基于高中新課標的化學(xué)科命題探索

于少華

（北京市昌平區(qū)教師進修學(xué)校，北京 102200）

區(qū)域性考試與評價作為教學(xué)評價的重要組成部分，在很大程度上引領(lǐng)著教師教學(xué)的方向，影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在新課標提倡核心素養(yǎng)和學(xué)科關(guān)鍵能力的背景下，區(qū)域考試與評價工作需要關(guān)注哪些方面以命制符合新課標要求的試題？作為一線教師該如何以新課標為指導(dǎo)，開展品題、選題、命題工作？本文以高中化學(xué)科為例，通過分析《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版）》，對這些問題進行初步探討。

1 關(guān)注新課標“內(nèi)容要求”變化，以測試學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展水平為命題宗旨

《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課標”）在內(nèi)容的選取及表述上與舊課標相比發(fā)生變化，教師不僅要關(guān)注內(nèi)容表面的變化，還要理解和掌握新課標中“教學(xué)提示”及“學(xué)業(yè)要求”的相關(guān)描述，才能真正命制出能夠考查學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展水平的試題。

1.1 發(fā)掘“內(nèi)容要求”變化背后的核心素養(yǎng)發(fā)展要求，考查學(xué)生的認識思路

“元素與物質(zhì)”屬于新課標新增內(nèi)容，其表述如下：“認識元素可以組成不同種類的物質(zhì)，根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)可以對物質(zhì)進行分類；同類物質(zhì)具有相似的性質(zhì)，一定條件下各類物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化；認識元素在物質(zhì)中可以具有不同價態(tài)，可通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)含有不同價態(tài)同種元素的物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化”[1]14。這部分內(nèi)容要求學(xué)生能夠從元素的角度認識物質(zhì)以及物質(zhì)的性質(zhì)，具體來說，包括：能從物質(zhì)類別角度認識物質(zhì)性質(zhì)和從化合價角度認識物質(zhì)性質(zhì)2個方面。

從物質(zhì)類別角度認識物質(zhì)性質(zhì)的思路是：1）依據(jù)物質(zhì)化學(xué)式判斷物質(zhì)的類別；2）根據(jù)已知的類別通性認識該物質(zhì)的性質(zhì)；3）預(yù)測該物質(zhì)可能發(fā)生的反應(yīng)，例舉合適的反應(yīng)物，預(yù)測實驗現(xiàn)象（依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理）；4）設(shè)計實驗方案進行驗證；5）將實驗現(xiàn)象與預(yù)期現(xiàn)象進行對比，得出結(jié)論。

從化合價角度認識物質(zhì)性質(zhì)的思路是：1）正確標注物質(zhì)中元素價態(tài)；2）根據(jù)該元素的常見化合價判斷該物質(zhì)中元素化合價可能的變化趨勢；3）判斷物質(zhì)具備氧化性或者還原性；4）預(yù)測該物質(zhì)可能發(fā)生的反應(yīng)，例舉合適的反應(yīng)物，預(yù)測實驗現(xiàn)象（依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理）；5）設(shè)計實驗方案進行驗證；6）將實驗現(xiàn)象與預(yù)期現(xiàn)象進行對比，得出結(jié)論。該認識思路在學(xué)業(yè)要求中也有明確表達：“能依據(jù)物質(zhì)類別和元素價態(tài)列舉某種元素的典型代表物。能從物質(zhì)類別、元素價態(tài)的角度，依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)原理，預(yù)測物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和變化，設(shè)計實驗進行初步驗證，并能分析、解釋有關(guān)實驗現(xiàn)象。”[1]17

對于這些變化，如何充分反映在試題中呢？下面以鐵鹽的性質(zhì)為例，命制基于新舊課標的不同試題，見例1和例2。

例1（基于舊課標）

Fe跟Cl2在一定條件下反應(yīng)，將所得產(chǎn)物溶于水配成溶液分裝在3支試管中。請回答：

（1）欲檢驗溶液中所含的金屬陽離子，向其中一支試管中滴加KSCN溶液，則溶液變成____色。

（2）欲檢驗溶液中所含的氯離子，向第二支試管中加入______，觀察到_______。

（3）向第三支試管中加入足量鐵粉，反應(yīng)的離子方程式為_________；向反應(yīng)后所得溶液中滴加NaOH溶液并放置一段時間，溶液發(fā)生明顯變化，其中涉及的氧化還原反應(yīng)方程式為_________。

例2（基于新課標）

某化學(xué)小組欲探究FeCl3溶液、FeCl2溶液的化學(xué)性質(zhì)。

試劑清單：鐵粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、鋅片、碘化鉀、淀粉溶液。

查閱資料得知：淀粉遇I2變藍。請幫助他們完成以下實驗報告：

（1）填空：

①________③________⑤________

⑧________⑩________

序號實驗_____目的 實驗結(jié)論實驗內(nèi)容 離子方程式實驗1③② ⑤①④⑥ ⑨實驗2 Zn+Fe2+=Zn2++Fe在FeCl2溶液中滴入_____________________________適量氯水在FeCl2溶液中加入鋅片______________________________________在FeCl3溶液中加入__________足量鐵粉在FeCl3溶液中滴入適量KI和__________淀粉溶液實驗3溶液由淺綠色變?yōu)辄S色___________________________實驗現(xiàn)象⑦FeCl3（Fe3+）具有氧化性⑧實驗4淀粉溶液變藍⑩2Fe3++2I-=2Fe2++I2

綜合以上實驗，你能得到的結(jié)論是________。

（2）除了以上性質(zhì)，你認為FeCl2還可能具有的性質(zhì)是（用離子方程式表示，任寫一個即可）_____。

（3）亞鐵鹽在溶液中易被氧化，而實驗中需要純凈的亞鐵鹽溶液。保存亞鐵鹽溶液時如何防止亞鐵鹽被氧化_______。

（4）檢驗?zāi)橙芤菏荈e2+溶液的方法是（任寫一種試劑及其對應(yīng)的現(xiàn)象即可）_______。

（5）某同學(xué)向FeCl2中加入NaClO溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀，你認為該反應(yīng)中產(chǎn)生紅褐色沉淀的原因可能是_______。

對比依據(jù)新舊課標命制的試題。舊課標試題偏重于對具體知識的考查，例如鐵離子的特性（與KSCN溶液反應(yīng)顯血紅色）、氯離子的檢驗方法、氯化鐵與鐵的反應(yīng)方程式等。新課標試題著重考查以下3個方面：1）學(xué)生預(yù)測、驗證物質(zhì)現(xiàn)象的思路和方法，如鐵鹽和亞鐵鹽具有什么性質(zhì)（氧化性還是還原性）、選擇何種實驗證明、實驗現(xiàn)象是什么、得出什么結(jié)論、如何用離子方程式表達等；2）依據(jù)復(fù)分解原理預(yù)測性質(zhì)的思路和方法，例如第（2）問需要學(xué)生領(lǐng)會已給的探究均是從氧化還原的角度進行的性質(zhì)預(yù)測，除此之外，預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)的角度還有類別通性，從而寫出等合理答案；3）在陌生、復(fù)雜情境中考查學(xué)生基于氧化還原原理分析解釋陌生反應(yīng)現(xiàn)象的水平，例如第（5）問需要學(xué)生了解NaClO是一種常見的氧化劑，從而基于氧化還原思路去分析解釋反應(yīng)現(xiàn)象。

1.2 關(guān)注“內(nèi)容要求”之間的聯(lián)系，考查學(xué)生認識水平的發(fā)展情況

新課標在“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與化學(xué)反應(yīng)規(guī)律”主題中，對內(nèi)容要求有如下描述：“以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、硫、氯，以及堿金屬和鹵族元素為例，了解主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律?！盵1]18這部分內(nèi)容看似與舊課標的描述相似，但是需要教師關(guān)注“以……為例“的表述，這意味著對主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的要求不僅僅限于第三周期，而應(yīng)該“討論第三周期元素金屬性、非金屬性的遞變，討論堿金屬元素、鹵素性質(zhì)的遞變，借助元素周期律（表）預(yù)測硒、鍺、鎵等元素的性質(zhì)”[1]19，因此試題的考查重點應(yīng)放在元素周期律（表）在預(yù)測新物質(zhì)性質(zhì)方面的功能價值，對于元素周期律（表）這一教學(xué)內(nèi)容，新舊課標的不同考查方式見例3和例4。

例3（基于舊課標）

下圖是元素周期表的一部分，針對表中的①～⑩號元素，填寫下列空格。

（1）⑨所代表的元素在元素周期表的位置為___。

（2）畫出元素②的原子結(jié)構(gòu)示意圖________。

（3）屬于稀有氣體的元素是_______（填寫元素符號，下同），可作半導(dǎo)體材料的元素是_______。

（4）④的氣態(tài)氫化物與⑧的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性的大小關(guān)系是______（用化學(xué)式表示）。

（5）④、⑤兩種元素的原子按1∶1組成的離子化合物常用作供氧劑，該化合物與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

（6）寫出⑥的最高價氧化物與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式_______。

例4（基于新課標）

元素周期律（表）是認識元素化合物性質(zhì)的重要理論。

（1）寫出K原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖_______。

某學(xué)習(xí)小組通過實驗獲得了如下有關(guān)金屬鋰、鈉、鎂、鋁性質(zhì)的實驗事實：

A.鎂與熱水才能反應(yīng)，鈉和冷水反應(yīng)較為劇烈。

B.鋁與鹽酸反應(yīng)較溫和，鎂與鹽酸反應(yīng)較劇烈。

C.LiOH 和Mg（OH）2均為中等強度的堿，前者堿性更強。NaOH是強堿。

D.鋰在空氣中燃燒生成氧化物，鈉在空氣中燃燒生成過氧化物。

（2）以上事實能夠說明Li與Na的金屬性強弱的是（選填字母，下同）______；能夠說明Mg與Al的金屬性強弱的是________。

（3）由實驗事實可知鋰、鈉、鎂、鋁4種元素的金屬性由強到弱的順序是___________。

通過元素周期律，在之前學(xué)習(xí)過的研究物質(zhì)性質(zhì)的2個角度（物質(zhì)的類別和核心元素的化合價）的基礎(chǔ)上，能增加我們對于物質(zhì)性質(zhì)強弱比較的認識。關(guān)于硒的相關(guān)信息見下圖。

硒元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖

硒元素的二維圖

（4）Se在元素周期表中的位置是______。

（5）X的化學(xué)式是_______，電子式是_______。X的穩(wěn)定性比H2Se的穩(wěn)定性____（填“強”或“弱”），用原子結(jié)構(gòu)解釋原因：同主族元素最外層電子數(shù)相同，從上到下_____。

（6）Z的化學(xué)式是_____，從理論上預(yù)測，它的酸性比H2SO4（填“強”或者“弱”）。

（7）M是一種鈉鹽，寫出M的電離方程式____。

（8）某同學(xué)對Y（白色固體，易溶于水）的化學(xué)性質(zhì)從不同角度進行推測，并用SO2水溶液、H2O2溶液、NaOH溶液、稀H2SO4等試劑進行實驗。完成下表：

__編號 性質(zhì)推測 化學(xué)方程式1 氧化性 SeO2＋2SO2+2H2O Se+2H2SO4 2___3

對比依據(jù)新舊課標命制的試題可發(fā)現(xiàn)，舊課標試題側(cè)重于元素位置、原子結(jié)構(gòu)示意圖、性質(zhì)比較的結(jié)論、方程式書寫等具體的、點對點的考查，注重對具體知識的考查。新課標試題的考查特點有：1）注重對作答過程和思維路徑的考查。例如第（2）問和第（3）問的作答需要學(xué)生能夠?qū)⑿再|(zhì)與判斷依據(jù)進行嚴格對應(yīng)和邏輯推理。2）體現(xiàn)新課標利用元素周期律預(yù)測新物質(zhì)性質(zhì)的要求。例如硒的相關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的考查，就需要學(xué)生將元素周期律的規(guī)律遷移到新的物質(zhì)情境中才能順利作答。3）注重知識間的整合，體現(xiàn)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)。例如在第（8）問的作答上，學(xué)生面對的是完全陌生的物質(zhì)性質(zhì)的預(yù)測任務(wù)，需要調(diào)用依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)原理預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)的思維方法，該方法是在無機物主題中重點要求的；因此試題考查了學(xué)生融合多種思維方法解題的水平。

2 以“學(xué)業(yè)要求”為試題命制依據(jù)，關(guān)注不同內(nèi)容對應(yīng)的不同能力水平要求

新課標對于學(xué)生學(xué)完知識后的輸出性水平有了非常具體的規(guī)定，并主要在“學(xué)業(yè)要求”中予以明確體現(xiàn)，例如“辨識、預(yù)測、分析、解釋、預(yù)測、說明、判斷、描述”等動作性要求就提示了學(xué)生學(xué)習(xí)后所能完成的任務(wù)類型?；诒本煼洞髮W(xué)王磊教授領(lǐng)銜的學(xué)科教育團隊提出的化學(xué)學(xué)科能力構(gòu)成及其活動表現(xiàn)模型[2]，可以對這些任務(wù)進行如下分類，見表1。

表1 任務(wù)類型

完成不同任務(wù)等級的內(nèi)容需要的思維水平是不同的，任務(wù)情境是課本原型抑或近變式還是遠變式，已經(jīng)給出思考角度還是提示角度抑或是需要學(xué)生自主調(diào)用角度，情境的復(fù)雜度等均影響任務(wù)的水平等級。因此，在命制試題時，可以利用任務(wù)水平來考查學(xué)生對于某個內(nèi)容理解和掌握的程度。例如，對于“水溶液中的離子反應(yīng)和平衡”主題中相同教學(xué)內(nèi)容可以有不同的考查方式，見例5和例6。

例5（基于舊課標）

25℃時，有鹽酸、醋酸2種酸的稀溶液。請回答：

（1）醋酸溶液中，c（H+）_____c（OH－）（填“＞”、“＜”或“=”）。

（2）25℃時，c（H+）均為0.001 mol/L的鹽酸和醋酸溶液，下列各項中不相等的是_____（填序號）。

①溶液的pH

②酸的物質(zhì)的量濃度

③完全中和時，消耗NaOH的物質(zhì)的量

（3）將體積為2 mL、濃度為1 mol/L的2種酸分別與體積為2 mL、濃度為1 mol/L NaOH溶液反應(yīng)，反應(yīng)后溶液呈中性的是________（填“鹽酸”或“醋酸”）。

（4）室溫下醋酸鈉溶液pH=8，用離子方程式表示醋酸鈉溶液呈堿性的原因_______。關(guān)于該溶液，下列判斷正確的是______。

A.c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）

B.c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）

C.c（CH3COOH）+c（CH3COO-）=c（Na+）

例6（基于新課標）

25℃時，在體積均為20 mL、濃度均為0.1 mol/L的CH3COOH溶液和HCl溶液中，分別逐滴加入濃度為0.1 mol/L的NaOH溶液，溶液pH隨加入NaOH溶液體積變化如圖所示。

（1）根據(jù)縱坐標即可判斷曲線①表示的是HCl，判斷依據(jù)是__________。

（2）由圖可知，當向CH3COOH溶液中加入NaOH溶液體積為20 mL時，溶液pH＞7。

①寫出此時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______。

②此時溶液中的微粒有_______。

（3）在向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液過程中，某一時刻溶液的pH=7。此時溶液中存在的2種溶質(zhì)是__________。請從這2種溶質(zhì)對水的電離平衡影響的角度解釋此時溶液pH=7的原因______。

（4）請從以下藥品清單中任選藥品（不提供pH試紙），設(shè)計一種實驗方案驗證酸性：CH3COOH＜HCl。要求寫出實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論。

藥品清單：鎂條；0.1 mol/L的CH3COOH溶液；0.1 mol/L HCl溶液；pH=1的CH3COOH溶液；pH=1的HCl溶液。

例5和例6考查的都是鹽酸、醋酸的性質(zhì)以及與NaOH溶液的反應(yīng)，但是在考查方式上卻不同：舊課標試題以知識結(jié)論為主，主要考查學(xué)生辨識記憶、概括關(guān)聯(lián)、分析解釋的能力；新課標試題利用滴定作為情境，考查學(xué)生的思維過程，注重判斷的依據(jù)和學(xué)科本質(zhì)，任務(wù)類型豐富，除了考查學(xué)生的辨識記憶、概括關(guān)聯(lián)、分析解釋之外，還考查說明論證、推論預(yù)測、簡單設(shè)計等。

3 關(guān)注“學(xué)生必做實驗”要求，考查學(xué)生對實驗的深刻理解

學(xué)生必做實驗作為新課標新增的模塊，提示教師需要關(guān)注學(xué)生動手解決問題的能力，因此在試題命制時，需要設(shè)計問題考查學(xué)生對實驗的思考、每一步操作的目的是什么等問題認識水平的差異。例如，以必做實驗“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”為例，新舊課標的考查對比見例7和例8。

例7（基于舊課標）

有含 NaCl、Na2SO4、Na2CO3和 NaHCO3的固體混合物。某同學(xué)為測定其中各組分的含量，取部分樣品溶于水，并設(shè)計了如下實驗流程（所加試劑均為過量，反應(yīng)①～③均為復(fù)分解反應(yīng)）。

請回答：

（1）氣體W的化學(xué)式是__________。

（3）反應(yīng)②和③之后均需進行的操作的名稱是________。

（4）試劑Y是________（填化學(xué)式）。

例8（基于新課標）

用海水“曬鹽”的方法得到的粗鹽中，除氯化鈉外，還含有氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈉等雜質(zhì)。將此粗鹽提純的部分實驗方案如下：

（1）粗鹽水中含有的陽離子有_______，陰離子有_________。（2）加入BaCl2溶液的目的是（用離子方程式表示）_______。

（3）生成沉淀C的離子方程式是________。

（4）D中所含離子有________。

（5）E的主要成分的化學(xué)式是_______。

（6）用文字描述加入適量鹽酸的目的是_____。

（7）某同學(xué)認為加入過量K2CO3溶液與加入過量Na2CO3溶液同樣可以達到實驗?zāi)康?，這種說法是否合理，請說明理由_______。

對比依據(jù)新舊課標命制的試題可發(fā)現(xiàn)，舊課標試題考查學(xué)生實驗中每一步操作所加入試劑的名稱，新課標試題考查實驗的目的、成分、理由等過程性問題。作為新課標規(guī)定的學(xué)生必做實驗，如果僅僅考查結(jié)論，無法區(qū)分機械記憶的學(xué)生與深刻理解實驗的學(xué)生的區(qū)別，在教學(xué)上也無法形成好的導(dǎo)向，反而會使得學(xué)生花更多的時間去記憶結(jié)論而不是深入理解實驗本質(zhì)，這與新課標的理念背道而馳。

4 關(guān)注“情境素材建議”，考查學(xué)生在真實情境中解決化學(xué)問題的能力

新課標創(chuàng)新性地提出了“情境素材建議”，明確了情境與命題之間的聯(lián)系[1]78（見圖1）。

圖1 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)命題框架

從圖1可知，“真實情境”和“化學(xué)知識”同時服務(wù)于“實際問題”的提出與解決，三者之間存在著密切的聯(lián)系；情境的設(shè)計、知識的運用、問題的提出與解決均應(yīng)有利于實現(xiàn)對學(xué)生核心素養(yǎng)的考查。因此，試題的命制需要注重情境，考查學(xué)生解決實際問題的能力。例如，關(guān)于“氮及其化合物”的內(nèi)容，新課標中提供了“汽車尾氣的處理”的情境素材，在試題命制中就可以以此為情境設(shè)計問題，見例9。

例9（基于新課標）

有研究機構(gòu)提出了灰霾中細顆粒物的成因，如下圖所示。

（1）根據(jù)上圖信息可以看出，下列哪種氣體污染物不是由機動車行駛造成的？

A.SO2B.NOxC.VOCs D.NH3

（2）機動車大量行駛是污染源之一。汽車發(fā)動機廢氣稀燃控制系統(tǒng)主要工作原理如右圖所示，寫出稀燃過程中NO發(fā)生的主要反應(yīng)的方程式______________。

（3）SO2是氣體污染物的主要成分之一。作為一種化學(xué)性質(zhì)活潑的物質(zhì)，它能發(fā)生多種反應(yīng)，請按照下表提示，從不同角度梳理SO2不同類的化學(xué)性質(zhì)，將化學(xué)方程式填在下表中。

___SO2性質(zhì)梳理 化學(xué)方程式物質(zhì)類別酸性氧化物①SO2+H2O■■■■H2SO3②SO2+CaO CaSO3 S元素__價態(tài)S為+4價_____________________________________________________________________________③①②SO2+2H2S_____3S+2H2O___

（4）科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)中國霾呈中性，其主要原因如下圖所示：

請判斷A的化學(xué)式并說明判斷理由________。

（5）煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝。將含有SO2和NOx的煙氣通入盛有NaClO2溶液的反應(yīng)器中，反應(yīng)一段時間后，測得溶液中離子濃度的有關(guān)數(shù)據(jù)如下（其他離子忽略不計）：

____離子________________Na+ SO4 NO-3 H+ Cl-2-濃度/（mol·L-1）5.5×10-38.5×10-4y2.0×10-43.4×10-3

①SO2和NaClO2溶液反應(yīng)的離子方程式是_____________。

②表中y＝______________。

例9以霧霾中細顆粒物的成因、物質(zhì)性質(zhì)的預(yù)測、廢氣的處理為素材，綜合考查學(xué)生解決真實問題的能力，涉及到的知識內(nèi)容豐富，包含物質(zhì)性質(zhì)的預(yù)測和驗證、氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用、陌生方程式的書寫、簡單計算等；同時滲透科學(xué)家在解決霧霾這一社會性問題時所表現(xiàn)出的“正視困難，勇于探究”的科學(xué)精神和社會責任，解題的過程也是教育的過程。

新課標為一線教師及教研人員提供了新的研究方向，深入研究和實踐是使核心素養(yǎng)得到貫徹和落實的根本。如何命制基于新課標且具有良好教學(xué)導(dǎo)向的試題有待研究的內(nèi)容還很多，本文拋磚引玉，期待更深入的研究與分享。