中考化学情境化试题的调查及启示

庄晓松 王祖浩

摘要： 以2023年北京市等地区的31份中考试卷中的情境化试题为研究对象，基于情境化试题的内涵从情境素材、情境育人功能、情境质量以及情境化问题设置四个方面展开调查研究和分析，并依据调查的结果提出情境化试题命制须挖掘真实和有价值的情景素材、聚焦问题的测试功能等启示和建议。

关键词： 中考化学试题； 情境； 内涵； 功能

文章编号： 1005-6629（2024）02-0086-06

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

1 调查背景

情境认知理论认为，知与行是交互的，知识是情境化的，通过情境活动促进了学习和理解。伴随着情境认知理论的丰富和发展，教育部门已经认识到情境在考试命题中的重要性。2019年11月教育部发布的《关于加强初中学业水平考试命题工作的意见》指出，中考试题应充分考虑城乡学生学习和生活实际，增强情境创设的真实性、典型性和适切性，提高试题情境的设计水平［1］。显然基于真实情境的命题是提升义务教育化学学业水平考试试题的科学化水平的举措之一。《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下简称“新版课标”）为实现对核心素养导向的义务教育化学课程学业质量的全面考查，指出化学试题的情境应围绕各个学习主题和大概念创设真实情境［2］。显然，现实的化学教学和评价中，试题情境化已成为衡量试题质量的指标之一。

2 调查设计

2.1 调查维度分析

情境化试题中的情境是一个比较复杂的概念，指向的是现实情境中的意义创生和复杂问题的解决，是一种真实的评价方式，并以整合为目标的关联系统，包含完整的问题解决过程［3］。可见，真实的问题背景是情境化试题的一个重要特征，真实的问题背景往往与现实生活对接，呈现出现实世界的纷繁多样性，关注任务外在表现的同时，更是强调目的、任务、情境等诸多要素在深层反应机制上的一致性；真实问题发生的载体是情境化试题的另一个重要特征，表明情境是以问题或任务为中心构成的活动场域，使问题融入到真实的情境中，学生在情境中进行问题解决或者完成所需的任务。

基于情境的内涵及其特征，本研究根据课程标准并参考相关的文献资料，初步确定从情境素材来源分布、情境育人功能、情境质量、情境问题设置等维度展开对中考情境化试题的调查与考察。

2.2 调查对象

本调查选取2023年北京市等地区的31份中考化学试卷中的情境化试题作为调查研究对象，覆盖了我国的东、中、西部地区，有较好的代表性。

31套试题卷共有663道试题，其中情境化试题为555道，占总题数的83.7%。有20套试卷的情境化试题占比超过了80%，其中10套试卷的情境化试题占比为100%，9套试卷的情境化试题占比在60%～79%，仅两套试卷的情境化试题占比低于60%。

2.3 调查方法

本调查研究采用内容分析法，主要根据情境化试题的内涵、结构特征、课程标准以及教育部门对试题中情境的要求构建情境化试题分析框架，对中考化学试卷中情境化试题进行类别统计，分析当前中考化学试卷中情境化试题的特点以及存在的问题。

3 情境化试题的调查

3.1 情境素材的分析

新版课标指出试题的命制应精选情境素材，选取紧密关联学科内容的情境素材［4］。对情境素材的调查可以参考2015PISA测评题素材的选择方式，从情境的背景范围和知识的应用领域进行调查。情境的背景范围涉及与学生和家庭的日常生活相联系的个人层次，与学生生活的社区、城市等有关联的地区或国家的区域层次，与全球性的问题和生活相关联的全球层次。知识应用领域主要分为生活健康、自然资源、环境、危机、科学技术及科学研究等知识的应用领域［5］。555道情境化试题情境素材来源的分布情况如表1所示。

从表1可以看出，555道情境化试题的情境素材分布非常不均衡，区域层面的科学技术和科研方面的试题最多，共有255道试题，占情境化试题的45.9%，并且主要集中在兴趣小组模拟化学实验方面。

从情境的背景范围来看个人层次的情境占21.4%，区域层次的情境占74.1%，全球性层次的情境最少，仅占情境化试题的4.5%。2015PISA科学素养测试所公开的试题中知识应用背景中个人的占35.1%，区域的占54.1%，全球的占10.8%［6］。命题设计者为充分体现试题的适切性和公平性，从和学生密切关联的生活场景入手，主要关注个人和区域两个方面，而较少关注以全球为背景的命题设计。从情境素材的背景角度分析，PISA科学素养测试和中考情境化试题较为相似，但中考情境化试题更偏重于区域层次。

从知识的应用领域来看，情境化试题中生活健康占11.5%、自然资源占9.5%、环境占13.9%、危机占7.9%、科学技术和科研占57.1%。2015PISA科学素养测试所公开的试题中生活健康占24.3%、自然资源占21.6%、环境占13.5%、危机占18.9%、科学技术和科研占21.7%［7］。PISA科学素养测试题在知识应用领域内分布均衡，凸显了学科知识在生活生产实际中的应用。与PISA科学素养测试题相比，中考情境化试题的情境素材在各个领域内明显不均衡，其中危机方面的情境最少，科学技术和科研的数量明显庞大。

3.2 情境育人功能分析

新版课标的基本理念之一是充分发挥化学课程的育人功能，落实立德树人的根本任务，主要体现在“化学课程能融入社会主义核心价值观的基本內容和要求”“注重学生的发展、合作参与、创新实践，引导学生形成正确的世界观、人生观和价值观”“化学是推动人类社会可持续发展的重要力量，在社会发展中发挥着不可替代的作用”等方面［8］。因此，对情境的育人功能调查主要从文化自信、科学态度、化学学科价值三方面进行（见表2）。

根据试题情境的育人功能调查框架，对31套中考化学试卷中涉及文化自信、科学态度以及学科价值的试题进行统计，有些试题包含了多种育人功能，则分别进行统计。例如，试题以《天工开物》中金属锡的冶炼工程和技术为情境，弘扬了中华优秀传统文化，也让学生感觉到化学促进了人类社会的发展，则分别从文化自信和化学学科价值方面进行统计。从图1来看，555道情境化试题中体现文化自信类的试题为101道，考查学生对化学的科学态度类试题为28道，反映化学对人类社会发展起重要作用的学科价值类试题为56道，分别占情境化试题总量的18.2%、 5.0%、 10.1%。从上述统计结果可以看出，情境化试题在育人功能的分布上存在着明显的不均衡，命题者偏重于文化自信类情境，而科学态度类试题和化学学科价值类试题占比较小。

文化自信是一个民族、一个国家以及一个政党对自身文化价值的充分肯定和积极践行，并对其文化的生命力持有的坚定信心，包含对民族传统文化的自信，对中国现实发展道路的自信以及对中国未来发展前景的自信［9］。对统计的文化自信类试题按上述文化自信类型进行统计，结果如图2所示。101道文化自信类试题中对中华民族文化传统的自信类试题为65道，占64.4%；对中国现实发展道路的自信类试题为25道，占24.7%；对中国未来发展前景的自信类试题为11道，占10.9%。上述数据说明文化自信类试题能兼顾各种类型的文化自信，但以中华民族传统文化试题为主，分布并不均衡。

化学的学科价值在于能引导学生欣赏化学对人类文明所作出的伟大贡献，让学生充分体会到化学对人类社会发挥着不可替代的作用，这些作用主要体现在化学与社会发展、化学与生活质量、化学与科学技术等方面。对上述学科价值类试题按上述化学学科价值的作用类型进行统计，结果如图3所示。56道化学学科价值类试题中化学与社会发展类试题为19道，占33.9%；化学与生活质量类试题为11道，占19.6%；化学与科学技术类试题为26道，占46.4%。上述数据说明化学学科价值类试题能兼顾各类型的学科价值，但分布也同样存在着不均衡。

科学态度是指通过化学课程的学习，在理解科学、技术、社会、环境相互关系的基础上，逐步形成的对化学促进社会可持续发展的正确认识［10］。28道科学态度类试题的情境素材主要集中在“节约资源的意识”“保护环境的习惯和理念”方面，缺少诸如“对化学学科促进人类文明和社会发展的重要价值的认识”“具有严谨求实的科学态度，能提出自己的见解用于修正或放弃错误的观点”“运用化学知识对生活及社会实际问题作出判断和决策的意识”等方面的考查。

3.3 情境质量分析

新版课标指出“应精选试题的情境素材，应选取紧密关联学科内容的情境素材，关注其真实性，确保信息的权威性，杜绝政治性和科学性错误。优化试题情境素材时还应在遵循学生认识规律的前提下，根据题目的预设难度调整素材的陌生度和复杂度”［11］。因此，对情境化试题的情境素材的调查可以从情境素材的选取以及情境的真实性、科学性、公平性、适切性等四个方面进行（如表3所示）。

根据试题情境的质量调查框架，对31套中考化学试卷中涉及情境的真实性、科学性、公平性、适切性问题进行统计。从图4来看，555道情境化试题中不符合情境真实性的试题为51道，占9.2%；不符合情境科学性的试题为41道，占7.4%；所有试题均符合情境的公平性；不符合情境适切性的试题为40道，占7.2%。

情境强调真实性，目的是培养学生能用已有的知识、技能等解决真实世界中遇到的问题。虚假情境素材是指为服务于知识考查而人为编制的虚假情境，缺乏实际意义。51道情境虚假的试题中有10道属人为编制的科学实验，如实验呈现的数据、实验意图等不符合客观实际；20道属人为编制的物质间的转化关系，如以框图推断的形式考查物质转化的情境设计，虚构“甲、乙、丙”几种物质的溶解度曲线；21道属人为编制的生产生活情境，如一些化学工艺流程、图像的表征与事实有较大的出入。试题情境不真实，偏离化学学科本质，违背实事求是的科学精神，弱化了化学在社会发展过程中发挥的作用与价值。

有些试题的情境具有科学性问题，通过教学过程会将这些存疑的问题或者错误的观念传输给学生，让学生产生不严谨的态度，妨碍学生的化学学科核心素养的提升。例如，某试题以检验蒸气眼罩中是否含有氯化钠为情境，试题仅设计了检验Cl-的实验，并没有检验Na+；某试题中硫酸铜和氢氧化钠溶液反应只考虑生成氢氧化铜沉淀，忽略了氢氧化钠过量会生成配合物；某试题中金属和酸反应生成的氢气质量和时间呈线性关系，而不考虑随着反应的进行，硫酸的浓度、金属的表面积、溶液的温度都在变化，氢气的量和反应时间之间不可能呈线性关系。这些存在科学性问题的试题一定程度影响了试卷的信效度，对教学产生不良的导向。41道具有情境科学性问题的试题中有36道试题的情境不符合化学学科逻辑，5道试题的情境中涉及的文字、图表等表述不规范。

情境素材是学生在认知目标与已有认知结构之间架设的桥梁。如果情境素材太复杂，陌生度过高，不仅不能很好地考查学生的学科素养，反而加重了学生的学业负担。40道情境不适切的试题选取了如侯德榜制碱法为情境素材，涉及复杂的复分解反应；以金属钾为情境素材，涉及氧化钾、过氧化钾、超氧化钾等陌生物质性质的知识；制备陌生物质的复杂流程。试题的情境素材超越学生的认知水平会增加学生对理解素材的困难程度，会阻碍学生意义建构的主动发生，也会削弱学生对学习化学学科的兴趣。

3.4 问题的设置分析

新版课标在试题命制的基本流程中指出，设计试题问题时应优化任务的呈现形式。从对学生的考查要求来划分，试题的任务可以划分为要求学生调动单一的知识或技能解决问题的基礎性情境；要求学生在正确思想观念引领下，在开发的综合情境中创造性地解决问题，形成创造性的结果或结论的创新性情境［12］，而这些任务解决所用的知识均要在课程标准的范畴之内。因此，优化问题的呈现形式可以从问题与情境的关联性、问题是否依据课程标准以及问题的学科性进行调查（如表4所示）。

根据情境化试题问题的设置调查框架，对555道情境化试题中涉及问题设置的关联性、依据课标、学科性（此处只对问题的设置是否基于化学学科视角进行统计，学科能力分布单独分析）的试题进行统计。从图5来看，555道情境化试题中关联性不佳的试题为48道，占8.6%；没有依据课标设问的试题为65道，占11.7%，故依据课标进行设问依然是一个比较突出的问题；6道试题没有考查学生化学学科知识，占1.1%。

试题的情境能否指向考查的目标，与创设的问题密切关联，情境中蕴含解决化学问题必需的信息和思想方法。48道情境化试题中有25道情境指向考查的目标不明确，与问题的解决没有关联，缺乏解决化学问题必需的学科思维，在试题中仅起到“点缀”的作用。有23道情境化试题与考查的目标与问题解决有一定关联，但缺乏解决问题的新的思想方法。

试题的内容超标其本质就是高中知识甚至大学化学知识下放至初中。65道试题中有42道超出了课程标准的内容范围，如涉及氧化还原反应、原子和离子的结构、离子的检验和共存等；也有把高中或者大学的知识以信息的形式呈现，如试题中通过信息呈现盐类的水解、元素周期律、溶液的pH与溶液中H+和OH-浓度的关系，让学生根据这些信息解决问题，学生在短时间内无法理解其内涵，其本质上也属于超出课程标准的内容要求。23道试题超出课程标准的水平要求，有的考点所对应的能力综合性强、关系复杂，如涉及多步反应、几种反应并存、反应物不纯与原料损耗并存的复杂化学方程式计算等。

试题除了应基于化学视角审视和设置问题，还应注重对学生学科思维能力的考查。学科思维能力的评价主要从知识再现、科学地解释、科学地评价以及应用与探究四个角度。31套中考化学试卷中涉及的学科思维能力类型按频数进行统计，结果如图6所示。555道情境化试题共涉及1980个问题，其中知识再现的问题数为799个，占40.3%；科学地解释的问题有591个，占29.8%；科学地评价的问题有395个，占19.9%；应用与探究的问题有195个，占9.8%。情境化试题在学科思维能力分布上存在着明显的不均衡，偏重于对化学知识进行简单的回忆和再现的考查，弱化了情境在试题中应有的功能。例如，知识的再现能力层次在文化自信类试题中占62.3%，这些问题仅显现了优秀文化的浅层要义，这与当前对文化的内在需求相悖。我们应该基于文化的内在需求要求学生具备对优秀文化能科学地解释、科学地评价、知道如何把优秀文化应用于生产生活以及能对优秀文化中的某些问题进行深入探究的能力，实现学生对民族文化心理和性格的塑造。同样，知识再现能力层次的试题在科学态度类试题中占89.3%，大部分的试题仅从社会可持续发展的表层含义来考查学生的科学态度，缺少学科思维含量。

4 反思与建议

4.1 挖掘真实和有价值的情境素材

从调查结果来看，555道情境化试题的情境素材种类不多，素材来源比较狭窄，且情境素材在真实性、科学性和适切性方面依然存在一些问题，考查学生的科学态度和体现化学学科价值方面在数量和质量方面均存在不足。因此，在命制试题的时候应充分关注情境的广度，依据化学课程教学内容挖掘各类真实情境，关注情境的多样化，选取符合义务教育化学课程标准的试题情境。另外，命制试题时还应加强对情境的深度挖掘，多层次地反映情境内容，综合测试目标，需要学生能深入解析试题的情境。

从图7可以看出，情境化试题选取的情境素材来源是非常广泛的，可以来自于实验、工业生产、科技前沿、社会生活、化学史、文献资料、教材等能够体现化学学科社会功能的素材。值得指出的是，化学试题的情境不能“拿来主义”，直接搬用现有素材，或简单收集网络信息，对所得素材必须严格甄别，依据考查目标反复修改、合理取舍，保证情境素材的真实性、典型性、科学性、渗透性、探究性、适切性、权威性等，以及情境素材能够关注不同地域、城乡的教育公平，尊重不同民族的文化差异，遵循教育和学生身心健康的发展规律。情境素材可以为文字符号描述、图表图像、流程图、各种图解以及实物图等方式，在试题中呈现和表征的方式也是各式多样的。

4.2 聚焦问题的测试功能

从对555道情境化试题的统计结果来看，存在以下几方面的问题：偏重于对知识再现的考查，以识记为主，学生解题时只需根据所给的信息简单回忆再现即可，而对其他层级的能力素养的考查偏少；部分问题与情境的关联性差；部分问题涉及的知识超出课程标准的要求。化学作为科学知识体系的一个分支是反映自然规律的知识体系，是认识自然规律的一个有效途径。学生不仅需要掌握和理解情境中涉及的化学知识，更需要知道情境中涉及的一些过程性知识。从情境化试题设置的问题来看，其功能是能够引导学生基于化学视角审视一些实际问题，让学生能基于情境素材从多角度运用化学核心知识，结合情境中蕴含的信息和思维方式，在分析、解决问题中展现出不同的能力。测试的目的不仅仅在于评估学生掌握学科知识的程度，而是评估学生能否运用这些已掌握的知识来做什么、如何创造性地把这些已掌握的知识应用到现实生活的场景中。

试题对学科内容的考查可以通过情境与情境活动两类载体来实现。通过选取适宜的素材，再现学科理论产生的场景或是呈现现实中的问题情境，在真实的背景下发挥核心价值的引领作用，考查学生運用学科符号系统、概念体系和思维方式，分析各种现实情境，从中提炼关键特征或变量，并将原有情境表征抽象为能够揭示其关键本质和内在结构的学科模型的能力和素养，立足学科知识的认知维度，充分展现学生的化学学科核心素养水平。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部发布. 教育部关于加强初中学业水平考试命题工作的意见［S］. 2021： 11， 22.

［2］［4］［8］［10］［11］中华人民共和国教育部制定. 义务教育化学课程标准（2022年版）［S］.北京： 北京师范大学出版社， 2022： 48～49， 2.

［3］孙妍， 王后雄. 化学情境化试题的内涵、类型及命题思路［J］. 课程·教材·教法， 2023， （3）： 132～133.

［5］刘帆， 文雯. PISA2015科学素养测评框架新动向及其对我国科学教育的启示［J］. 外国教育研究， 2015， （10）： 118.

［6］［7］刘克文， 李川. PISA2015科学素养测试内容及特点［J］. 比较教育研究， 2015， （7）： 101.

［9］邹广文， 王毅. 文化自信的三重内涵［N］. 光明日报， 2018： 1， 12.

［12］教育部考试中心. 中国高考评价体系说明［M］.北京： 人民教育出版社， 2019， （11）： 37～39.