高中化學(xué)原創(chuàng)試題建構(gòu)的實(shí)踐和思考

叢高

摘要：從“立意與情境”“試題與答案”“評卷與反思”等維度闡述原創(chuàng)題能有效地測試學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，展示立意、情境、設(shè)問等試題要素，提供命制原創(chuàng)題的一般思路，以幫助老師完成從經(jīng)驗(yàn)命題走向理性命題，最終走上科學(xué)命題的道路。關(guān)鍵詞：“教、學(xué)、評”;核心素養(yǎng);模型認(rèn)知;學(xué)科理解

文章編號：1008-0546（2021）05-0083-03中圖分類號：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.05.021

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中明確提出“實(shí)施'教、學(xué)、評'一體化，有效開展化學(xué)日常學(xué)習(xí)評價”，結(jié)合學(xué)業(yè)水平考試命題原則——“以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為測試宗旨”⑴，那么擺在我們面前有兩個現(xiàn)實(shí)的問題：如何在平常的教學(xué)中有效落實(shí)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)？又如何在紙筆測試中有效測試學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)？本文就第二個問題，以我縣本屆高三期初學(xué)情檢測（9月1-20）化學(xué)卷的第18題（化學(xué)反應(yīng)原理綜合題）為例，談?wù)劯咧谢瘜W(xué)老師通過原創(chuàng)試題測試學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的嘗試，以期拋磚引玉。

一、立意與情境

化學(xué)與STSE密不可分，科技的進(jìn)步、社會的發(fā)展無不彰顯化學(xué)學(xué)科的價值，因此，原創(chuàng)題應(yīng)當(dāng)追求學(xué)科育人價值的命題立意。本題選取北大核心期刊《動力工程學(xué)報》《化工環(huán)?！返瓤蒲谐晒撐淖鳛樵囶}素材，讓學(xué)生感悟化學(xué)在“脫硫、脫硝”等環(huán)境領(lǐng)域的重要運(yùn)用。之所以選擇協(xié)同脫硫脫硝作為情境，也是因?yàn)椤懊摿?、脫硝”是江蘇卷的熱詞，近十年來的考查情況見表1，可見重現(xiàn)率高達(dá)60%。

“以真實(shí)情境為測試載體”是原創(chuàng)試題的又一個命題原則?！皩W(xué)生素養(yǎng)體現(xiàn)在真實(shí)情境中解決實(shí)際問題的過程中，因此情境素材是素養(yǎng)考查的關(guān)鍵要素”⑵。該題以文獻(xiàn)真實(shí)的煙氣處理——“在鼓泡反應(yīng)裝置中進(jìn)行了 MgO為吸收區(qū)吸收劑、NaCIO2為氧化區(qū)吸收劑的脫硫脫硝實(shí)驗(yàn)”⑶為背景，問題設(shè)置圍繞硫、氮和氯化合物的轉(zhuǎn)化、反應(yīng)熱、氧化還原反應(yīng)原理、化學(xué)反應(yīng)條件的控制等，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科知識的“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”，考查學(xué)生對陌生信息的獲取和加工能力，以及在復(fù)雜化學(xué)事實(shí)中運(yùn)用化學(xué)基本原理分析、解決問題的能力，最大限度體現(xiàn)“情境”“問題”“知識”共同服務(wù)于核心素養(yǎng)的檢測。

作家毛姆（英）曾說過：“對于詩人和圣徒來說，只要每天在瀝青路面上辛勤澆水，總有一天會長出美麗的百合花來”。從這個意義上講，素材的收集、篩選、積累和整理等長期不懈的工作，對命題者而言至關(guān)重要。

二、試題與答案

試題18：（12分）煙氣的主要污染物為SO2和NO、（煙氣中90%以上的NO、以NO的形式存在）。一種基于吸收劑分區(qū)的同時脫硫脫硝的反應(yīng)裝置如圖1所示。一段時間后，檢測儀I檢測到反應(yīng)的主要產(chǎn)物是含硫化合物，檢測儀n檢測到反應(yīng)的主要產(chǎn)物是含氮化合物。

（1）當(dāng)觀察到反應(yīng)器I中懸濁液變澄清時，反應(yīng)的離子方程式為▲。MgO吸收劑幾乎不能脫硝的原因是▲。

（2）水吸收NOx的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：

（3）反應(yīng)器II中能提高煙氣中NO、去除率的措施有▲（填字母）。

A.保持高速通入煙氣

B.保持反應(yīng)器高溫

C.保持適宜的進(jìn)氣深度

D.增加NaCIO2的濃度

（4）已知：HC1O2極不穩(wěn)定，會分解產(chǎn)生C1O2和 CI2O其他條件相同，脫硝效率隨NaCIO2溶液初始pH （用稀鹽酸調(diào)節(jié)）的變化如圖2所示。

②pH過高，脫硝效率偏低;pH過低，NaCIO2會轉(zhuǎn)變?yōu)闃O不穩(wěn)定的HCIO2分解，影響脫硝（或pH過低，會加劇對脫除系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕等合理均可）。

三、評卷與反思

1.數(shù)據(jù)分析對命題的啟示

本次參加化學(xué)測試的學(xué)生為1072 A （其中約200多人為江蘇省教育廳出臺再選科目保障機(jī)制后從其他選科改選化學(xué)的），該題各小題得分情況參見表2， 其中A等級學(xué)生比例劃定為25%（2021屆江蘇省再選科目A等級學(xué)生比例劃定為15%）。

可見，全體學(xué)生的難度與2018.2019年第20題（化學(xué)反應(yīng)原理綜合題）的難度相接近，且從A等級學(xué)生難度可以看出該題對于第一層的學(xué)生有較高的區(qū)分度，達(dá)到了鑒別功能（盡管我們平時測試的功能與咼考試題不同，更多承載的是診斷而不是區(qū)分）。但第（1）小題的第一空得分率太過偏低，說明該問題的設(shè)置不夠科學(xué)，從閱卷現(xiàn)場反饋的情況看，全縣只有近20人將該反應(yīng)的離子方程式寫對，具體原因分析見下文，但從科學(xué)命題的要求來看，今后命題要力戒此類經(jīng)驗(yàn)式命題。

從圖3的正態(tài)曲線分布圖看，大多數(shù)學(xué)生得分在5?8之間，說明該題具有適中的難度。按照區(qū)分度計(jì)算公式：D=（P1-P2）/12（P1.P2分別為高分組、低分組的平均分），該題區(qū)分度達(dá)到0.62，與表2的分析結(jié)果基本一致。但特高分段（11?12分）人數(shù)較少，這和第（1）小題的離子方程式只有很少數(shù)學(xué)生答對有關(guān)，而低分?jǐn)?shù)段（0?2分）人數(shù)較多呈現(xiàn)較高“長尾”狀，應(yīng)該是和前文分析的200多個后選生有關(guān)，所以曲線整體呈現(xiàn)微負(fù)偏態(tài)。

2.閱卷反饋對原創(chuàng)題的訴求

（1）考查學(xué)科知識的同時，表現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)水平從學(xué)生答題的情況看，該題第（2）小題的得分率較高，說明學(xué)生對蓋斯定律掌握較好，同時也反映！11學(xué)生通過熱化學(xué)方程式的相關(guān)處理來解決反應(yīng)焙變的計(jì)算的思維模型已具備，即有一定的“模型認(rèn)知”素養(yǎng)。

從第⑴小題第一空常見錯誤來看，說明學(xué)生不清楚MgSO3、Mg（HSO3）2的溶解性。另外不排除對題干中“懸濁液變澄清”的“宏觀辨識”仍不具備從“微觀探析”來思考。

該題第（3）小題的得分率也較低，特別是很多學(xué)生誤選B，只簡單、片面地認(rèn)為升高溫度加快反應(yīng)速率，而忽視升高溫度對氣體溶解度的影響，說明在考慮影響反應(yīng)速率和限度的因素——溫度時，還不能辯證、全盤考慮。如果配上原文獻(xiàn)中溫度對脫硝效率的影響坐標(biāo)圖，再考查選擇適宜溫度的原因，相信絕大多數(shù)學(xué)生會從“正”“反”兩個角度來思考?？紤]到后面第（4）小題中脫硝效率與NaCIO2溶液初始pH的關(guān)系考查的空間更大，也因?yàn)檫@兒“溫度”這個考點(diǎn)更隱蔽，結(jié)果部分學(xué)生中招。如果說起始年級階段的教學(xué)在于形成知識點(diǎn)、線、面，那么后期教學(xué)評價測試要逐步上升到整個知識網(wǎng)絡(luò)及其科學(xué)的認(rèn)知方法。本題第（3）、（4）小題中有關(guān)反應(yīng)條件控制的學(xué)科核心素養(yǎng)水平測試要求達(dá)到新課標(biāo)學(xué)業(yè)質(zhì)量水平中質(zhì)量描述的4-2，即“變化觀念與平衡思想”的第4級。

（2）豐富信息呈現(xiàn)方式，理性調(diào)控試題難度

盡管題干反復(fù)進(jìn)行信息提示：“吸收劑分區(qū)”“檢測儀I、II檢測到的產(chǎn)物分別為含硫化合物和含氮化合物”，但不少學(xué)生仍不能轉(zhuǎn)化為如下的理解：反應(yīng)器 I主要吸收SO2、反應(yīng)器n主要吸收NO、，表現(xiàn)在第⑴問的離子方程式書寫中還出現(xiàn)了含氮化合物。如果在離子方程式前加上“主要反應(yīng)”可能正確率會好很多。這可能還和部分學(xué)生對“NO、”的性質(zhì)記憶不清有關(guān)，又或存在如下認(rèn)識誤區(qū)：和水的反應(yīng)是完全反應(yīng)且轉(zhuǎn)化率很高（排除一部分學(xué)生對文字信息“煙氣中90%以上的NO、以NO的形式存在”視而不見），這也是閱卷時與部分老師的交談中反饋的一個很重要的原因。再結(jié)合前期命題制卷過程中審題老師試做的反饋，此題難度較大，主要是試題信息的呈現(xiàn)方式處在試題難易影響因素的較高維度，試題旨在發(fā)揮一架望遠(yuǎn)鏡之功效——眺望學(xué)習(xí)的潛能。

從“學(xué)科語言”的角度來說，應(yīng)力求表達(dá)精準(zhǔn)到位，無歧義且語感要好，便于學(xué)生對試卷語言文字的分析、理解、體會和吸收，這也正是部分命題專家把“純文字”表現(xiàn)形式作為影響試題難度因素——信息呈現(xiàn)方式（純文字、坐標(biāo)圖、裝置圖和表格、流程圖）中的重要要素的原因⑷。這很可能是第（1）小題離子方程式得分率特低的另一個原因。

（3）深刻學(xué)科理解，發(fā)展學(xué)科能力

從“學(xué)科理解”的深刻性來看，之所以選擇“吸收劑分區(qū)吸收”，說明如果將煙氣通過MgO懸濁液和NaClO2的混合漿液效果并不理想，但這其中的原因還涉及到反應(yīng)競爭的問題和NO，與氧化劑之間的反應(yīng)存在較強(qiáng)的競爭關(guān)系），特別是在面對有些文獻(xiàn)素材涉及綜合熱力學(xué)化學(xué)和動力學(xué)化學(xué)才能解決的問題時，命題者要做到“有所為和有所不為”，本著以人為本的理念，既要尊重學(xué)生的現(xiàn)有認(rèn)知水平，又要遵循學(xué)科知識的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，并發(fā)揮教學(xué)導(dǎo)向功能——將學(xué)生知識背景尚不足以深入的問題應(yīng)用于研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)，為學(xué)生“開個窗口”，以給學(xué)生今后的學(xué)習(xí)留有發(fā)展空間。

盡管原創(chuàng)試題如何有效測試和反映學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)水平的研究還僅僅是冰山一角，但這必將倒逼中學(xué)化學(xué)老師走出“刷題”應(yīng)試的課堂教學(xué)，也必將催生更多以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為宗旨的有效課堂教學(xué)變革，從而為學(xué)生的終身發(fā)展奠基。

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