精選情境育人為先，內(nèi)容改革能力為重

江合佩

關(guān)鍵詞：真實情境;高考評價體系;關(guān)鍵能力;教學啟示

2019年高考圓滿落下帷幕，試題“以立德樹人為根本任務(wù)，以公平科學評價人才為主要使命，積極引導(dǎo)和促進教與學”，全面貫徹和實施“一核四層四翼”高考評價體系，發(fā)揮高考內(nèi)容改革導(dǎo)向作用，努力踐行“五育并舉”的教育方針，助力推進教育評價改革?；瘜W試題牢牢把握新時代的育人方向，落實新時代的育人目標，“精選試題情境素材，開闊學生科學視野”，呈現(xiàn)真實問題，加強對關(guān)鍵能力的考查，彰顯教育改革的鮮明導(dǎo)向。

一、精選真實情境素材，落實學科育人目標

精選情境，弘揚愛國主義，培育學生濃濃的家國情懷。首先，注重挖掘中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中的工匠精神和技術(shù)創(chuàng)新思想。第7題以陶瓷作為命題素材，考查硅酸鹽的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，增強學生的民族自信。其次，呈現(xiàn)當代我國科學家領(lǐng)先世界的科技成果，增強民族自豪感。第28題第（3）問試題素材來源于北京大學馬丁團隊于2017年6月發(fā)表在Science上的文章“碳化鉬負載的層狀金團簇催化劑用于低溫水煤氣變換反應(yīng)”;35題試題素材則來源于香港城市大學呂堅團隊于2015年5月發(fā)表在Nature上的文章“雙相納米高強度鎂合金的合成方法”，通過展現(xiàn)我國科學家在國際頂級學術(shù)刊物最新科研成就，鼓舞民族士氣，激揚奮斗精神，鼓勵學生投身化學前沿研究。

精選情境，增長知識見識，培養(yǎng)學生深邃的國際理解。第12題試題素材取材猶他大學的Minteer教授團隊于2017年2月發(fā)表在Angew的文章，通過使用自然界的酶作催化劑，設(shè)計生物燃料電池，大大降低了N2解離的活化能，實現(xiàn)了室溫條件下成功制備NH3，使得100多年前哈珀人工高能固氮向常溫固氮向前大大邁了一步，且同時可產(chǎn)生電能，減少地球3%CO2排放。第13題試題素材取材麻省理工學院（MIT）的Christopher Cummins教授團隊于2018年6月發(fā)表在Science的文章，以三氯硅烷和三偏磷酸鈉為原料合成了一種全新的磷陰離子，實現(xiàn)了磷化合物合成更安全、更經(jīng)濟、更環(huán)保，為解決磷資源危機提供了新的方向，向“理想的化學”更近了一步。通過呈現(xiàn)新穎的裝置、結(jié)構(gòu)，讓學生感悟國際化學前沿發(fā)展趨勢，體味科學家創(chuàng)新的起點和設(shè)計的關(guān)鍵，樹立利用學科核心知識解決教材或者人類發(fā)展進程中的重大問題的意識，培育學生大國擔當意識，努力踐行“人類命運共同體”，積極尋求解決人類發(fā)展重大問題的思路與方法。

精選情境，貫徹“五育并舉”，滲透美育和勞育。通過情境化試題，挖掘其中蘊含的化學之美，彰顯美育化人功能。第7題以宋徽宗“雨過天晴云破處，千峰碧波翠色來”描述的“青瓷為首，汝窯為魁”，讓學生體味其中添加瑪瑙的粉末（SiOa）后“似玉、非玉，而勝玉”的“顏色之美”;第8題呈現(xiàn)2-苯基丙烯的鍵線式、第13題呈現(xiàn)雙（三氯甲基）磷陰離子結(jié)構(gòu)式、第35題（4）呈現(xiàn)MgCuz的拉維斯結(jié)構(gòu)，讓學生體味化學物質(zhì)結(jié)構(gòu)的“對稱之美”;第11題呈現(xiàn)導(dǎo)電能力隨體積的變化曲線、第28題呈現(xiàn)水煤氣變換的反應(yīng)歷程及p-t曲線，讓學生體昧化學定量分析的“數(shù)據(jù)之美”。試題從實踐出發(fā)，落實勞動育人理念。第26題以硼鎂礦為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程、第27題以廢鐵屑為原料制備硫酸鐵銨實驗流程為背景，破天荒的在一份試卷當中出現(xiàn)2個流程，加強生產(chǎn)實踐中化學原理及方法的考查，提升學生運用化學知識和思維方式解決生產(chǎn)過程中遇到的問題，提升勞動生產(chǎn)效率。

二、聚焦化學學科主干知識，凸顯關(guān)鍵能力培育

2019年全國I卷聚焦主干知識的考查，落實基礎(chǔ)性、關(guān)注綜合性、體現(xiàn)應(yīng)用性，滲透創(chuàng)新性，涵蓋化學用語、元素及化合物、化學理論、化學實驗、有機化學等必備知識。試題通過將核心主干知識設(shè)計成驅(qū)動性問題，融入真實復(fù)雜現(xiàn)實問題情境或復(fù)雜學術(shù)問題情境，考查學生學科關(guān)鍵能力，檢測學生的學科素養(yǎng)?！犊荚嚧缶V》將化學學科的學習能力分為“接受、吸收整合化學信息的能力、分析和解決化學問題的能力、化學實驗與探究的能力”。教育部考試中心命題專家則從教育測量學與認知心理學出發(fā)，將3個能力進行了合理的再闡釋，其中“接受、吸收整合化學信息的能力”對應(yīng)著“理解與辨析能力”“分析和解決化學問題的能力”細分為“分析與推測能力和歸納與論證能力”“化學實驗與探究的能力”對應(yīng)著“探究與創(chuàng)新能力”，體現(xiàn)國家對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的迫切需求，將能力要求外顯化，其相互關(guān)系（如圖1）。

化學學科關(guān)鍵能力突出學科特質(zhì)，聚焦學科思維方法，有利于培養(yǎng)適應(yīng)未來社會和終身發(fā)展的具有核心競爭力的人才。為體現(xiàn)關(guān)鍵能力測評的有效性、科學性，確定了必備知識、真實情境、關(guān)鍵能力三個維度，其相互關(guān)系及內(nèi)涵（如圖2）。

1.重視真實情境的創(chuàng)設(shè)，培育學生解決復(fù)雜問題的能力

“在真實情境中解決問題的過程展示出的能力才是實際的能力，表現(xiàn)出的態(tài)度與情感才是真實的品質(zhì)特征”。2019年全國I卷試題素材取材于真實情境，背景涵蓋的學科內(nèi)容非常廣泛，呈現(xiàn)方式更加豐富，具體統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。

由表1分析可知，全國I卷所有的試題情境都是基于真實文獻命制，其中學術(shù)探索類情境占比最高，達到7道，合計68分，情境素材基本取材于最新科技期刊的文章，命題者希望通過前沿學術(shù)情境培養(yǎng)學生遠遷移的能力，達到用未來的知識選拔適應(yīng)未來社會發(fā)展的人材。實驗探究情境3道，合計27分，實驗素材涵蓋有機物溴苯、無機物硫酸鐵銨的制備與純化，也涵蓋了物質(zhì)組分的定性與定量分析（鄰苯二甲酸氫鉀滴定、硫酸鐵銨晶體熱重分析）。生產(chǎn)環(huán)保情境2道，合計29分，素材涵蓋自然資源利用及廢物回收利用，強調(diào)利用物質(zhì)轉(zhuǎn)化及分離提純技術(shù)實現(xiàn)目標轉(zhuǎn)化的意義與價值?；瘜W史料與日常生活情境1道，合計6分，以陶瓷的物質(zhì)組成、化學性質(zhì)考查學生對基本概念的辨識記憶的熟練程度。

2019年全國I卷在積極探索真實情境豐富性的同時，也積極探索信息呈現(xiàn)形式的豐富性，除了第7題是文字信息外，其余11道試題均有各種形式的信息呈現(xiàn)形式，具體統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

由表2分析可知，2019年全國I卷信息呈現(xiàn)形式包括模型信息、實驗裝置圖、曲線圖、表格數(shù)據(jù)、流程圖，其中模型信息呈現(xiàn)最為豐富，涵蓋了結(jié)構(gòu)簡式、結(jié)構(gòu)式、軌道表示式、晶胞及截面圖、原電池模型圖、物質(zhì)轉(zhuǎn)化示意圖、反應(yīng)歷程圖，讓學生在各種模型中準確提取實質(zhì)性信息，與所學必備知識整合，培育證據(jù)推理與模型建構(gòu)素養(yǎng)。實驗裝置圖既有一體化制備溴苯，也有H2S尾氣吸收局部裝置，要求學生對教材必做實驗有一定的體驗感、現(xiàn)場感，引導(dǎo)中學重視基礎(chǔ)實驗，引導(dǎo)高三復(fù)習積極帶學生重新走進實驗室，培育科學探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)。曲線圖既有電解質(zhì)溶液中的滴定曲線、也有分壓隨時間變化曲線，將化學反應(yīng)中的宏觀性質(zhì)與微觀反應(yīng)用曲線表征出來，利用“宏一微一符一曲”四重表征，培育宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)。表格數(shù)據(jù)提供真實的數(shù)據(jù)，要求學生根據(jù)晶體的類型及數(shù)據(jù)產(chǎn)生有效關(guān)聯(lián)，形成合理的推理路徑，發(fā)展基于證據(jù)的科學推理求真意識，培育科學態(tài)度與社會責任素養(yǎng)。流程圖既有無機物轉(zhuǎn)化，也有有機物合成，讓學生在分析物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中，利用核心物質(zhì)轉(zhuǎn)化（類價二維）、碳骨架構(gòu)建及官能團轉(zhuǎn)化、元素守恒、綠色化學等核心觀念培育變化觀念與平衡思想素養(yǎng)。

2.重視必備知識的落實，培育學生綜合解決問題的能力

高中化學必備知識包括化學語言與概念、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、反應(yīng)變化與規(guī)律、物質(zhì)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用、實驗原理與方法等。化學語言與概念部分，如第7題考查陶瓷的主要成分是硅酸鹽，其化學性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸耐堿侵蝕、抗氧化;如第8題考查雙鍵不飽和性可使酸性高錳酸鉀溶液褪色、發(fā)生加聚反應(yīng);如第26題（1）化學方程式的書寫、（2）檢驗鐵離子的化學試劑、（3）一元弱酸的判定;如27題（2）加熱方式、（4）化學式的確定;35（2）雜化方式的判定、（3）晶體的判定;36（2）手性碳的表示。物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)部分，如第8題共平面判定;第13題P原子8電子結(jié)構(gòu)問題;35（2）乙二胺與M2+形成穩(wěn)定環(huán)狀離子的原因;36（3）具有六元環(huán)且發(fā)生銀鏡反應(yīng)的同分異構(gòu)體。反應(yīng)變化與規(guī)律部分，如第10題多相化學要求現(xiàn)場分析反應(yīng)變化的規(guī)律，得出合理的結(jié)論;第28題要求利用熱力學和動力學規(guī)律來分析和解決水煤氣變化相關(guān)問題。物質(zhì)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用部分，第12題利用生物燃料電池原理實現(xiàn)N2、H2常溫下轉(zhuǎn)化成氨;第26題利用“類維”實現(xiàn)目標元素的轉(zhuǎn)化;第27題利用“價維”實現(xiàn)雜質(zhì)的去除。實驗原理與方法部分，如第9題利用目標物質(zhì)及雜質(zhì)的理化性質(zhì)實現(xiàn)分離與純化;第27題利用物質(zhì)的制備及純化經(jīng)典思路實現(xiàn)目標物質(zhì)的獲得。

3.強化關(guān)鍵能力的考查，培育學生適應(yīng)未來的能力

2019年全國I卷精選試題素材，強化對學生學科關(guān)鍵能力的考查，培育學生認識未來、適應(yīng)未來、挑戰(zhàn)未來的能力。下面以典型試題為例闡述對關(guān)鍵能力的考查。

（1）理解與辨析能力

例1：（2019年全國I卷第12題）利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子（如圖3）。下列說法錯誤的是

A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能

B.陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV+=2H++2MV+

C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3

D.電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動

本題要求學生理解原電池模型并準確辨析出新型電池發(fā)生的氧化還原反應(yīng)、電極半反應(yīng)、電子導(dǎo)體、離子導(dǎo)體等信息。相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，由于固氮酶大大降低了N2-NH3的活化能，使得反應(yīng)條件溫和，且可同時提供電能;該電池總反應(yīng)與工業(yè)合成氨原理一樣，即3H2+N2=2NH3，因此電極正極區(qū)（陰極區(qū)）發(fā)生反應(yīng)N2+2MV++6H+=2NH3+2MV2+;電極負極區(qū)（陽極區(qū)）發(fā)生反應(yīng)H2+2MW+=2H++2MV+，H+（質(zhì)子）由陽極（負極區(qū)）向陰極（正極區(qū)）移動，因此B選項錯誤。

（2）分析與推測能力

例2：（2019年全國I卷第28題節(jié)選）我國學者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程（如圖4），其中吸附在金催化劑表面上的物種用·標注。

可知水煤氣變換的AH____0（填“大于”“等于”或“小于”），該歷程中最大能壘（活化能）E=____eV，寫出該步驟的化學方程式____。

本題以水煤氣變換為背景，要求學生在熟練掌握化學反應(yīng)原理熱力學、動力學相關(guān)知識基礎(chǔ)上，根據(jù)計算機模擬結(jié)果的反應(yīng)歷程示意圖正確分析反應(yīng)過程中的能量變化、判斷反應(yīng)歷程和機理。由反應(yīng)歷程圖分析可知，相對能量由0-0.72，因此水煤氣變化的AH小于0，該歷程中存在2個能壘，分別為1.91 ev和2.02 ev，其中最大能壘為2.02 ev，該步驟的化學方程式為COOH.+H·+H20·=COOH·+2H·+OH·（或H20·=H·+OH·）。

（3）歸納與論證能力

例3：（2019年全國I卷第35題節(jié)選）在普通鋁中加入少量Cu和Mg后，形成一種稱為拉維斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在A1中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小，形成所謂“堅鋁”，是制造飛機的主要材料?；卮鹣铝袉栴}：

解釋表中氧化物之間熔點差異的原因_____。

本題要求對比分析4種氧化物的熔點差異，進而歸納出Li20、MgO為離子晶體，17406、S02為分子晶體;離子晶體熔沸點主要受晶格能影響，因此論證出晶格能MgO>Li20，分子晶體熔沸點主要受分子間作用力即分子量影響，因此論證出分子間作用力17406>S02。

（4）探究與創(chuàng)新能力

例4：（2019年全國I卷第36題節(jié)選）化合物G是一種藥物合成中間體，其合成路線（如圖5）：

本題要求學生根據(jù)題目給出的合成方法，獨立思考，抓住目標物質(zhì)與G的相似點，找到主要在⑤引入碳骨架，⑥將官能團酯基轉(zhuǎn)化為羧基，因此可將甲苯先光照取代轉(zhuǎn)化成溴乙苯，然后CH3COCHzCOOC2H5參照合成路線中的⑤⑥獲得目標物質(zhì)。整個合成路線的設(shè)計，既要有扎實的基礎(chǔ)知識，也要有強調(diào)現(xiàn)場學習的能力，很好地體現(xiàn)了對創(chuàng)新思維的考查。

三、教學啟示

1.遴選合適的教學情境，培育理解與辨析能力

復(fù)習教學過程需注意創(chuàng)設(shè)合適的教學情境，切忌直接將知識裸露在學生面前，使得知識僅僅是復(fù)述再現(xiàn)，失去類比遷移的功能價值。在教學中創(chuàng)設(shè)真實情境，有利于學生認識學科價值、感悟科學方法、體味化學魅力、激發(fā)學習熱情，甚至有助于學生立志今后從事化學專業(yè)，進而發(fā)展化學科學技術(shù)和理論。遴選的教學情境需滿足真實性、典型性、普適性、前沿性、挑戰(zhàn)性且富有啟迪性，有利于揭示知識產(chǎn)生的背景和條件、有利于引發(fā)明確的知識指向、有利于引發(fā)學生積極的思維活動、有利于產(chǎn)生具有遷移價值的一般知識。

2.開展形式多樣的項目化學習，培育分析與推測能力

復(fù)習教學中倡導(dǎo)開展形式多樣的項目化學習，積極培育學生學習的主動性、調(diào)控性，幫助學生建立問題意識，縷清新舊知識聯(lián)系，建立有效關(guān)聯(lián)，鼓勵學生基于證據(jù)的多元個性化表達，培育學生分析與推測能力。項目的選擇需建立在核心知識、核心認知視角上，不能有情境無知識，讓教學僅僅停留在低階的虛假熱鬧層次，其次需要結(jié)合項目與知識形成本質(zhì)性問題，再轉(zhuǎn)化為驅(qū)動性問題，培育學生分析、設(shè)計、評價等高階能力，學習成果的表達倡導(dǎo)用結(jié)構(gòu)化的思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)，將學生的思維外顯，有利于觀察學生知識掌握的認知程度、有利于針對思維誤區(qū)開展精準教學、有利于培育學生分析問題并針對證據(jù)進行合理推測的能力。

3.積極開展思維建模教學，培育歸納與論證能力

思維建模教學有助于學生知識的結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化，也是學生學習化學反應(yīng)原理及分析解決實際問題能力的重要路徑。模型教學倡導(dǎo)學生從具象的客觀化學事實，抽離出關(guān)鍵的要素，將現(xiàn)實問題轉(zhuǎn)化為化學問題，將各個關(guān)鍵要素建立有效關(guān)聯(lián)，構(gòu)建化學模型，形成解決一類問題的有效路徑，有利于培育學生歸納總結(jié)的能力，也有利于學生利用模型論證客觀數(shù)據(jù)、趨勢的能力。

4.積極開展深度學習，培育探究與創(chuàng)新能力

深度學習有助于實現(xiàn)經(jīng)驗與知識的相互轉(zhuǎn)化，有助于真正讓學生成為教學主體，有助于幫助學生對知識進行深度加工，有助于實現(xiàn)知識從結(jié)構(gòu)化向功能化轉(zhuǎn)變，在發(fā)展學生高階思維的同時，有助于實現(xiàn)知識從功能化向素養(yǎng)化轉(zhuǎn)化。教學設(shè)計過程中，多設(shè)計推測反應(yīng)現(xiàn)象或物質(zhì)性質(zhì)、設(shè)計物質(zhì)合成或分離路線、設(shè)計闡釋反應(yīng)機理或總結(jié)規(guī)律、設(shè)計解決復(fù)雜應(yīng)用情境的學術(shù)問題，讓學生在分析解決這些挑戰(zhàn)性問題過程中，將知識與信息深度加工，生發(fā)出新的知識，達到培育學生探究與創(chuàng)新能力的目的。