改进这些想法的原创性方法的能力。广东卷第20（6）①题“图9b 为Ge 晶胞中部分Ge 原子被Hg 和Sb 取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是__________________ ”，要求学生评价及改进想法，对比分析图9b 和图9c 可得X 晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同，不符合晶胞是晶体的最小重复单位要求，由此可得“由图9c 可知，图9b 中Sb 和Hg 原子取代位置除图9b 外还有其他形式”。

3.典型例题分析

（1）文字表达

【例1】（2021 年全国乙卷第28 题节选）一氯化碘（ICl） 是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：

（3）McMorris 测定和计算了在136℃～180℃范围内下列反应的平衡常数Kp。

得到lgKp1～和lgKp2～均为线性关系，如下图所示：

本题以化学史料情境为载体，展现已有研究数据，真实再现已有成果的研发过程，考查学生思考问题的方法和过程，促进学生独立思考，启迪学生的创新思维。必备知识涉及反应变化与规律中的反应热、化学平衡及其移动，关键能力涉及归纳与论证能力中的科学推理论证、处理转化数据、归纳总结规律，发展学生证据推理与模型认知的学科核心素养，让学生感悟科学精神，激发学习热情，创造性思维属于“文字表达”范畴。本题在考查上有“三新”：一是曲线呈现形式新颖，为了更好研究Kp与T之间的函数关系，将Kp转变为lgKp1，缩小10x倍，温度由T转变为，因此温度与Kp实质上呈反比例关系；二是由传统的单一变量进阶到双变量，同时研究温度对两个反应K的影响；三是改变了以往文字表达纯粹分条目式的考查方式，要求学生结合热化学方程式、曲线定量数据，利用函数关系进行数学推导论证，得出合理结论。由已知信息2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+I2(g)和2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)并结合盖斯定律得出2ICl(g)====Cl2(g)+I2(g)，则反应2ICl(g)====Cl2(g)+I2(g)的K=Kp1·Kp2；令T1＞T2，则lgK(T1)-lgK(T2)=lgKp1(T1)·Kp2(T1)-lgKp1(T2)·Kp2(T2)=lgKp1(T1)+lgKp2(T1)-lgKp1(T2)-lgKp2(T2)=lgKp2(T1)-lgKp2(T2)-［lgKp1(T2)-Kp1(T1)］。由 图 中 信 息 可知，lgKp2随着温度的升高而增大，则lgKp2(T1)-lgKp2(T2)＞0，lgKp1随着温度的升高而减小，则lgKp1(T2)-lgKp1(T1)＞0，lgKp1～和lgKp2～均为线性关系，且lgKp2～曲线更陡，则lgKp2(T1)－lgKp2(T2) ＞lgKp1(T2)－lgKp1(T1)，说 明lgK(T1)－lgK(T2)＞0，升高温度，K值变大，该反应为吸热反应，ΔH大于0。整个推理过程参考的标准答案达到4 行之多，为近年来之最，对推理的严谨性和数学建模能力要求都特别高，在创造性思维考查方面达到了历年来的新高，因此可将本题创造性思维水平层次划分为“产生创新想法”。

（2）视觉表达

【例2】（2021 年江苏卷第18 题节选） 甲烷是重要的资源，通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。

（3）利用铜-铈氧化物（xCuO·yCeO2，Ce 是活泼金属）催化氧化可除去H2中少量CO，催化氧化过程中，Cu，Ce 的化合价均发生变化，可能机理如题18 图-2 所示。将n(CO)∶n(O2)∶n(H2)∶n(N2)= 1 ∶1 ∶49 ∶49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器，CO 转化率随温度变化的曲线如题18 图-3 所示：

题18 图-2

题18 图-3

① C e 基态原子核外电子排布式为［Xe］4f15d16s2。题18 图-2 所示机理的步骤（i）中，元素Cu，Ce 化合价发生的变化为______________。

② 当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性下降，其可能原因是______________。

本题以学术探索情境新型催化技术为载体，必备知识涉及反应变化与规律中的动力学反应机理、物质结构与性质中化学键，关键能力涉及归纳与论证中的科学推理论证，发展学生宏观辨识与微观探析的学科核心素养，体现化学是人类进步的关键的学科本质价值，创造性思维考查属于“视觉表达”。目前各种类型的反应机理图要么是活化能图、能垒图、循环图，像本题这样通过表征微观粒子之间的行为来判断化合价的变化还是比较新颖的。开始时铜-铈氧化物（xCuO·yCeO2）中Cu 为+2 价，Ce 为+3 价，根据题18 图-2 中（i）处知，CO 进入，CO2生成，O 原子数目减小1 个，则铜-铈氧化物中负价减小2，显然正价也应减小2，即Cu 和Ce 的化合价应下降，所以推知Cu 由+2 价降为+1 价，降1，则Ce 的化合价也降1 价，即由+4 价变为+3 价。关于温度升高，催化剂失活已经是老生常谈，但为什么会失活，如何从反应体系来进行具体分析，这些问题却很少有人涉及。除去H2中少量CO，而催化剂是xCuO·yCeO2，属于氧化物，很显然可能被H2（或CO）还原为Cu。试题要求学生将化学反应原理动力学和物质结构与性质化学键进行有效关联，因此可将本题创造性思维水平层次划分为“产生创新想法”。

（3）社会问题解决

【例3】（2021 年辽宁卷第13 题）利用化法从烟气中分离CO2的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法错误的是（ ）

A. a 为电源负极

B. 溶液中Q 的物质的量保持不变

C. CO2在M 极被还原

D. 分离出的CO2从出口2 排出

本题以生产环保情境中的自然资源利用为载体，必备知识涉及物质转化与应用中的新型电解池分析，关键能力涉及归纳与论证中的科学推理论证，发展学生证据推理与模型认知的学科核心素养，帮助学生树立可持续发展意识，渗透绿色化学理念，体现学科社会价值，创造性思维考查属于“社会问题解决”。本题在社会问题解决上有以下三大创新：一是将传统的化学方法优化为电化学分离，分离效率大大提高；二是借助有

（4）科学问题解决

【例4】（2021 年广东卷第17（4）题）某合作学习小组进行以下实验探究。

①实验任务。通过测定溶液电导率，探究温度对AgCl 溶解度的影响。

②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时，强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大；离子浓度一定时，稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时，Ksp(AgCl)=1.8×10-10。

③提出猜想。

猜想a：较高温度的AgCl 饱和溶液的电导率较大。

猜想b：AgCl 在水中的溶解度S（45℃）＞S（35℃）＞S（25℃）。

④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ（不同温度下配制的AgCl 饱和溶液），在设定的测试温度下，进行表中实验1～3，记录数据。

实验序号 ________________________试样 测试温度/℃电导率/（μS·cm-1）__1 Ⅰ：25℃的AgCl 饱和溶液 25 A1___________2 Ⅱ：35℃的AgCl 饱和溶液 35 A2___________3 Ⅲ：45℃的AgCl 饱和溶液 45 A3_________

⑤数据分析、交流讨论。25℃的AgCl 饱和溶液中，c(Cl-)=_______mol·L-1。

实验结果为A3＞ A2＞A1。小组同学认为，此结果可以证明③中的猜想a 成立，但不足以证明猜想b 成立。结合②中信息，猜想b 不足以成立的理由有_______。

⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想b，在实验1～3 的基础上完善方案，进行实验4 和5。请在答题卡上完成表中内容。

?

⑦实验总结。根据实验1～5 的结果，并结合②中信息，小组同学认为猜想b 也成立。猜想b成立的判断依据是_______。

三、思考与建议

通过对2021 年全国15 套高考试题内容和水平层次2 个维度的统计分析，可以得出未来创造性思维考查将会由定性的经验型向定量的科学型迈进。为了进一步优化课堂教学，促进学生创造性思维的提升，笔者特提出以下思考与建议。

1.重视有效信息与学科必备知识的系统关联，提升文字表达能力

文字表达是学生外显逻辑思维、体现归纳与论证能力、适应未来学习生活和工作最重要的能力。在日常教学过程中，中学化学教师要充分挖掘教学素材，让学生主动提取其中有效信息，并与学科必备知识进行系统关联，培养文字表达能力。以工业合成氨的热力学和动力学分析为例，可给出该反应的速率方程ν=kc(N2)·kc(H2)1.5·c(NH3)-1和 反 应 机 理 图，然后设问为什么n(N2)∶n(H2)=1 ∶2.8，而不是n(N2)∶n(H2)=1 ∶3。此时学生如果仅仅是从化学方程式本身分析，就很容易仅从热力学视角分析得出增大n(N2)有利于提高n(H2)的平衡转化率这样“单一角度”的回答。学生如果注意到了速率方程和反应机理，就会增加从动力学竞争吸附的视角分析问题，通过这样的设问发展学生产生多样化想法的文字表达能力。接下来教师可以继续追问：将生成的氨气液化及时分离的主要目的是什么？大多数学生在前面设问的引导下会想到利用速率方程信息，及时分离氨气，氨气浓度减小，反应速率增大。但此时学生很少能利用反应机理图进行分析，即氨气及时脱附，有利于空出活性位点，有利于氮气的吸附活化。这样追问有利于培养学生产生创新想法的文字表达能力。接下来教师还可以进一步启发：工业合成氨的产品氨气可用于生产化学肥料尿素，为了进一步节约能源，提高转化效率，请提出合理措施。此时学生需要从反应机理的过程进行分析，优化改进反应机理，变原来吸附活化氮气后再在氮原子上吸附氢原子为碳氮偶联，这样将多步反应一步耦合，在充分理解信息和学科核心知识的基础上评价与改进自己的想法，进行有序文字表达，最终提升高阶的文字表达能力。

2.关注体验与过程，培育视觉表达能力

美国学者Ian Jukes 等人在《教育未来简史——颠覆性时代的学习之道》一书中描述数字化一代的学习特性时指出，学生倾向于在处理文本信息之前先处理图像、声音、色彩和视频信息。[10]中学化学教师要顺应学生学习方式的变化，在课堂教学中多进行视觉表达，关注学生的体验，外显学生的思维，培养学生的创造性思维。在学习“化学反应过程中的能量变化”和“化学反应的焓变”时，教师可以让学生自主画出吸热反应和放热反应的能量或焓变示意图，此时只需要关注反应物总能量和生成物总能量的差值，即反应物的总能量大于或小于生成物的总能量。这样的教学活动有利于培育学生“产生多样化想法”的创造性思维。在学习“催化剂对化学反应速率的影响”时，教师可以让学生试着画出基元反应“2N2O →2N2+O2”反应进程随能量变化的示意图，学生不仅要关注到该反应是放热反应，因此反应物能量大于生成物总能量，还需要关注到使用催化剂以后反应活化能降低，这时就需要学生关联思考并进行视觉表达，有利于发展学生“产生创新想法”的创造性思维。接下来，教师提供真实情境，即CO2催化加氢制备甲醇反应，同时给出：CO2催化加氢制备CO（反应1）为吸热反应且为慢反应、CO 加氢制备甲醇（反应2）为放热反应。学生需要自主完成反应历程随能量变化的示意图。此时学生要先利用盖斯定律计算出总反应为放热反应，反应1 为慢反应则反应1 为决速步，即反应1 的活化能大于反应2，再融入反应1 和反应2 的反应物与生成物总能量的差值系统关联画出图像，有利于培养学生利用视觉表达评价与改进想法的能力。

3.积极开展社会性科学议题项目化学习，提升社会问题解决能力

社会问题不仅与本学科有关，还涉及很多跨学科的知识和内容，综合性强、跨度大，对学生系统关联能力要求高。因此在日常教学过程中，中学化学教师积极开展社会性科学议题项目化学习，有助于提升学生的社会问题解决能力。以论证重污染天气“汽车限行”的合理性为例，教师可将该问题拆解为3 个项目学习活动，分别为：科学认识社会性科学议题，寻找利与弊；学习科学论证，论证利与弊；权衡利弊，做出决策。首先，可让学生明晰应对重污染天气“汽车限行”议题涉及哪些科学问题，该议题涉及哪些物质及其变化。这样就将社会问题转化为化学问题：先引导学生构建氮元素“类—价”二维图，利用“类—价”二维图将氮的氧化物转化为无污染的物质，再引导学生分别从环境、经济、社会等视角列举应对重污染天气采取“汽车限行”的利与弊。其次，可以“汽车限行”能够减轻空气污染这一观点为例进行论证交流，并对各小组提出的各种利与弊进行科学论证，形成可靠的观点。最后，将经过论证的利与弊进行分析，分清主次，权衡利弊，做出决策。整个项目活动从社会问题入手，先经过学科抽象转化为学科问题，然后利用“类—价”二维图实现目标转化，再综合其他学科领域视角，形成关于该问题的统摄性的科学认识，做出合理决策，实现社会问题的解决。

4.积极开展探究性教学，提升科学问题解决能力

化学是一门以实验为基础的科学，中学化学教师在日常教学过程中针对常规实验进行深度探究，有利于培养学生的科学问题解决能力。例如，实验室以软锰矿和浓盐酸加热制备氯气，可分别通过饱和食盐水和浓硫酸，得到干燥纯净的氯气。使用饱和食盐水的目的是除去挥发出来的HCl，那为什么饱和食盐水可以除掉HCl又能够抑制Cl2在水中的溶解呢？很多教师以“Cl2(aq)+H2OH++Cl-+HClOK1=4.2×10-4（反应1）”平衡体系进行分析，即加入NaCl，增大Cl-浓度，平衡逆向移动，抑制Cl2与H2O 的反应。按照这个平衡的分析逻辑，学生可以得出结论：将饱和食盐水替换为稀硫酸，即增大H+的浓度，平衡逆向移动。那日常实验过程中为什么不将饱和食盐水替换为稀硫酸呢？教师可引导学生开展探究性教学，经过实验探究发现，当盐酸的浓度超过0.2 mol·L-1以后，随着盐酸浓度的增大，氯气的溶解度显著提高。显然,上述平衡的观点解释不通，从单一孤立的视角进行分析有很大的局限性。此时，通过查阅资料发现体系中还存在“Cl2(aq)+ Cl-ClK2=0.19（反应2）”，氯气刚通过的时候因为氯气溶于水释放的Cl-较低，此时反应1 为主要因素，随着HCl 的带入，溶液中的Cl-大大提高，此时反应2 为主导因素。通过以上探究，学生发现不能将饱和食盐水替换为稀硫酸。科学探究的魅力即在于此。教师要从单一孤立的视角走向系统关联的视角，遵循科学探究的一般程序和方法，帮助学生将日常应然的结论提升为经过探究和深化的结论，培养学生的科学精神与态度，发展学生科学探究与创新意识的学科核心素养。