研究試題情境 提高備考效率

黃劍鋒

【摘?要】以核心素養(yǎng)為測試宗旨的高考化學(xué)試題，以真實情境為測試載體，將測試任務(wù)融入真實、有意義的測試情境中，在真實情境下考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識的層次和水平，測試學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。文章以2019年全國新課標(biāo)Ⅲ卷理綜化學(xué)試題為例，對試題情境進(jìn)行探析，挖掘試題情境功能，以期提高高考備考效率。

【關(guān)鍵詞】真實情境;高考備考;測試任務(wù);核心素養(yǎng)

一年一度的高考已經(jīng)落下帷幕，而對高考試題的研究則成為高考過后的熱點問題。對高考試題的研究能讓教師對學(xué)科知識、學(xué)科觀念、學(xué)科思想方法和學(xué)科價值有更深入的理解，還能在一定程度上引導(dǎo)教師的課堂教學(xué)，以及對學(xué)生的學(xué)業(yè)評價發(fā)揮考試對教學(xué)的正確導(dǎo)向作用。本文以2019年全國新課標(biāo)Ⅲ卷理綜化學(xué)試題為例，對試題情境進(jìn)行探析，挖掘試題情境功能，以期提高高考備考效率。

一、試題情境及其測試任務(wù)探析

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出化學(xué)試題命題的四個原則：以核心素養(yǎng)為測試宗旨;以真實情境為測試載體;以實際問題為測試任務(wù);以化學(xué)知識為解決問題的工具[1]。2019年全國新課標(biāo)Ⅲ卷理綜化學(xué)試題正體現(xiàn)了命題的四個原則：創(chuàng)設(shè)真實情境，將測試任務(wù)融入真實、有意義的測試情境中，基于情境素材提出不同復(fù)雜程度和結(jié)構(gòu)合理的問題，在真實情境下考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識的層次和水平，測試學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。那么試題所創(chuàng)設(shè)的真實情境有哪些？所包含的測試任務(wù)是什么？如何考查學(xué)生在陌生情境中解決實際問題的能力？以下是筆者的一些粗淺看法。

1.日常生活情境

高考命題重視化學(xué)與生活的聯(lián)系，一般考查利用化學(xué)基本原理解釋日常生活中的某些現(xiàn)象。如選擇題第7題開門見山指出“化學(xué)與生活密切相關(guān)”，然后設(shè)置四個選項，分別測試與生活有關(guān)的問題：高純硅制作光感電池、鋁合金的使用、活性炭的用途、碘酒的消毒作用。這些實際問題都是學(xué)生在日常生活中熟悉的，只要理解其化學(xué)基本原理就能正確解答。

2.科學(xué)技術(shù)情境

此類題目一般選擇最新研究成果為情境素材，如選擇題第13題就是以科學(xué)家最新設(shè)計的“采用強(qiáng)堿性電解質(zhì)的3D-Zn—NiOOH二次電池”為情境素材?；瘜W(xué)電源作為高效率的能量轉(zhuǎn)化裝置，已成為現(xiàn)代社會和日常生活不可或缺的產(chǎn)品，對新型能量轉(zhuǎn)化和化學(xué)反應(yīng)裝置的研究是現(xiàn)代化學(xué)研究領(lǐng)域的熱點。試題測試的內(nèi)容涉及原電池、金屬的腐蝕和防護(hù)、電解池和電鍍，重點考查原電池和電解池電極反應(yīng)式的書寫、電解質(zhì)溶液中離子遷移的方向和離子交換膜的作用、學(xué)生應(yīng)用電化學(xué)知識解決問題的能力及其創(chuàng)新思維。再如選擇題第10題以水凈化圖示為情境。生活中水的凈化是學(xué)生熟悉的情境，但學(xué)生對于水凈化的原理卻是陌生的。本題實質(zhì)上是考查離子交換、電荷守恒、水的導(dǎo)電性、H+和OH-的中和反應(yīng)。又如非選擇題第28題第（1）（2）（3）問圍繞Deacon發(fā)明的氯化氫直接氧化法，測試任務(wù)是化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)與能量，包括化學(xué)平衡常數(shù)大小比較、化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式計算、反應(yīng)物的進(jìn)料濃度比對生產(chǎn)的影響、利用蓋斯定律計算反應(yīng)的ΔH、改變外界條件提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率。第28題第（4）問以氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的電化學(xué)方法為情境，測試學(xué)生電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式的書寫及有關(guān)計算。

3.實驗探究情境

以實驗為試題情境，其素材包括物質(zhì)制備、性質(zhì)探究、原理探究、定性定量結(jié)合分析等。試題的測試任務(wù)是化學(xué)基本技能，包括常見的離子檢驗、儀器辨識、裝置的選擇與連接、產(chǎn)物的分離與提純、尾氣處理、防氧化、防倒吸等，考查定性和定量結(jié)合的分析方法，如酸堿中和滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定等。選擇題第12題四個選項各設(shè)計不同的實驗情境，分別測試反應(yīng)原理的判斷、催化劑對反應(yīng)速率的影響、除雜、氣體制備。非選擇題第27題試題情境是“實驗室通過水楊酸進(jìn)行乙?；苽浒⑺酒チ值囊环N方法”，給出反應(yīng)原理及反應(yīng)物、生成物的相關(guān)數(shù)據(jù)。試題情境對學(xué)生而言有一定的陌生度，測試的任務(wù)有反應(yīng)條件的判斷、儀器的識別與選用、物質(zhì)除雜與提純、產(chǎn)率的計算。

4.生產(chǎn)工藝情境

此類試題取材于真實的工業(yè)生產(chǎn)，根據(jù)考查內(nèi)容和能力需要，對物質(zhì)的實際工業(yè)合成流程進(jìn)行簡化處理。試題以化學(xué)主干知識、化學(xué)實驗知識和化工生產(chǎn)知識為載體，測試學(xué)生的信息吸收能力、知識運(yùn)用能力和化工實驗操作能力，對化學(xué)學(xué)科知識、化工技術(shù)知識進(jìn)行重點考查。非選擇題第26題以高純硫酸錳制備工藝流程為情境，并給出相關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍，結(jié)合試題情境考查學(xué)生對濾渣成分的判斷、陌生方程式和離子方程式的書寫、生產(chǎn)流程中試劑作用的判斷、化學(xué)平衡原理的應(yīng)用、運(yùn)用化合價規(guī)則計算等。

5.文獻(xiàn)報道情境

該類試題情境一般源于最新發(fā)表的權(quán)威文獻(xiàn)中的科技論文，因此保證了試題的前沿性、科學(xué)性和學(xué)術(shù)性。選考題第35題以采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）為情境，測試的任務(wù)是元素周期表和對角線原則、核外電子排布式的寫法、配位化合物的形成、熔沸點和分子晶體的判斷方法、電負(fù)性的判斷及雜化軌道的計算。選考題第36題以鈀催化Heck偶聯(lián)反應(yīng)合成新型功能物質(zhì)——氧化白藜蘆醇合成路線為情境，測試有機(jī)物的命名、官能團(tuán)名稱、有機(jī)反應(yīng)類型、反應(yīng)條件對產(chǎn)率的影響、分子式、同分異構(gòu)體的書寫、有機(jī)物合成的路線設(shè)計等。

通過分析整理發(fā)現(xiàn)，2019年全國新課標(biāo)Ⅲ卷理綜化學(xué)試題主要從日常生活、科學(xué)技術(shù)、實驗探究、生產(chǎn)工藝、文獻(xiàn)報道等視角，選取素材創(chuàng)設(shè)真實情境。試題情境的選材緊密聯(lián)系學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活實際，體現(xiàn)了科學(xué)、技術(shù)、社會和環(huán)境發(fā)展的成果。一方面，試題情境有啟發(fā)性、針對性、過程性和科學(xué)性，例如，前文提到的選擇題第10題的離子交換法凈化水的圖示具有很好的啟發(fā)性：圖中顯示水經(jīng)過陽離子交換樹脂后陽離子交換為H+，而H+與Ca2+、Mg2+所帶電荷不同，因此根據(jù)電荷守恒可知經(jīng)過陽離子交換樹脂后，水中陽離子總數(shù)增加，為選項的正確判斷提供了依據(jù)。另一方面，試題情境中也具備一定的陌生度，例如，如前面所說的第13、26、28、35、36題的情境對學(xué)生而言都有一定的陌生度，這樣的情境能增加試題的公平性和競爭性，能發(fā)展學(xué)生解決陌生問題的能力。

二、發(fā)揮試題情境在高考備考中的教學(xué)功能

高考試題所創(chuàng)設(shè)的情境真實、科學(xué)、規(guī)范、貼合學(xué)生理解水平，每一類試題情境對應(yīng)一類試題。試題情境不僅是審題、答題、答案驗證的重要素材，還對高考備考有一定的啟發(fā)性。筆者從以下幾方面挖掘化學(xué)試題情境的教學(xué)功能，應(yīng)用于復(fù)習(xí)備考中。

1.基于試題情境明確考試范疇

每一類試題情境都是基于考試目標(biāo)而創(chuàng)設(shè)的，包含試題考核的知識范疇，是題設(shè)問題的背景，因此，備考中要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從試題情境中明確考試的知識范疇，確定要調(diào)用、檢索的知識模塊，明確解題方向，正確解答題目。例如，近年來全國新課標(biāo)高考試題中首道選擇題第7題均是化學(xué)與STSE（科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境）情境試題，即以化學(xué)與生活、生產(chǎn)、科研及傳統(tǒng)文化的聯(lián)系為情境的題目，與高考大綱“了解化學(xué)與生活、材料、能源、環(huán)境、生命、信息技術(shù)等的關(guān)系”的要求相吻合[2]。考核的知識范疇是：①新的科學(xué)技術(shù)、新發(fā)明、新創(chuàng)造;②化學(xué)史，尤其是與中國有關(guān)的化學(xué)史，如煉丹、釀造、中草藥等;③糖類、油脂、蛋白質(zhì)，煤、石油、天然氣，新能源、清潔能源;④綠色化學(xué)、環(huán)境保護(hù);⑤天然纖維、合成纖維、橡膠塑料;⑥含硅材料、核心材料等。

2.基于試題情境構(gòu)建知識體系

基于試題情境能構(gòu)建知識體系，幫助學(xué)生形成整體化、結(jié)構(gòu)化的知識。例如，以科學(xué)技術(shù)為情境的試題一般是以某一反應(yīng)或某一科研成果為核心的綜合試題，這類試題往往會涉及多個模塊的知識內(nèi)容。如基于某一反應(yīng)的化學(xué)原理題涉及的知識模塊通常是化學(xué)反應(yīng)與能量，化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡，電化學(xué)基礎(chǔ)，水溶液中的離子平衡。非選擇題第28題以“將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點”為情境，該反應(yīng)方程式為：4HCl（g）+O2（g）[FY（=][]2Cl2（g）+2H2O（g）。試題從化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)與能量、電化學(xué)基礎(chǔ)三個知識模塊進(jìn)行考核。筆者根據(jù)近年來科學(xué)技術(shù)情境試題的研究發(fā)現(xiàn)，此類試題多數(shù)都是對某一反應(yīng)的反應(yīng)原理的考核，可構(gòu)建如下知識體系（如圖1）。

由此可知，基于試題情境構(gòu)建知識體系，能將碎片化知識整體化、結(jié)構(gòu)化，在“整體觀”的指導(dǎo)下，從高中化學(xué)內(nèi)容整體結(jié)構(gòu)的視角來把握復(fù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容。同時，基于試題情境也能構(gòu)建試題的結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合題型練習(xí)構(gòu)建思維模型，提高學(xué)生解決問題的能力，提高復(fù)習(xí)效率。

3.基于試題情境獲取解題信息

接受、吸收、整合信息的能力是考試大綱中對考生能力的要求，試題情境中一定會直接給出或間接給出解答問題所需要的全部條件，能否理解情境材料、獲取所求問題相關(guān)信息、排除干擾信息，是解答問題的關(guān)鍵[3]。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從試題情境中獲取信息，要了解試題情境的呈現(xiàn)方式。試題情境的呈現(xiàn)方式有文字描述、工藝流程圖、表格數(shù)據(jù)、化學(xué)原理圖像、實驗裝置、實物模型照片等，每一種呈現(xiàn)方式都蘊(yùn)含著解題信息，每一道試題情境都好比一個數(shù)據(jù)庫，學(xué)生可以選擇性地從數(shù)據(jù)庫里獲取有用信息以解答問題。例如非選擇題第26題的試題情境呈現(xiàn)如下。

（1）高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦（還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制備，工藝如圖1所示。

（2）相關(guān)金屬離子[c0（Mn+）=0.1 mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如表1。

該題的試題情境以工藝流程圖、表格數(shù)據(jù)兩種形式呈現(xiàn)，工藝流程圖里所蘊(yùn)含的信息有：①“溶浸”中反應(yīng)主要是二氧化錳、硫化錳、硫酸的反應(yīng)，生成物之一是S（設(shè)問中提示），SiO2不與硫酸反應(yīng)，金屬元素則以金屬離子存在于溶液中。②MnO2是在“氧化”階段加入的，故其作用是氧化劑，將Fe2+氧化為Fe3+。③“除雜1”是除去Zn2+和Ni2+，加入Na2S，顯然是發(fā)生離子反應(yīng)，形成難溶性硫化物ZnS和NiS。④“除雜2”是生成MgF2沉淀除去Mg2+。設(shè)問中“若溶液酸度過高，Mg2+沉淀不完全”，隱含信息是由于H++F-?HF，會造成MgF2?Mg2++2F-向右移動，這是一個化學(xué)平衡的問題。⑤HCO3-與Mn2+反應(yīng)生成MnCO3，H+與CO32-反應(yīng)生成CO2。從表格數(shù)據(jù)情境中獲得的解題信息是：當(dāng)pH為4.7時，F(xiàn)e3+和Al3+沉淀完全。若學(xué)生能從這兩個情境中獲取這些信息，解答本題就是水到渠成了。誠然，試題信息并不完全只能從試題情境中獲取，設(shè)問中也會有隱含信息。學(xué)生要能從試題情境中準(zhǔn)確找出解題信息，關(guān)鍵是讀懂試題情境、判斷考核方向、厘清設(shè)問類型，加強(qiáng)訓(xùn)練，熟能生巧。

高考化學(xué)試題除了有考查考生必備知識和關(guān)鍵能力的基礎(chǔ)性題目，也會有依托復(fù)雜情境，考查學(xué)生綜合運(yùn)用本學(xué)科知識技能解決問題的題目，還會有依托社會生活實踐和科學(xué)研究問題情境，考查學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用本學(xué)科知識技能解決開放性問題的題目?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考核是基于真實試題情境的考核，只有在陌生情境中才能診斷學(xué)生解決實際問題的能力。因此，引導(dǎo)學(xué)生熟悉化學(xué)試題情境，學(xué)會從試題情境中獲取信息，是提高學(xué)生審題和解題能力的有效辦法。以化學(xué)試題情境指導(dǎo)備考，能明確考核的知識范疇、構(gòu)建結(jié)構(gòu)化知識體系，提高備考效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]劉孝元，廖傳珠，肖中榮.2019年高考化學(xué)復(fù)習(xí)備考研究（一）[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2019（1）：43-63.

[3]陳進(jìn)前.關(guān)于試題情境的研究[J].化學(xué)教學(xué)，2017（1）：78-82.