基于高考評價體系的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的試題研究
——以近三年高考全國I卷的化學(xué)工藝流程題為例

文/ 中山市龍山中學(xué) 李成武

《中國高考評價體系》指出，學(xué)科素養(yǎng)是“學(xué)習(xí)者在面對真實(shí)情境時，能夠合理運(yùn)用科學(xué)的思維方法，整合學(xué)科的相關(guān)知識，運(yùn)用學(xué)科能力，高質(zhì)量地認(rèn)識問題、分析問題、解決問題的綜合品質(zhì)?！被瘜W(xué)工業(yè)流程圖題以工業(yè)生產(chǎn)過程為情境，綜合考查學(xué)生的必備知識和關(guān)鍵能力，全面考查學(xué)科素養(yǎng)，一直是高考全國I 卷中固定的題型之一。該題型難度較大，考生的得分率往往比較低。

一、化學(xué)工藝流程題的特點(diǎn)及考查的知識點(diǎn)

這類題型一般都選擇比較前沿的化工事實(shí)為基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)題目情境，綜合考查考生對元素化合物、化學(xué)反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)等知識的掌握程度。為了適合高中生的認(rèn)知水平，這類題目也體現(xiàn)出了“起點(diǎn)高，落腳點(diǎn)低”的特點(diǎn)，即研究對象往往都是比較新穎的化工事實(shí)，但所設(shè)問的內(nèi)容，基本都是圍繞著高中化學(xué)的內(nèi)容，學(xué)生在答題時，需要通過閱讀，獲取題目中的有效信息，利用信息作答；也需要有良好的學(xué)科素養(yǎng)，即必備的基礎(chǔ)知識和關(guān)鍵能力。近三年考查的知識點(diǎn)見表1。

表1：2018—2020 年高考全國I 卷化學(xué)工藝流程題考查的知識點(diǎn)

從表1 中可以看出方程式（包括化學(xué)方程式、離子方程式）的書寫，每年必考。其次，元素及其化合物的性質(zhì)考查也比較多。實(shí)驗(yàn)條件的控制、離子檢驗(yàn)以及化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素也是?？紝ο?。同時，化學(xué)計(jì)算（Ksp、純度等）、化學(xué)平衡也是考查重點(diǎn)。

二、化學(xué)工藝流程題考查的學(xué)科素養(yǎng)

核心素養(yǎng)考查要求學(xué)生面對創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，能根據(jù)所要考查的化學(xué)知識，解決實(shí)際問題，在能力內(nèi)化和提升中形成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。下面以2018—2020 年化學(xué)工藝流程題分析為例，該題中各小題考查的學(xué)科素養(yǎng)見表2、3、4。

表2：2018 年高考全國Ⅰ卷第27 題考查的學(xué)科素養(yǎng)

表3：2019 年高考全國Ⅰ卷第 26 題考查的學(xué)科素養(yǎng)

表4：2020 年高考全國Ⅰ卷第26 題考查的學(xué)科素養(yǎng)

由表 2、表 3、表 4 分析可知，化學(xué)觀念（基礎(chǔ)性）、思維方法（應(yīng)用性）、實(shí)踐探索（綜合性）這三個學(xué)科素養(yǎng)考查得比較多。下面結(jié)合高考評價體系，以2020 年高考全國I 卷的第26 題進(jìn)行分析：

【試題情境】本題主要是以黏土釩礦制備NH4VO3的工藝流程為載體，在復(fù)雜、陌生的研究對象和問題情境下，體現(xiàn)對元素及其化合物、基本概念、基本理論、物質(zhì)的分離與提純等知識的基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性的考查。

【必備知識】考查的必備知識包括：（1）能夠從流程圖中提取有效信息；（2）在陌生情境下書寫方程式；（3）能夠分析物質(zhì)的轉(zhuǎn)化；（4）溫度對反應(yīng)速率的影響；（5）能夠判斷同離子效應(yīng)對平衡移動的影響。

【關(guān)鍵能力】本題考查的關(guān)鍵能力側(cè)重于理解與辨析、分析與推測、歸納與論證，包括：（1）通過對流程圖和已知信息的閱讀，獲取有關(guān)信息，并進(jìn)行內(nèi)化和遷移，考查理解與辨析能力；（2）通過把問題拆分，考查分析與推測能力；（3）能正確地運(yùn)用化學(xué)術(shù)語進(jìn)行表征的能力，側(cè)重考查具體要求是根據(jù)流程圖中各物質(zhì)的變化過程，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)和實(shí)際操作對問題進(jìn)行分析判斷。

【學(xué)科素養(yǎng)】本體考查的學(xué)科素養(yǎng)側(cè)重于化學(xué)觀念、思維方法、實(shí)踐探索?；瘜W(xué)觀念：能判斷物質(zhì)類型；能分析流程中各物質(zhì)的變化過程；能書寫方程式。思維方法：能根據(jù)流程中分析各物質(zhì)的變化過程，書寫化學(xué)方程式、離子方程式，能分析平衡移動。實(shí)踐探索：能根據(jù)實(shí)際情況，利用實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行探究，能利用流程分析可除去的離子。

三、教學(xué)策略

1.在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，落實(shí)學(xué)科素養(yǎng)，提升學(xué)生獲取信息、加工信息的能力

試題情景往往來自于生產(chǎn)和生活，但都是最新的素材，學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中沒有見過的。試題情境化后要求學(xué)生能從陌生的素材中獲取有用的信息，考查的是信息獲取、加工、遷移能力。這是我們考生較欠缺的一種能力。本來就緊張，面對陌生的情境就更驚慌失措。這就是為什么學(xué)生覺得化工流程題很難，得分率很低的原因。筆者參與2017 年的廣東高考閱卷（考的是全國I 卷），第27 題的全省平均分才2 分多。

2.用三重表征思維方式設(shè)計(jì)教學(xué)，提升學(xué)生的思維方法

化學(xué)三重表征是指宏觀表征、微觀表征、符號表征。在以往的高三復(fù)習(xí)課當(dāng)中，比較注重宏觀現(xiàn)象（反應(yīng)現(xiàn)象）和符號表征（方程式的書寫），不注重結(jié)合微觀來進(jìn)行解析性教學(xué)。學(xué)生大多數(shù)時候只是知其然而不知其所以然，所以一碰到高考真題就應(yīng)付不了，要么做不完，要么發(fā)揮不出應(yīng)有水平。平時的教學(xué)應(yīng)注重三重表征，多開展實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、解析現(xiàn)象、寫出方程式，有助于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)觀念和思維方法，而不是單純地學(xué)知識。要從“知識為本”的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)椤八仞B(yǎng)為本”的教學(xué)，從發(fā)展化學(xué)學(xué)科知識轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

3.加強(qiáng)元素及其化合物的教學(xué)及知識建構(gòu)，落實(shí)化學(xué)觀念

分析歷年的化學(xué)工藝流程題，從中可以發(fā)現(xiàn)試題大多數(shù)考查的是元素及其化合物的知識。試題大多引用化工生產(chǎn)（制備某個物質(zhì)）創(chuàng)設(shè)問題情景，很多是學(xué)生完全陌生的、沒接觸過的。許多涉及元素化合物知識，但實(shí)際上是以元素化合物為載體考查考生對反應(yīng)原理的理解程度和運(yùn)用能力，考生要用已學(xué)知識分析和解答，體現(xiàn)的是證據(jù)觀、模型觀、變化觀、守恒觀等學(xué)科素養(yǎng)。例如，復(fù)習(xí)元素化合物的時候，可以按照以下方法進(jìn)行：（1）建構(gòu)“價—類”二位關(guān)系圖并標(biāo)出圖中物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)學(xué)生自主建構(gòu)與發(fā)展“分類觀”“轉(zhuǎn)化觀”；（2） 運(yùn)用二位關(guān)系圖完成“轉(zhuǎn)化任務(wù)”；（3）從微觀的角度理解、分析酸、堿、鹽在溶液中的化學(xué)行為。