基于命题多维细目表的高中化学试题命制

黄宝莹 黎泓波

摘要：  选取布洛芬为情境载体，以化学学科核心素养为导向，基于近五年全国乙卷高考化学有机综合题的要素分析，命制一道结合STSE的原创高考化学模拟试题。阐述该试题的命题思路，制作命题多维细目表，剖析该试题的测试水平与要素，为高中化学有机试题的命制与研究提供新视角。

关键词：  有机合成; 试题命制; 命题多维细目表; 高考化学题

文章编号： 1005-6629（2024）05-0088-06

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

1  问题的提出

2019年11月教育部考试中心发布了中国高考评价体系。高考评价体系的内涵构成及实施模型对高考试题的考查情境、考查要求和考查内容提出明确的要求和指示［1］。“一核四层四翼”的高考评价体系是指导高考命题的实践体系，其中“四层”规定了命题内容，“四翼”保障了命题水平，有利于促进高考内容的进一步改革和命题质量的提升［2］。高考评价体系不仅对高考化学试题的命制有一定的指导意义，同时也是一线教师和学术研究人员对高中试题命制研究的行动指南。对比高考化学命题类型中的几种题型，有机合成题是非选择题中实现STSE愿景的优选。STSE（科学、技术、社会、环境）强调认知领域中知识、能力、情意、态度多元目标的和谐统一，注重科学、技术和社会三者的互动关系，并在知识学习和能力培养的过程中通过渗透情感教育使学生树立正确的自然观、人生观和价值观，同时加强科学方法的培养，使学习内容和过程充满科学和人文的融合［3］。

2  有机合成题的命制

2.1  情境素材的选择

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“新课标”）中要求试题情境的创设应以真实情境为测试载体，紧密联系学生学习和生活实际，体现科学、技术、社会和环境发展的成果，并以实际问题为测试任务、以化学知识为解决问题的工具［4］。对2019—2023年的全国乙卷高考化学有机合成题的命题情境素材进行分析可知，问题情境都是基于具体的物质进行合成路线的设计，如2023年选用了雌激素受体调节剂奥培米芬。结合新课标的命题原则和近5年的试题情境素材，该原创试题情境素材选用了非甾体抗炎药布洛芬，其研发及应用历程具备丰富的教育价值，即使布洛芬的结构相对简单（见图1），但仍可以从布洛芬的良好效用启迪学生赞赏化学的重大贡献，且兼具学术探索和生活实践的特点。

2.2  往年高考有机试题分析

为了更好地命制出贴合高考命题标准和学生测试水平的有机试题，参考布鲁姆的教育目标分类及高考评价体系对2019～2023年的全国乙卷高考有机大题进行知识点类别、认知水平、學业质量水平和SOLO目标进行分析。对近五年（2019～2023年）的全国乙卷高考有机大题分析可知，题目难度符合梯度设计，且相较于高考试卷中的其他部分大题来说有机部分大题难度偏低。在考察知识点类别中，同分异构体数目的判断及其结构简式的书写和合成路线的设计都是试题中难度偏大、对学生知识的整体运用和高阶思维要求偏高的题目类型；而为适应高考改革政策的变化，近三年的选择性必修的有机大题都有简单化趋势，合成路线的设计也从2019年后再无出现同样的题型。

在认知水平方面，近五年高考有机综合题大多要求学生达到理解、应用和分析水平，基本满足高考对学生知识掌握水平和素养水平的检测性和选拔性要求。在学业质量水平中，少部分的题目只达到1级，如官能团名称和有机物名称的书写，在试题的设计中可保证学生拿到题目中的基础分；而在素养测试方面，仅考察学生的宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知素养。针对这一情况，本原创试题在设计上希望弥补科学态度与社会责任素养方面的检测，使学生在真实情境下进行问题解决且实现化学的学科育人价值和社会价值，引导学生运用知识解决实际问题，实现STSE的有机融合。

SOLO分类理论采用分析学习结果中思维结构层次的方法来评价学习结果，是一种以等级描述为基本特征的质性评价方法试题［5］。在四个SOLO能力层次上的分值分布情况与试题难度、区分度等实测数据存在一定的关联关系，体现在U单点结构层次、M多点结构层次、R关联结构层次、E抽象拓展层次的比例分配。近三年的试题在U单点结构层次和M多点结构层次上的比例稳定在50%，这体现了高考评价体系中对基础性和综合性的考查要求，删减了E抽象拓展层次的比例，主要调整在M多点结构层次和R关联结构层次的比例。针对这一情况，本原创试题意在调整M多点结构层次和E抽象拓展层次的比例，引入更多的可分析、可直观地展现学生知识、方法、素养达成情况表现性试题。

2.3  命题多维细目表的制作

一般地，命题多维细目表包括题号、考试内容、情境来源、认知目标、题型题量、分值、预估难度与分值等维度，这是命题多维细目表的构成要素。命题多维细目表的制作一般先于试题的命制，细目表的划分需要符合新课标的考查要求，在制作命题多维细目表之前可以参考往年的高考真题的题目多维细目表；而题目多维细目表则是在命题完成之后针对具体的题目设计得出的测试要素和水平分析情况。因此检验试题命制的有效性和科学性则通过命题多维细目表与题目多维细目表的吻合程度来进行验证，吻合度越高，说明试卷的内容效度越高。原创有机试题的具体命题多维细目表见表1和表2。

2.4  原创试题命制

结合命题多维细目表（表1和表2），设计了布洛芬的转位重排法作为情境素材，并根据合成路线的再规划和知识点类型等设计了7道题目以及相应的参考答案。

3  试题评析

在选取原创试题的问题情境后，结合命题多维细目表及有机类试题的特点（以合成路线和知识点进行合理地设问），挖掘情境中学生运用新课标必备知识所能解决的问题，根据高考评价体系和相应学业质量水平所对应的核心素养发展水平确定命题目标，并以此为依据进行有机原创试题的命制。有机试题命制的思路模型图如图2所示。

3.1  命题宗旨与测试载体

药物布洛芬的合成路线及其设计属于学术探索情境，结合高中化学教学实际，创设与学生社会生活息息相关的测试情境。该试题旨在改良高考命题设定，通过增加表现性试题，在设问中检测学生的知识掌握、关键能力和素养达成情况，要求学生能够综合运用所学的化学知识，面对陌生的真实情境时做到知识迁移，发展“结构决定性质，性质决定用途”的化学观念，结合“宏-微-符”的不同视角分析与解决生活中的真实问题。原创试题中所设计的各个问题均从不同角度反映了测试宗旨的要求并加强试题与学生生活和社会实际之间的联系，实现STSE的有机融合。

3.2  测试水平与要素分析

依据布鲁姆教育目标分类学理论对问题的认知水平进行分析，关键能力水平则根据单旭峰对化学科考试关键能力的内涵划分进行剖析［6］，厘清问题的测试水平，确定试题考查的核心素养及其水平，从而证明该原创试题与学业质量标准具有较好的一致性。命题多维细目表表明了每个项目所代表的测量目标，当题目多维细目表与命题多维细目表一致时，基本可以保证试题的内容效度，而内容效度是检查考试结果合理与否的工具［7］。因此在命题完成后，分析试题的测试水平与各要素是否能对应新课标及学业等级考试的要求至关重要。参考赵晗蕾对原创试题的要素分析［8］，根据原创试题的具体分析统计结果制作了一份题目多维细目表，如表3所示。

由统计结果可以看出，设问遵循由易到难、循序渐进的原则把控难度梯度，认知水平与关键能力整体呈阶梯式上升，较为全面地反映了学生不同层面的能力发展。化学学科核心素养是学科育人价值的集中体现，在该原创试题中重点发展学生的宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知和科学态度与社会责任素养，整体核心素养水平基本达到第3层，实现新课标中“化学课程在帮助学生形成未来发展需要的正确价值观、必备品格和关键能力中所发挥的重要作用”的需求。而试题体现的学业质量水平基本达到第3层和第4层，这与新课标中“学业质量标准水平4是化学学业等级性考试的命题依据”的规定相契合。基于高考评价体系与SOLO分类理论，分析本原创试题涉及的考查情境、内容、要求与水平，如表3所示。由统计结果可见，该原创试题的各项要素均符合高考评价体系的要求，且与命题多维细目表基本吻合。

3.3  试题的表现性分析

评价一份试卷的好坏与试卷的题型结构、知识结构、认知能力结构和难度结构有关。对于往年的高考有机合成题来说，选择题和填空题是其中常见的题型，而区别于选择题和填空题的表现性试题可以考察各类认知能力，主要考查学生的高阶思维。表现性试题的主要特点是能展示问题解决的完整过程，并对应设置好的等级评分制度，此时考生答题每个步骤的分数都具有可解释性。在有机合成题中常见的表现性试题多见于特定物质的合成路线设计，如2019年的全国乙卷高考中的36（7）题；而类似的表现性试题的设计在近几年的高考有机合成题中被取代为常见的填空题，如2023年的全国乙卷高考中的36（6）题。

针对以上情况，结合高考合成题中对于培养学生科学态度与社会责任素养有所缺失，该原创有机合成题在原有常见题型的基础上作了改进，设计了3道表现性试题，其中第（5）题要求学生在写出符合相应条件的同分异构体之外还需用文字解释推导原因，考查学生的语言逻辑和表达能力；第（6）题是常见的合成路线设计题，要求学生结合已知条件另外设计一条合成布洛芬的路线；第（7）题是化学知识运用于生活的常识题，要求学生能够运用所学的化学知识，结合生活实际，解决生活中常见的化学问题。在答题过程中学生会逐渐意识到化学知识与生活的紧密联系，让学生体会化学是一门有魅力的科学，激发他们学习化学、进行理论创新和应用实践的兴趣，增进学习的动力。

试题模拟测试中不乏有学生针对表现性试题作答情况优良的代表（见图3）。该类作答符合本次表现性试题设计的初期目标，在掌握基本化学知识并作答的同时，能在试卷上呈现学生的逻辑思维过程，使教师能通过试卷获取学生的知识掌握和运用程度，如题（5）；在题（7）的生活运用题中，学生能结合生活实际，围绕所学的化学知识，扣准答题点中布洛芬的结构与性质，合理组织文字回答问题。

3.4  试题的有效性分析

试题经修改打磨后，在某校进行模拟测试并收回试卷，数据分析呈现较好的结果。样本均分为10.21，整体难度计算为0.68。理论上试题难度系数为0.5时，被试在试题上的得分方差最大，此时题目鉴别力最佳［9］；但实际考试中难度系数有一个分布范围，对应该题难度系数为0.68，对应难度层次为中等，与实际高考试题中的有机题难度偏易相符合，如后续仍要进行改进，可进一步提高试题难度。该原创试题中前4道题难度偏易，难度系数分别为0.91、 0.86、 0.74、 0.95；而后三题，即同分异构体的书写及推导、合成路线的设计和有机物的性质及其应用，难度系数分别为0.50、 0.58、 0.45，得分较低，难度偏难，这也体现了学生对表现性试题及化学知识与生活的联系不够紧密、文字表达功底也不强等原因。另外，该原创试题的区分度计算为0.385，基本符合试题设计的优良水平。

4  总结与思考

黄光杨指出教育测量与评价方案的可用性可从以下方面进行阐明，即科学性、公平性、可行性、针对性、区分性和简洁性［10］。在科学性与区分性上，该原创试题命制前分析了近五年全国乙卷高考化学试题中的有机综合题，并对其试题情境、考察知识点、认知水平、学业质量水平及SOLO分析水平进行了分析整理，对原创试题的命制做了充分调研，制作了命题多维细目表，并在命制过程中进行了测试水平和相关要素的分析，对试题的关键能力、必备知识等进行了梳理，以求贴合高考化学试题的命制要求，合理把控试题难度和梯度设计，符合学生的做题顺序和思维锻炼。

在公平性和针对性上，该原创试题情境来源于生活实际，选材于与学生生活实际相关且仍然具有较大应用价值和研究价值的药物布洛芬，学生并不陌生，不存在测试偏差的问题；在针对性上，能够科学地反映当前的教育目标的实际需求，学生的必备知识、关键能力和学科素养都得到了充分的培养和训练。在可行性和简洁性上，结合STSE的培养愿景，将STSE理念合理融合进原创试题设计中，寓教于乐，使学生在日常化学学习过程中体会化学学习的乐趣，同时提升对化学学科价值的认同，有效激发学生的学习兴趣，从而不断成长为既具备素养发展，又兼具必备知识的“新化学人”。

参考文献：

［1］江合佩， 单旭峰. 基于高考评价体系的化學试题研究——以2019年高考化学试题为例［J］. 教育测量与评价， 2020， 229（2）： 11～19.

［2］［6］单旭峰. 基于高考评价体系的化学科考试内容改革实施路径［J］. 中国考试， 2019， 332（12）： 45～52.

［3］陈益. 高中化学“STSE”试题命制探微［J］. 化学教学， 2008， （2）： 61～63.

［4］中华人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）［S］. 北京： 人民教育出版社， 2020.

［5］姜建文， 杨宇航， 管华. “化学教育测量与评价”的项目式教学——命制一道高考化学试题［J］. 化学教育（中英文）， 2022， 43（18）： 98～106.

［7］周青， 单旭峰， 王军翔. 化学教育测量与评价［M］. 北京： 科学出版社， 2011： 203～204.

［8］赵晗蕾， 黎泓波， 艾小丽等. 以“曾侯乙青铜编钟”命制的原创试题及思考［J］. 化学教学， 2023，（8）： 84～90.

［9］李广洲. 化学教学测量与评价［M］. 北京： 科学出版社， 2014： 56～57.

［10］黄光杨. 教育测量与评价［M］. 上海： 华东师范大学出版社， 2012： 73～78.