核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高考化學(xué)試題特點(diǎn)及教學(xué)啟示

賴增榮 林紅梁|福建省上杭縣第一中學(xué)

一、核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高考化學(xué)試題特點(diǎn)分析

核心素養(yǎng)導(dǎo)向是《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》提倡的重要理念，高考中的學(xué)科核心素養(yǎng)包括學(xué)習(xí)掌握、思維方法和實(shí)踐探索3 個(gè)一級(jí)指標(biāo)。其中，思維方法是高考化學(xué)試題核心素養(yǎng)考查的關(guān)鍵內(nèi)容之一?！吨袊?guó)高考評(píng)價(jià)體系》將思維方法劃分為3 個(gè)二級(jí)指標(biāo)，包括科學(xué)思維、人文思維和創(chuàng)新思維［1］。而高考化學(xué)試題中所考查的化學(xué)思維方法，則包括宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知三個(gè)方面［2］。下面，筆者以2022年全國(guó)理綜乙卷第26題第（1）小題為例，說明基于思維方法考查的試題特點(diǎn)。

【真題】廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源，通過下（右）圖流程實(shí)現(xiàn)鉛的回收。（注：試題給出了難溶電解質(zhì)PbSO4、PbCO3、BaSO4、BaCO3的溶度積常數(shù)，此處略）

（1）在“脫硫”中PbSO4轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為________，用沉淀溶解平衡原理解釋選擇Na2CO3的原因________。

該題具有如下典型特點(diǎn)。

情境陌生。試題情境一般源于生產(chǎn)生活的實(shí)踐應(yīng)用，彰顯化學(xué)學(xué)科價(jià)值。試題情境的陌生主要表現(xiàn)為物質(zhì)陌生、概念陌生、化學(xué)式陌生、符號(hào)陌生、表征方式陌生、化學(xué)方程式陌生、儀器裝置陌生、設(shè)問陌生等，高考化學(xué)試題要求考生能夠在真實(shí)且陌生的情境中分析問題、解決問題并表達(dá)思維結(jié)果。該題中，鉛膏的組成與性質(zhì)、硫酸鉛脫硫方程式、工藝名稱、生產(chǎn)流程等，對(duì)學(xué)生來說均屬于陌生知識(shí)。

情境復(fù)雜。這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，試題涉及的物質(zhì)體系復(fù)雜。試題往往包含了各類物質(zhì)的反應(yīng)或轉(zhuǎn)化，甚至還隱含了部分化學(xué)反應(yīng)。該題就考查了中學(xué)化學(xué)中常見的各類別物質(zhì)（單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽、常見氧化劑等）的性質(zhì)及其應(yīng)用，流程中的“酸浸”“沉鉛”等也是物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。第二，認(rèn)識(shí)角度寬廣。試題內(nèi)容或問題設(shè)置涉及學(xué)科域、自然域、社會(huì)域等多角度，以全面檢測(cè)學(xué)生的遷移創(chuàng)新能力。該題中“廢舊鉛蓄電池的鉛膏”來源于工農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)生活等社會(huì)域，將其進(jìn)行回收利用可以保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源，又涉及自然域，而試題設(shè)問則主要回歸到學(xué)科域。第三，認(rèn)識(shí)程度深。該題要求學(xué)生既要從定性、宏觀、靜態(tài)、文字等角度認(rèn)識(shí)問題，又要從定量、微觀、動(dòng)態(tài)、符號(hào)等角度分析、解決問題。

融合多種思維方法。試題一般全面考查多種化學(xué)思維方法及其指標(biāo)，學(xué)生需要綜合多種思維方法的各個(gè)維度才能分析解決某一個(gè)問題。如該題中的大多數(shù)任務(wù)就需要學(xué)生綜合應(yīng)用上述三種化學(xué)思維方法，方能順利完成。

該小題第1 問，要求考生寫出“脫硫”中PbSO4轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式，其思維過程如下。

首先，分析各種物質(zhì)在溶液中的各自行為（電離、水解、沉淀溶解平衡等）。PbSO4屬于難溶物，在水中存在溶解平衡；Na2CO3溶于水發(fā)生完全電離。

其次，確定離子之間的反應(yīng)結(jié)果。依據(jù)題給Ksp可知，PbCO3屬于難溶物，且溶解度比PbSO4低，因此當(dāng)上述兩種物質(zhì)在溶液中相遇時(shí)，Pb2+與CO32-結(jié)合形成更加難溶的PbCO3，導(dǎo)致c(Pb2+)減小，從而引起PbSO4溶解平衡向右移動(dòng)，最終轉(zhuǎn)化為PbCO3和SO42-，據(jù)此可以寫出離子方程式：PbSO4+CO32-=PbCO3+SO42-。

該小題第2問思維過程如下。

依據(jù)題意，要解釋選用Na2CO3的原因，這隱含著從定性與定量?jī)蓚€(gè)維度進(jìn)行回答的要求，即選用Na2CO3能否實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化以及能否完全轉(zhuǎn)化？

首 先，由 題 給Ksp(PbCO3)=7.4×10-14和Ksp(PbSO4)=2.5×10-8可知，前者小于后者且兩種難溶物的組成形式相同（AB 型），依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化原理可判斷，選用Na2CO3能實(shí)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化。

其次，需從定量視角（如反應(yīng)平衡常數(shù)K）論證沉淀能否完全轉(zhuǎn)化。依據(jù)已學(xué)知識(shí)，若K>1×10-5，則可認(rèn)為反應(yīng)完全。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K≈3.4×105>105，說明可以轉(zhuǎn)化得比較徹底，且轉(zhuǎn)化后生成的PbCO3可由酸浸進(jìn)入溶液中，這能減少鉛的損失。

上述分析過程，涉及對(duì)宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知等多種思維方法的考查。

二、培養(yǎng)化學(xué)思維方法的策略

培養(yǎng)化學(xué)思維方法，可從教師和學(xué)生兩個(gè)層面展開，以下分別闡述。

（一）教師層面

1.精準(zhǔn)定位教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)直接影響教學(xué)設(shè)計(jì)以及教學(xué)行為，因此教師在制訂教學(xué)目標(biāo)時(shí)應(yīng)將思維方法的培養(yǎng)列入關(guān)鍵內(nèi)容。例如魯科版普通高中教科書《化學(xué)》（以下簡(jiǎn)稱“魯科版《化學(xué)》”）必修第一冊(cè)第1 章第2 節(jié)《研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序》中的“氯氣的性質(zhì)”，除了介紹氯氣性質(zhì)的知識(shí)外，更承載了研究物質(zhì)性質(zhì)的程序建構(gòu)與體驗(yàn)功能。學(xué)生既要學(xué)習(xí)氯氣、次氯酸、次氯酸鹽的性質(zhì)，更要通過有關(guān)氯氣性質(zhì)的探究過程，學(xué)會(huì)研究物質(zhì)性質(zhì)的程序和方法，并在研究過程中培養(yǎng)化學(xué)思維方法。如果只是強(qiáng)化氯氣及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用，并不斷進(jìn)行練習(xí)鞏固，卻只字不提對(duì)氯氣性質(zhì)的研究程序與方法以及思維方法的培養(yǎng)，就嚴(yán)重脫離了課標(biāo)要求和教材設(shè)計(jì)意圖。

要準(zhǔn)確定位教學(xué)目標(biāo)，教師首先應(yīng)認(rèn)真研讀《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱“《課程標(biāo)準(zhǔn)》”）。《課程標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了高中化學(xué)課程學(xué)習(xí)應(yīng)該達(dá)到的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，包括學(xué)業(yè)要求、學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)等。學(xué)業(yè)要求主要基于某一主題中具體內(nèi)容學(xué)習(xí)后應(yīng)達(dá)到的要求，學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與學(xué)科核心素養(yǎng)則主要基于高中課程學(xué)習(xí)后的總體要求。教師應(yīng)在整體把握《課程標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上，落實(shí)好各階段教學(xué)目標(biāo)以及課時(shí)教學(xué)目標(biāo)。其次，高考評(píng)價(jià)體系、化學(xué)命題標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)選考化學(xué)的學(xué)生的考試要求，在針對(duì)此類學(xué)生的教學(xué)尤其是復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師應(yīng)特別關(guān)注這二者的要求，并將之貫穿到教學(xué)中。再次，歷年高考試題是對(duì)高考評(píng)價(jià)體系及命題要求的詮釋，通過研究歷年高考試題的內(nèi)容與要求，教師能更加清晰地了解高考評(píng)價(jià)體系的理念與要求，從而指導(dǎo)高考復(fù)習(xí)教學(xué)。最后，高考評(píng)價(jià)報(bào)告主要闡述當(dāng)年考生對(duì)高考試題的答題情況及應(yīng)答水平，能很好地反映當(dāng)年考生的整體水平及其在知識(shí)、能力、素養(yǎng)等方面存在的主要問題，這為不斷提升教學(xué)成效提供了極具針對(duì)性的導(dǎo)向。

根據(jù)以上分析，筆者明確了制訂高考化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)目標(biāo)的基本流程（詳見圖1）。

圖1 制訂高考化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)目標(biāo)的基本流程

2.基于情境開展教學(xué)

化學(xué)思維方法不是陳述性知識(shí)，而是程序性知識(shí)（或元認(rèn)知知識(shí)），因此通過講授或機(jī)械記憶無法形成思維方法，更不能提升應(yīng)用思維方法的水平。在特定情境中解決問題、完成任務(wù)的能力和品質(zhì)的素養(yǎng)，并不能脫離情境而習(xí)得［3］。它必須在面對(duì)真實(shí)具體問題情境時(shí)，通過分析問題、解決問題的過程才能形成和發(fā)展。因此在教學(xué)中，教師應(yīng)具有不斷創(chuàng)設(shè)真實(shí)且富有價(jià)值的情境，并從不同視角提出問題的能力。這可以有效引導(dǎo)學(xué)生分析并解決問題，使學(xué)生形成思維方法，進(jìn)而達(dá)到程序化、自動(dòng)化的水平。

依據(jù)問題的來源，情境可以分為日常生活情境、生產(chǎn)環(huán)保情境、學(xué)術(shù)探索環(huán)境、實(shí)驗(yàn)探究情境和化學(xué)史料情境［4］；而依據(jù)情境的復(fù)雜程度不同，則可以將情境劃分為簡(jiǎn)單情境、綜合情境、應(yīng)用性情境和開放性情境［5］。下面，筆者以魯科版《化學(xué)》必修第二冊(cè)第1章“微項(xiàng)目”板塊中的“碘的提取”內(nèi)容為例，對(duì)不同復(fù)雜程度的情境及思維方法的要求作分析（詳見表1）。

表1 不同復(fù)雜程度的情境及思維方法要求分析

在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)依據(jù)教學(xué)目標(biāo)的不同，來選擇不同復(fù)雜程度的情境，以達(dá)到提升相應(yīng)思維水平的實(shí)效。

3.提升自身的“題能力”

“題能力”指教師把握試題或習(xí)題的能力，包括做題、選題、講題、改題、命題和評(píng)題等多個(gè)方面。習(xí)題教學(xué)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)必不可少的環(huán)節(jié)，教師應(yīng)該不斷提升“題能力”，選擇有價(jià)值的習(xí)題讓學(xué)生獨(dú)立思考，發(fā)揮講評(píng)效益，提升習(xí)題教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，教師應(yīng)善于改編或命制試題，這一方面可以提升自身的專業(yè)能力，另一方面可以為學(xué)生提供有針對(duì)性的、使學(xué)習(xí)效率更高的習(xí)題。這樣，既能減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，又能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，從而實(shí)現(xiàn)“減負(fù)增效”。

（二）學(xué)生層面

1.掌握必備知識(shí)

知識(shí)學(xué)習(xí)的最高層次是將知識(shí)轉(zhuǎn)化為思維方法，而必備知識(shí)是形成關(guān)鍵能力、思維方法的基礎(chǔ)。因此，融會(huì)貫通中學(xué)化學(xué)的必備知識(shí)，可以為思維方法的培養(yǎng)提供保障。學(xué)生在知識(shí)掌握的過程中需要跨越學(xué)科邏輯與心理邏輯之間的鴻溝，將科學(xué)家或教師的間接經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為自身經(jīng)驗(yàn)［6］。必備知識(shí)的掌握程度可以從知識(shí)的內(nèi)化與外化兩個(gè)維度來表征或評(píng)價(jià)。

（1）知識(shí)內(nèi)化

知識(shí)內(nèi)化指對(duì)所學(xué)的相關(guān)知識(shí)能否達(dá)到結(jié)構(gòu)化、語言化、方法化（知識(shí)學(xué)習(xí)的最高層次）的狀態(tài)。下面，筆者以魯科版《化學(xué)》選擇性必修1第3章第2節(jié)中的“鹽類水解”內(nèi)容為例說明。

①知識(shí)結(jié)構(gòu)化。知識(shí)結(jié)構(gòu)化指與某一核心概念或原理相關(guān)聯(lián)的知識(shí)，按照一定邏輯形成一個(gè)認(rèn)識(shí)體系。新課學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)往往是進(jìn)行零碎的、進(jìn)階式的學(xué)習(xí)。因此在教學(xué)過程中，教師必須隨著學(xué)段的上升，使這些知識(shí)逐步結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，從而將不同單元、不同模塊的知識(shí)貫通起來。如鹽類水解相關(guān)知識(shí)達(dá)到結(jié)構(gòu)化的特征過程可以這樣表述。

鹽類溶于水，電離什么離子→哪些離子能水解→離子水解的結(jié)果→水解程度的定性、定量描述方式→水解平衡移動(dòng)方向及移動(dòng)結(jié)果→預(yù)測(cè)鹽溶液可能有的性質(zhì)→有何應(yīng)用（分析問題、解決問題）。

②知識(shí)語言化。知識(shí)語言化指能用正確的化學(xué)語言表述核心概念的內(nèi)涵。如鹽類水解離子方程式、鹽溶液中存在的定量關(guān)系表述（水解常數(shù)、電荷守恒、元素守恒、水解百分率等）、鹽類水解的速率、限度、平衡移動(dòng)，以及難溶鹽溶解平衡（溶度積常數(shù)、沉淀溶解、沉淀形成條件）有關(guān)表征及應(yīng)用等。

③知識(shí)方法化。知識(shí)學(xué)習(xí)理解的最高層次就是將知識(shí)轉(zhuǎn)化為思維方法。比如鹽類水解知識(shí)體系最終達(dá)成的思維方法就是，能正確判斷或預(yù)測(cè)鹽溶液的性質(zhì)，解釋鹽溶液中發(fā)生的反應(yīng)及其所表現(xiàn)的宏觀現(xiàn)象。

（2）知識(shí)外化

如果能將所學(xué)知識(shí)、技能從熟悉情境遷移到陌生情境，將簡(jiǎn)單情境遷移到復(fù)雜情境，將封閉情境遷移到開放情境，并能對(duì)問題進(jìn)行分析和解決，那么知識(shí)就達(dá)到了外化的要求。

例如：依據(jù)CH3COONa 的水解分析思路，能分析任意一種弱酸強(qiáng)堿鹽的水解，說明學(xué)生能從熟悉情境遷移到陌生情境；從會(huì)分析單一鹽類水解，到能分析多種鹽水解（醋酸鈉、碳酸鈉混合溶液中的水解情況分析，氯化銨與醋酸鈉混合溶液中的水解情況分析），說明能從簡(jiǎn)單情境遷移到復(fù)雜情境；從會(huì)分析熱純堿溶液可以去油污的原理，到能利用鹽類水解原理設(shè)計(jì)方案除去MgCl2溶液中存在的少量FeCl3，說明學(xué)生能從封閉情境遷移到開放情境。

教學(xué)中，教師應(yīng)依據(jù)知識(shí)內(nèi)化與外化的具體體現(xiàn)，有意識(shí)地設(shè)計(jì)問題，診斷并發(fā)展學(xué)生的知識(shí)內(nèi)化與外化水平，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣和思維方法。

2.建構(gòu)認(rèn)識(shí)思路

認(rèn)識(shí)思路指面對(duì)陌生情境，如何調(diào)用已有知識(shí)分析和解決真實(shí)的問題。它主要包括認(rèn)識(shí)角度、認(rèn)識(shí)程序（方向）、認(rèn)識(shí)深度三個(gè)方面，我們也可以將其簡(jiǎn)單理解為“從什么角度想”“怎樣想”“想到什么程度”三個(gè)方面，這也是解決問題的基本思維方法。在平時(shí)的教學(xué)過程中，學(xué)生不但要掌握必備知識(shí)，更重要的是要通過知識(shí)的學(xué)習(xí)及其產(chǎn)生過程，提煉認(rèn)識(shí)問題的基本思路，不斷提升思維水平。

例如對(duì)“CO2通入CaCl2溶液中，能否產(chǎn)生沉淀”這一問題，可以有如下認(rèn)識(shí)思路。

【認(rèn)識(shí)角度】

對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分析，抽出問題涉及的知識(shí)歸屬，找出解決問題的角度。該例屬于難溶電解質(zhì)溶解平衡問題，應(yīng)該通過沉淀形成的條件進(jìn)行分析。

【認(rèn)識(shí)程序】

分析電解質(zhì)在水溶液中行為的基本程序如下。

（1）分別分析單一電解質(zhì)在溶液中可能存在的行為（電離、水解、平衡）。

①CO2溶于水產(chǎn)生碳酸，碳酸發(fā)生電離：H2CO3?HCO3-+H+HCO3-?CO32-+H+。

②CaCl2溶液中存在電離平衡：CaCl2?Ca2++2Cl-。

③水的電離平衡：H2O?H++OH-。

因此溶液中存在的陽離子為Ca2+、H+；陰離子為Cl-、HCO3-、CO32-、OH-。

（2）將多種電解質(zhì)溶液混合后，哪些離子之間能發(fā)生作用？判據(jù)是什么？離子濃度的影響因素有哪些？作用結(jié)果如何？

依據(jù)上述溶液中的離子情況，Ca2+與CO32-有可能發(fā)生作用形成沉淀，但必須依據(jù)離子濃度積Q(CaCO3)與Ksp(CaCO3)的相對(duì)大小進(jìn)行判斷。溶液中Ca2+、CO32-的濃度與溶液濃度有關(guān)，為了說明不會(huì)產(chǎn)生沉淀，必須尋找它們的最大值。室溫下，我們可由飽和H2CO3溶液的pH=3.7，算出c(CO32-)=1×10-10.33，由CaCl2的溶解度為74.5g，算出飽和溶液中c(Ca2+)=6.05mol·L-1，進(jìn)而算出離子濃度積Q(CaCO3)=6.05×1×10-10.33

【認(rèn)識(shí)深度】

分析問題、解決問題需要具有一定的深刻性。教師要引導(dǎo)學(xué)生從宏觀到微觀、從定性到定量、從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從孤立到聯(lián)系地進(jìn)行思考，使其認(rèn)識(shí)問題的深度不斷增加、解決問題的能力與水平逐漸上升，最終得出更加可靠的結(jié)論。這一案例涉及微觀、定量、動(dòng)態(tài)、聯(lián)系等各方面的思想方法，具有較強(qiáng)的代表性。

3.體驗(yàn)思維方法的應(yīng)用

教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析典型試題，挖掘隱含的思維方法，使其通過深度剖析，明確化學(xué)思維方法在試題中的具體要求，進(jìn)而提升應(yīng)用思維方法的水平。下面，筆者以2022年全國(guó)高考理綜乙卷第36 題（節(jié)選）為例，展示學(xué)生對(duì)證據(jù)推理與模型認(rèn)知這一思維方法在試題中考查要求的分析。

a.含有一個(gè)苯環(huán)和三個(gè)甲基；

b.與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳；

c.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，不能發(fā)生水解反應(yīng)。

該題主要考查證據(jù)推理與模型認(rèn)知思維方法的應(yīng)用水平。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生經(jīng)充分討論，一致認(rèn)為分析指定條件的同分異構(gòu)體數(shù)目，其基本思維過程為：分析分子→推測(cè)碎片→重組分子（詳見表2）。

表2 分析指定條件的同分異構(gòu)體數(shù)目的基本思維過程

剖析高考試題的另一個(gè)意義是，學(xué)生可以體驗(yàn)化學(xué)思維方法在試題中的體現(xiàn)方式，進(jìn)而能夠理解思維方法的意義、價(jià)值。這有利于學(xué)生找到學(xué)科知識(shí)與思維方法的結(jié)合點(diǎn)，從而拓寬思維方法的培養(yǎng)路徑。

綜上，在化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)全面領(lǐng)悟《課程標(biāo)準(zhǔn)》和評(píng)價(jià)體系的內(nèi)涵，對(duì)照高考試題的具體內(nèi)容，體會(huì)核心素養(yǎng)的考查要求與考查形式，并在核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)的基礎(chǔ)上，選擇真實(shí)復(fù)雜的情境，設(shè)置學(xué)科高級(jí)思維活動(dòng)，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的過程中，提煉解決問題的通識(shí)通法，將已有知識(shí)遷移應(yīng)用到新的情境中，從而實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效的目標(biāo)，有效發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。□◢