素養(yǎng)立意的義務(wù)教育化學學業(yè)水平考試試題研究

摘要：通過題例分析了素養(yǎng)立意的試題命制特征及其關(guān)鍵能力的考查情況。對義務(wù)教育學業(yè)水平考試命題進行兩點反思：一是要融通義務(wù)教育化學課程標準中的學業(yè)質(zhì)量與素養(yǎng)要求，二是要明晰素養(yǎng)立意下關(guān)鍵能力的考查路徑。關(guān)鍵詞：命題；素養(yǎng)立意；關(guān)鍵能力義務(wù)教育階段學業(yè)水平考試的命題原則是堅持核心素養(yǎng)立意［1］。素養(yǎng)立意試題是對素養(yǎng)導向的化學課程學業(yè)質(zhì)量的全面考查。素養(yǎng)立意試題著重關(guān)鍵能力的考查，關(guān)鍵能力考查體現(xiàn)于真實情境的問題解決。一道好題應(yīng)符合試題所要求的科學規(guī)范，并滿足服務(wù)選才和實現(xiàn)教學引領(lǐng)的基本功能。本文以2023年連云港市學業(yè)水平考試第38題（下稱“本題”）為例，說明試題命制流程思路、問題結(jié)構(gòu)設(shè)置以及素養(yǎng)能力考查表現(xiàn)，從中反思獲得化學試題研制的相關(guān)啟示。1試題命制1.1命制流程《義務(wù)教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“課標”）中給出了具體試題命制可遵循的流程，如圖1所示。確定評價要求包括明確考試的類別和水平，以及測試所要達到的素養(yǎng)目標和能力要求。由此創(chuàng)設(shè)真實情境，需查閱相關(guān)文獻資料選擇情境素材，深度挖掘素材亮點所承載的必備知識與關(guān)鍵能力。設(shè)計測試任務(wù)就是要形成實際問題，并優(yōu)化修改問題的呈現(xiàn)樣貌。最后是依據(jù)評價目標制定好評分標準。1.2命制思路課標在“目標要求”中指出，能通過實例認識物質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用關(guān)系，形成合理應(yīng)用物質(zhì)的意識；能從物質(zhì)及其變化的視角初步分析、解決一些與化學相關(guān)的簡單實際問題，發(fā)展辯證唯物主義世界觀［2］。在“學業(yè)質(zhì)量”中指出，在認識物質(zhì)的組成、性質(zhì)以及分析相關(guān)實際問題的情境中，運用質(zhì)量分數(shù)表示混合物體系中物質(zhì)的成分；能通過溶解度和溶解曲線描述物質(zhì)的溶解程度，能感受物質(zhì)的多樣性，了解物質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用與日常生活的密切關(guān)系，認識化學科學對解決實際問題的重要意義［3］。以某種具體物質(zhì)為情境展開的實驗探究一般可以從物質(zhì)外部特征（顏色、狀態(tài)、溶解性等物理性質(zhì)和變化）→根據(jù)組成預(yù)測可能發(fā)生的化學變化→設(shè)計實驗觀察現(xiàn)象驗證預(yù)測→對出現(xiàn)的異常提出新問題→解釋和結(jié)論?；谝陨险J識，通過查閱資料，本命題小組決定以“氯化鈣除濕劑”［4］為素材命制試題。資料論文在項目任務(wù)實施中，將溶解與結(jié)晶、離子檢驗、電離平衡、鹽類水解、依據(jù)熱失重曲線對物質(zhì)進行定性定量分析等知識融合，滲透變化觀、微粒觀、平衡觀等學科觀念。命題組對該素材進行精致加工，對照課標要求和學業(yè)質(zhì)量水平，建構(gòu)試題框架邏輯，進行問題編排，制定參考答案。1.3原題呈現(xiàn)常見的氯化鈣產(chǎn)品有無水CaCl2和CaCl2·xH2O（x=1、2、4、6），除CaCl2·6H2O不具有吸水性外，其他均具有吸水性，可作除濕劑。（1）不同溫度下，CaCl2在水中的溶解度如下表：①30℃時，飽和CaCl2溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為

。②低溫下從飽和CaCl2溶液中析出的晶體的化學式為

。（2）針對某氯化鈣除濕劑，興趣小組進行如下實驗：步驟一：取適量氯化鈣除濕劑于燒杯中，加水溶解配成飽和溶液，觸摸燒杯壁，感覺熱，靜置一段時間后恢復至室溫。步驟二：取少許步驟一所得溶液于試管中，滴加AgNO3溶液，有白色沉淀生成。步驟三：取少許步驟一所得溶液于另一試管中，滴加飽和NaHCO3溶液，有白色沉淀和無色氣體產(chǎn)生。①由步驟一中的實驗現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是

。②寫出步驟二中反應(yīng)的化學方程式：

。③根據(jù)步驟三，可用飽和CaCl2溶液鑒別飽和NaHCO3和飽和Na2CO3溶液的理由是

。（3）為測定某氯化鈣除濕劑（含CaCl2·2H2O和少量NaCl）中CaCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)，興趣小組進行了如下實驗：稱量mg樣品置于坩堝中加熱，測得固體質(zhì)量隨溫度升高的變化曲線如下圖所示。加熱過程中NaCl、CaCl2既不熔化也不分解。固體質(zhì)量隨溫度變化曲線①T℃后，繼續(xù)升溫固體的質(zhì)量保持不變。樣品中CaCl2·2H2O（相對分子質(zhì)量為147）的質(zhì)量分數(shù)表達式為

（用含m、n的代數(shù)式表示）。②有同學認為用上述方法會導致測定結(jié)果偏高，理由是

。參考答案：（1）①50%②CaCl2·6H2O（2）①氯化鈣除濕劑溶于水時放出熱量②CaCl2+2AgNO3Ca（NO3）2+2AgCl↓③CaCl2溶液與Na2CO3溶液反應(yīng)時無氣體產(chǎn)生（3）①49（m-n）12m×100%②除濕劑吸收了空氣中的水（或“加熱過程中，坩堝中有固體飛濺出來”等。）2試題分析2.1素養(yǎng)立意素養(yǎng)立意的試題考查重點不是學生擁有的知識技能狀況，而是學生運用必備知識解決問題的能力，以及該過程中表現(xiàn)出來的態(tài)度責任。氯化鈣在義務(wù)教育階段教材中涉及不多，也沒有結(jié)晶水合物知識介紹，對學生來說是較為復雜的陌生物質(zhì)。本題以氯化鈣除濕劑為情境，屬于學術(shù)探究情境。通過探究其溶解、結(jié)晶、組成及純度分析，重點考查如下內(nèi)容：現(xiàn)象解釋、溶解度與溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)換算、溶液中離子檢驗方法、基于熱失重曲線分析物質(zhì)組成的方法、誤差分析等。目標是深化對溶液、結(jié)晶等概念原理的理解，學會實驗數(shù)據(jù)處理、實驗方案設(shè)計和評價，培養(yǎng)學生從圖表中獲取信息、從不同角度分析問題的能力，發(fā)展復雜推理、系統(tǒng)探究等高階思維，提升化學觀念、科學思維、科學探究等核心素養(yǎng)。素養(yǎng)立意的試題還要激發(fā)學生對化學物質(zhì)世界的好奇心、探究欲，培養(yǎng)嚴謹求實、大膽質(zhì)疑的科學精神。該試題設(shè)問不僅關(guān)注任務(wù)的價值導向，追求考查學生的思維能力水平，更關(guān)注探究結(jié)果的價值意義。本題的情境問題任務(wù)與價值意義導向如表1所示。2.2關(guān)鍵能力關(guān)鍵能力考查聚焦在以下三點：一是注重試題情境設(shè)計。從日常生活、生產(chǎn)實踐、科學研究中選材創(chuàng)設(shè)情境，考查學生分析解決實際問題的能力，實現(xiàn)從“做題解題”到“解決問題”的轉(zhuǎn)變；二是創(chuàng)新信息呈現(xiàn)方式。豐富問題考查角度，要求學生多角度多層次認識理解相關(guān)知識原理；三是關(guān)注思維運演質(zhì)量。增強試題的開放度，激勵學生運用創(chuàng)造性、發(fā)散性思維分析解決問題，激發(fā)學生創(chuàng)新意識，實現(xiàn)引導改變追求標準答案固化答題套路的教學模式［5］。2.2.1信息獲取與加工能力本題涉及的信息類型、內(nèi)容解讀及獲取加工運用情況，如表2所示。通過信息的獲取與加工，能直接解決問題（1）①和（2）①。2.2.2邏輯推理與論證能力邏輯推理與論證是科學思維的核心主旨，主要包括分析推測能力和歸納論證能力。分析推測能力主要指基于對化學反應(yīng)規(guī)律的認識，運用比較分類的方法，預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)和可能發(fā)生的反應(yīng)及產(chǎn)物；根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)或反應(yīng)現(xiàn)象等，判斷物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征；結(jié)合化學反應(yīng)原理，推測簡單反應(yīng)的過程和機理。如第（2）②，CaCl2溶液中滴加AgNO3溶液，有白色沉淀生成，首先要分析白色沉淀是什么，然后根據(jù)復分解反應(yīng)規(guī)律確定另一種產(chǎn)物，再根據(jù)化學方程式書寫規(guī)則得出：CaCl2+2AgNO32AgCl↓+Ca（NO3）2。歸納論證能力主要指認識不同呈現(xiàn)方式的數(shù)據(jù)和信息，利用數(shù)學方法對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，推導化學參數(shù)以及它們之間的定量關(guān)系，歸納總結(jié)出變化特征和規(guī)律；比較不同呈現(xiàn)方式得到的結(jié)果，論證并得出科學合理的結(jié)論。如第（3）①題的推理論證過程如圖2所示。（3）②題根據(jù)表達式，若要使結(jié)果偏高，只能是（m-n）的值增大，而m是初始給定的值，不能發(fā)生變化，只能是n減小。n減小的最主要原因有兩個：一是失水的質(zhì)量增大，失水的質(zhì)量為何會增大？肯定是有水增加。為什么會有水增加？結(jié)合信息：除CaCl2·6H2O不具有吸水性外，其他均具有吸水性，得出結(jié)論：實驗過程中除濕劑吸水導致該方法所獲取水的質(zhì)量偏大，根據(jù)CaCl2·2H2OCaCl2+2H2O計算所得CaCl2·2H2O質(zhì)量偏大，質(zhì)量分數(shù)增大。二是剩余的固體質(zhì)量減少，如在給坩堝加熱的過程中，可能會有少量固體飛濺出來等。2.2.3科學探究與創(chuàng)新能力根據(jù)實驗的操作與過程，分析實驗?zāi)康念A(yù)測實驗結(jié)果，根據(jù)已有的原理或規(guī)律，設(shè)計相關(guān)實驗操作、收集證據(jù)，表達自己的觀點和方案，是具有化學學科特征的重要能力。主要包括實驗方案的設(shè)計與評價、實驗過程的分析與判斷、實驗結(jié)果的處理與分析［6］。本題（2）③就屬于實驗結(jié)果的處理與分析。向CaCl2溶液滴加飽和NaHCO3溶液，有白色沉淀和無色氣體產(chǎn)生。這個實驗現(xiàn)象從機理上來說，已經(jīng)超出了初中學生的認知水平，因為根據(jù)復分解反應(yīng)的條件，NaHCO3和CaCl2不反應(yīng)。而事實是生成了白色沉淀和無色氣體，有新物質(zhì)生成，一定是發(fā)生了化學反應(yīng)，化學反應(yīng)是如何發(fā)生的呢？反應(yīng)機理如何？不是初中學生能夠理解的。題目巧妙地設(shè)計成了解釋“可用飽和CaCl2溶液鑒別飽和NaHCO3和飽和Na2CO3溶液的理由”，這就需要學生聯(lián)想到CaCl2與Na2CO3溶液反應(yīng)的現(xiàn)象是什么樣的，繼而結(jié)合復分解反應(yīng)規(guī)律給出答案的關(guān)鍵點是反應(yīng)過程中有無氣體產(chǎn)生。本題設(shè)問指向的認知角度和能力要求如表3所示。3命題反思3.1融通義務(wù)教育化學課程標準中的學業(yè)質(zhì)量與素養(yǎng)要求義務(wù)教育化學課程標準設(shè)計了學業(yè)質(zhì)量和各學習主題的學業(yè)要求，為評價實施提供依據(jù)。初三學業(yè)水平考試在評價學業(yè)質(zhì)量、測量素養(yǎng)發(fā)展狀況、引導教學變革方面起到關(guān)鍵作用，命題要融通學業(yè)質(zhì)量與核心素養(yǎng)要求。以大概念“物質(zhì)的變化與轉(zhuǎn)化”為例，課標中素養(yǎng)內(nèi)涵、內(nèi)容要求、學業(yè)要求與學業(yè)質(zhì)量的構(gòu)成要素示例分析見表4。核心素養(yǎng)目標是化學學科育人的宏觀要求。學業(yè)要求是對主題內(nèi)容的學業(yè)評價，是素養(yǎng)目標在內(nèi)容層面的具體表達。學業(yè)質(zhì)量則是學生學業(yè)成就表現(xiàn)的刻畫描述。通過分析大概念統(tǒng)領(lǐng)下的核心概念，確定表達核心素養(yǎng)的學科視角（學科思想、學科觀念、學科認識思路、學科認知角度等），進而尋找研究對象和真實情境，基于水平特征的學科能力活動表現(xiàn)確定評價任務(wù)類型和水平［7］。如此思路融通和方法路徑應(yīng)是素養(yǎng)立意的命題取向。3.2明晰素養(yǎng)立意下關(guān)鍵能力的考查路徑化學學科關(guān)鍵能力主要指理解與辨析、分析與推測、歸納與論證、探究與創(chuàng)新四個維度，如圖3所示［8］。該分類同樣適用于義務(wù)教育命題要求，落實在實踐操作中可從精選情境內(nèi)容素材、科學設(shè)置問題任務(wù)、凸顯思維過程評價三方面入手。情境化是素養(yǎng)立意能力考查命題的基本要求，要善于獲取真實的情境資料，素材選擇要注重內(nèi)容形式豐富協(xié)調(diào)和實現(xiàn)價值引領(lǐng)，能夠蘊含思維方法態(tài)度價值導向。情境信息的呈現(xiàn)需符合學生認知特點，內(nèi)在邏輯清晰，不能有政治性和科學性錯誤。問題任務(wù)設(shè)置是試題的考查載體，要求問題對象指向明確，注意問題中的思維障礙要與學生認知水平相匹配，問題限域大小設(shè)置合理，問題解決規(guī)則應(yīng)具有學科一般性同時要有適當?shù)倪w移創(chuàng)新性［9］。思維過程的質(zhì)量是筆試能力的重要表現(xiàn)，情境、信息、問題能夠反映思維過程，在試題命制中需要注重情境信息問題的設(shè)計質(zhì)量，充分展現(xiàn)學生的思維過程水平，實現(xiàn)關(guān)鍵能力的測量目標。情境素材信息呈現(xiàn)—問題編制任務(wù)設(shè)置—思維邏輯發(fā)展線索，應(yīng)該是素養(yǎng)立意的能力考查的基本路徑。參考文獻：［1］［2］［3］義務(wù)教育化學課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022：48，7，38.［4］高中化學“從組成和變化視角認識身邊的物質(zhì)”項