高考评价体系下化学试题的命

李金虎 山西省晋中市榆次第一中学校

周红丽 山西省晋中市祁县中学校

高中化学试题的命制工作，是化学教育教学工作中非常重要的一个环节，试题应具有评价功能、反馈功能、激励功能、强化功能和导向功能。命制高质量的试题，是一个教师做好本职工作的一项基本技能。随着新一轮课程改革的推进，高考评价体系的提出，对一线教师的试题命制能力提出了更大的挑战，如何做好高考评价体系下化学试题的命制，显得至关重要。

一、高考评价体系下化学试题命制需要关注的几个点

（一）关注顶层设计中的命题理念

图1

关注《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》文件精神，深刻领悟命题理念及考查内容要求。

（二）关注课程标准在试题命制中的指导作用

图2

化学学科试题考查内容是应对生活实践、应对未来的学习或者高等教育的学习，聚焦于生活实践与学习探索情境中的问题所需要的知识与能力。如图3 所示，真实情境的选择必须以素养为导向，在核心价值引领下查找适合发展学生核心素养的情境素材，在此基础上测评学生的必备知识、关键能力及发展与测评学生的学科素养。同时，试题命制的设问方式又要体现化学学科的考查方式与能力进阶。

图3

（三）关于情境素材的选择

化学试题情境素材的选择，要体现化学学科核心价值与发展化学核心素养的情境，这是试题命制的关键。

好的化学试题情境素材，有助于帮助学生形成良好的学科思维方式、探究模式和价值观念，能够让学生在应对和解决各种复杂开放的陌生任务时对基础知识进行不断地整合和运用。

试题中，化学学科核心价值、学科素养能力、情境素材的选择，三者关系如图4所示。

图4

（四）从情境素材到设问

试题命制的设问是能否充分测评出学生真实知识水平和素养水平的关键。

情境设问需要让学生在真实的背景下发挥核心价值的引领作用，应用必备知识和关键能力去解决实际问题，全面综合地测评学生的化学学科素养水平，减少单纯死记硬背的知识性考查，推动学生关键能力和核心素养在试题命制中的落实，助力高中化学育人方式的改革。

创设合理的、依托于真实情境的评价任务需要注意寻找测量目标与真实情境之间的结合点，确定恰当的情境呈现方式，选择适度的支撑性资料或数据，对化学试题情境蕴含的问题合理地设问。多角度、动态化的设问更有助于发展和测评学生的化学学科素养。如本文所述试题“受仙人掌启发的汗液监测贴片”命制中的设问角度比较多，可以综合考查学生掌握化学知识的牢固程度及学生的关键能力，同时，第7 小问属于动态设问，可以通过测评完成整个题目，进一步发展学生的化学学科核心素养。

二、试题评析

（一）试题呈现

下面这道题目是笔者读了《化学通讯》（2021 年第10 期）的一篇名为《受仙人掌启发的汗液监测贴片》的文章之后命制的一道试题。

【试题】汗液可穿戴设备可用作无创医学监测，解决问题的关键是需要高效能的汗液收集系统集成到传感器中。

图5

2021 年某科研团队研制出了“受仙人掌启发的汗液监测贴片”，其中3D楔形润湿性图案的灵感来自仙人掌的刺。请同学们在仔细观察、分析题中信息的基础上，回答下列问题：

（1）假如你是科研人员，在选择材料和设计方面你会考虑哪些因素？请说明理由。

（2）观察图b。

①写出具有亲水性能的物质的结构简式________，推测它具有亲水性能的主要原因。

②说明聚乙烯醇可以被固定到纳米SiO2颗粒上的原因。

（3）图b 中物质A 是由十八烷基三氯硅烷与聚乙烯醇进行化学交联得到的产物。

①写出十八烷基三氯硅烷的结构简式________。

②已知三氯硅烷（SiHCl3）遇到水会剧烈反应，生成硅酸、HCl、H2。预测十八烷基三氯硅烷是否能与水发生类似反应，说出这样推测的原因。

③物质A是否具有亲水性，说明理由。

（4）该贴片的表层和底层都用聚二甲基硅氧烷作为基础材料。已知：Si（CH3）2Cl2+2H2O（OH）2+2HCl。工业上制备链状聚二甲基硅氧烷的反应流程如下：nSi（CH3）2Cl2+（n+1）H2O →聚二甲基硅氧烷+2nHCl。

①该反应包含的反应类型有________（填标号）。

A.取代反应 B.缩聚反应 C.氧化反应

②写出聚二甲基硅氧烷的结构简式_______。

③预测聚二甲基硅氧烷具有的性质及用途：_____（填标号），说出你这样预测的理由是_______________。

A.性质相对稳定 B.很活泼

C.亲水性能 D.疏水性能

E.具有很高的抗剪能力F.传感器的理想载体材料

④尝试用化学方法鉴别该物质和第（2）小题中的亲水性物质。

（5）推测纳米SiO2在该贴片中的作用为______（填标号）。

A.便于很好固定亲水基和疏水基

B.提高材料的强度、耐磨性

C.颗粒比较小，可以充分分散到材料中

（6）“汗液监测贴片”中的楔形通道可以高效吸收汗液，使通道内汗液无残留，不会造成生理污染。你认为这一优点除了和选用的化学物质有关外，还可能有哪些方面的原因？

（7）通过完成这个题目，你对该汗液监测贴片的优点有没有更进一步的认识？结合该题，说明化学在科学方面的贡献。

【答案评价细则】

（1）关于材料选择：①选择具有强吸水性或者亲水性能优良的物质。理由：该贴片用于疾病监测，需要对汗液进行持续、快速地检测；②选择的材料应具有不易破损，抗剪能力和抗撕拉的性能。理由：该贴片要紧贴皮肤放置，要防止穿脱衣服时，因拉扯造成破损，从而导致汗液收集失败。③具有定向汗液输送功能，能够将汗液集中到贴片中心，为汗液顺利抵达收集中心提供通道且要避免汗液流失，应该具有强疏水性能的物质。

关于设计方面：形状设计要尽量中心内凹。理由：便于汗液的集中，且不会使汗液流失，有利于监测汗液，进行医学分析。

表1 素养与能力评价

【考查内容】根据高聚物结构书写结构简式，—OH属于亲水基，分子结构的测定方法。

表2 素养与能力评价

（3）①CH3Si（CH2）17Cl3，或C18H37SiCl3；②否，SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl，这个反应的发生是因为三氯硅烷分子中含有-1价的H，容易与H2O发生归中反应而使其具有较强的还原性；③没有亲水性，因为分子中含有大量的烃基，属于疏水性物质。

【考查内容】根据名称书写结构简式，根据反应分析三氯硅烷具有强还原性，预测十八烷基三氯硅烷的化学性质。

表3 素养与能力评价

【考查内容】有机反应类型，元素守恒法的应用，结构简式的书写，结构决定性质的应用。

表4 素养与能力评价

（5）AB

A.观察楔形结构示意图可以发现，在固定亲水基和疏水基时，纳米二氧化硅起到了积极的作用，A 正确；B.根据SiO2的空间结构特点可知，具有较高的硬度，因此可以提高材料的强度和耐磨性，B 正确；C.采用纳米二氧化硅，颗粒较小，可以充分分散到材料中，论述正确，但不属于作用功能方面，因此不选。

【考查内容】二氧化硅的性质。

表5 素养与能力评价

（6）可能与通道的形状有关，因为科学家把它设计成了楔形通道而不是矩形或者其他通道；可能与物理力学方面有关。教师提示：感兴趣的同学可以上网查找相关资料，如拉普拉斯压力。

【素养与能力】知识领域而言，属于学科间综合问题。

（7）该贴片的优点：便利、快速、持续地收集汗液，并且因不会发生新、旧汗液混合，样品不会被污染而使监测结果准确性较高。

①将化学物质有效地应用到医学汗液监测领域，避免了患者的痛苦和创伤，保障了人类健康；②该贴片可以微量、快速收集汗液，继而通过生物感应快速地知道监测结果，减少了普通疾病检测的等待时间，提高了医学监测的效率，提高了患者救助效率；③如果没有高亲水性、高疏性物质，没有有效的生物传感器载体等化学材料，就不会有高效能的汗液可穿戴设备的科技成果产生，化学材料的有效利用促进了科学技术的发展。

【素养与能力】素养5：科学态度与社会责任；水平1：能列举事实说明化学对人类文明的伟大贡献。

素养能力层级：A（学习理解）；A3（说明论证）。

学业质量水平4-4：能说明化学科学发展在保障人类健康、促进科学技术发展等方面的重要作用。

（二）试题评析

以科技成果“受仙人掌启发的汗液监测贴片”为背景素材，针对疏水性材料和亲水性材料的分析，主要考查2019 人教版选择性必修3《有机化学基础》一书中相关知识，在了解无机物二氧化硅的结构及三氯硅烷化学性质等信息，知道加聚、缩聚等反应类型基础上，综合考查学生运用“宏微结合思想”“变化平衡思想”“证据推理模型认知思想”“科学创新精神”来分析问题和解决问题的能力。通过分析“集汗贴片”的结构，让学生充分感受化学科学的实际价值，培养学生在真实情境中应用化学知识分析问题、解决问题的能力。通过这个题目培养了学生的科学态度和社会责任，树立理论联系实际的观念，提高了化学成果应用于生产、生活的意识。

表6 高考评价体系下化学试题命制的多项细目表

表7 素养层面评价表格（以第2 小题为例，数字及符号意义详见《普通高中化学课程标准》）

实际测评发现，学生在第2 小题第2 问、第3 小题第2 问、第4 小题第4 问中的得分率较低，说明学生的分析与推测能力、归纳与论证能力亟待提高，思维方法和化学观念等学科素养需要提升，同时发现学生思维品质中的思维有序性和整合性也略显不足，不善于解决系统性的、关联性的问题，对于解题的关键要素、归纳解题的关键要点的能力不足，这是今后的教学需要加以改进的。

测评中，实际测评结果比预估结果要好的一方面，是第1小题、第7小题，学生在绿色化学理念及涉及态度责任类的试题上的作答情况良好，说明学生利用化学观念综合分析判断问题的能力有了一定的提升。

第1 小题，实际测评与预估难度相差较大的原因是这道题目的开放程度较大，从教师视角的答案与学生视角的结论相比，学生想得更为开阔。同时也让笔者明白了一个道理：要充分相信学生的能力，不要让学生在发展素养的过程中畏手畏脚。

三、思考

笔者认为，高考评价体系下的化学试题命制，要求命题者除了具备扎实的专业知识、熟练的命题技能以外，更关键的是要透彻理解高考命题理念，理解试题命制所选择的真实材料背景。所有设问要紧紧围绕真实情境展开，真正做到考查学生“用知识解决实际问题”的能力。从这个题目可以看出，基于高考评价体系下的化学试题的命制，打破了以往以知识为中心的双向细目表命题模式，代替以多项细目表的方式综合呈现命题者的命题框架和思想。在试题命制过程中，要求命题者在考查内容上不仅要关注基础知识本身，更要体现试题的核心价值，同时还要关注学科素养的培育、关键能力的外显。在情境的选择上，既要用化学学习探索情境来引导化学教学，又要注意引用化学在生活中的应用与实践、化学的学术探究情境来提升学生对化学学科的理解，进而提升学习化学的兴趣，突出化学学科的育人价值。在设问上，既要帮助学生实现知识结构化、系统化，又要关注对学生能力的培养和提升，帮助学生实现知识的远迁移，为国家培养创新型人才助力，突显“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”，最终让每一次的试题测评都能成为助力学生能力提升与教师改进教学的催化剂。