“素養(yǎng)為本”的試題命制與評(píng)價(jià)
——以一道工藝流程題為例

江蘇無(wú)錫市第一女子中學(xué)（214001） 周龍英

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》指出，要倡導(dǎo)基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)［1］。試題作為學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的重要載體，對(duì)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)具有診斷和發(fā)展功能。試題命制應(yīng)圍繞“發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”這一主旨，以化學(xué)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，在深刻理解課程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上，處理好素養(yǎng)、問(wèn)題、情境和知識(shí)四者間的關(guān)系。

一、“素養(yǎng)為本”的試題命制基本框架

“素養(yǎng)為本”的試題旨在考查學(xué)生的關(guān)鍵能力與核心素養(yǎng)，應(yīng)以真實(shí)的情境素材為測(cè)試載體，以實(shí)際問(wèn)題作為測(cè)試任務(wù)，以化學(xué)知識(shí)作為解決問(wèn)題的工具。

其中，真實(shí)情境服務(wù)于實(shí)際問(wèn)題的提出，化學(xué)知識(shí)服務(wù)于實(shí)際問(wèn)題的解決，考查學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題過(guò)程中的理解能力、推理論證能力、實(shí)驗(yàn)探究能力和綜合分析能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查［2］。試題命制各要素的具體關(guān)系如圖1所示。

圖1 “素養(yǎng)為本”的試題命制各要素間的關(guān)系

本文以化學(xué)工藝流程題為例，說(shuō)明化學(xué)試題的命制過(guò)程與評(píng)價(jià)策略。

二、“素養(yǎng)為本”的試題命制流程

工藝流程題應(yīng)以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，結(jié)合學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求及工藝流程題的一般特點(diǎn)來(lái)命制，試題命制流程如圖2所示。

圖2 “素養(yǎng)為本”的工藝流程題試題命制流程

（一）研讀課標(biāo)，明確測(cè)試目標(biāo)

課程標(biāo)準(zhǔn)凝練了學(xué)科核心素養(yǎng)，研制了學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為試題命制提供了重要依據(jù)。只有在深刻理解課程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行試題命制，才能使試題達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的學(xué)業(yè)水平和核心素養(yǎng)要求。高考試題是課程標(biāo)準(zhǔn)的演繹和直接體現(xiàn)，只有深刻領(lǐng)會(huì)高考試題所考查的學(xué)科能力與核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，才能明晰試題特征，增強(qiáng)試題的針對(duì)性，使試題命制更具科學(xué)性。通過(guò)高考試題分析，可歸納出工藝流程題一般由題頭、題干和問(wèn)題三部分組成。題頭一般是簡(jiǎn)單介紹工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的。題干主要用框圖形式將產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來(lái)。工藝流程一般有三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即預(yù)處理、核心反應(yīng)和提純分離，具體如圖3 所示。問(wèn)題往往根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中涉及的化學(xué)知識(shí)及考查目的設(shè)計(jì)，最終與題頭、題干構(gòu)成一道完整的工藝流程題。

圖3 工藝流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

（二）選擇素材，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境

劉江田認(rèn)為：“原創(chuàng)的真實(shí)性化學(xué)問(wèn)題能減少考試的練習(xí)效應(yīng)，有利于公平、客觀地考查學(xué)生的學(xué)業(yè)水平和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，有效地遏制題海戰(zhàn)術(shù)，引導(dǎo)化學(xué)教學(xué)全面落實(shí)化學(xué)課程目標(biāo)。”［3］命制真實(shí)性試題的前提是素材情境科學(xué)真實(shí)，能服務(wù)于實(shí)際問(wèn)題的提出，能促進(jìn)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生提取相關(guān)信息，考查學(xué)生分析、綜合、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

化學(xué)情境素材的來(lái)源是多渠道的，如高中教材、大學(xué)教材、化學(xué)化工期刊、高考試題、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等。近幾年的高考試題一般選擇科技或?qū)W術(shù)論文作為命題素材。一方面，正式發(fā)表的論文既能夠保證情境的真實(shí)性和科學(xué)性，又能夠體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展的前沿性；另一方面，論文中的相關(guān)數(shù)據(jù)和圖表是通過(guò)真實(shí)研究得到的，能夠滿足命題要求。如命制一道關(guān)于制備活性氧化鋅的試題，以北大中文核心期刊《無(wú)機(jī)鹽工業(yè)》2017 年11 期的一篇論文《用鉛鋅煙灰和氯堿廠副產(chǎn)鹽酸制備納米氧化鋅的清潔工藝》［4］為主要素材，為核查相關(guān)工藝的真實(shí)性和可行性，還需同時(shí)查閱與背景資料相關(guān)的文獻(xiàn)。

（三）改編流程，突出主干知識(shí)

論文只是某一學(xué)術(shù)課題在實(shí)驗(yàn)性、理論性上展示新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見(jiàn)解的科學(xué)記錄，初始目的不是為教師命題所用。部分論文在表達(dá)上采用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)較多，實(shí)驗(yàn)方案嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)驗(yàn)步驟詳細(xì)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程復(fù)雜。在將其改編為工藝流程題時(shí)，試題題干或流程圖應(yīng)符合所選取的素材內(nèi)容，在不改變科學(xué)性的前提下，將超出學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或高中生不必了解的內(nèi)容進(jìn)行處理或刪減，將學(xué)生難以理解的專業(yè)術(shù)語(yǔ)轉(zhuǎn)化為常見(jiàn)的化學(xué)用語(yǔ)。為體現(xiàn)主干知識(shí)，將一些雜質(zhì)或?qū)W生不熟悉的物質(zhì)進(jìn)行刪減。將論文中的相關(guān)信息轉(zhuǎn)化為流程時(shí)，還需抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)及變化，在流程中能體現(xiàn)原料的預(yù)處理、核心反應(yīng)及提純分離等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)要注意學(xué)科邏輯，概念、規(guī)律表述準(zhǔn)確無(wú)誤，操作方法合理可行等。

《用鉛鋅煙灰和氯堿廠副產(chǎn)品鹽酸制備納米氧化鋅的清潔工藝》一文中給出的相關(guān)信息如下：

原料與試劑：次氧化鋅（煉鉛廠煙灰，主要成分見(jiàn)表1）、Na2CO3（分析純）、去離子水、鹽酸、硝酸、AgNO3溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%）、KMnO4（分析純）、Zn 粉（分析純）。

表1 煉鉛廠煙灰主要化學(xué)組成（%）

儀器：三口燒瓶（250 mL、500 mL）、恒壓滴液漏斗、HH-1 型恒溫水浴鍋、布氏漏斗、配套抽真空洗滌裝置、DHG-9023 型鼓風(fēng)干燥烘箱、ELF 11/68/301 型馬弗爐等。

實(shí)驗(yàn)工藝路線如圖4所示：

圖4 鉛鋅煙灰和鹽酸制備納米氧化鋅的工藝流程圖

為減少實(shí)驗(yàn)步驟及降低學(xué)生對(duì)情境的陌生度，命題時(shí)可將含量較低的Mn、Cd 雜質(zhì)做刪減，將一些不常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)儀器（如布氏漏斗等）盡量轉(zhuǎn)化為學(xué)生較為熟悉的儀器，將一些陌生名詞（如“前驅(qū)物沉淀反應(yīng)”）改為學(xué)生易于理解的實(shí)驗(yàn)步驟等。結(jié)合以上信息及原則，筆者將試題流程做如下改編：

活性ZnO 在橡膠、塑料、涂料工業(yè)中有重要應(yīng)用，某工廠以鉛鋅煙氣（主要成分為ZnO、PbO，兼有少量FeO、CuO）制備活性ZnO 的工藝流程如圖5所示：

圖5 制備活性ZnO工藝流程圖

（四）設(shè)計(jì)問(wèn)題，考查核心素養(yǎng)

命制試題時(shí)，設(shè)計(jì)的問(wèn)題應(yīng)融入真實(shí)、有意義的測(cè)試情境，解決問(wèn)題所需知識(shí)應(yīng)體現(xiàn)學(xué)科本質(zhì)，所用方法應(yīng)體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科能力，凸顯化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)應(yīng)依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求，突出化學(xué)核心概念與觀念，同時(shí)還要注意問(wèn)題設(shè)計(jì)的層次性，使問(wèn)題符合學(xué)生心理發(fā)展階段和認(rèn)識(shí)發(fā)展水平，表達(dá)無(wú)歧義，前后問(wèn)題無(wú)牽連等。

工藝流程題，可以從新情境下方程式的書(shū)寫(xiě)、試劑選擇的原則、物質(zhì)分離及提純的方法等方面，考查物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律以及實(shí)驗(yàn)基本操作；通過(guò)物質(zhì)轉(zhuǎn)化條件的選擇，考查運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決實(shí)際問(wèn)題的能力；通過(guò)物質(zhì)的循環(huán)利用和廢氣、廢液、廢渣的處理，考查環(huán)境保護(hù)意識(shí)及綠色化學(xué)理念。結(jié)合考點(diǎn)及高考常見(jiàn)題型，筆者對(duì)制備活性ZnO工藝流程題的問(wèn)題進(jìn)行研究篩選，得出如下具體問(wèn)題：

（1）根據(jù)溫度與Zn、Pb 元素浸出率的關(guān)系圖（圖略），“酸浸”時(shí)采用30 ℃而不用更高溫度的原因是：①防止鹽酸揮發(fā)；②________。

（2）“酸浸”時(shí)使用鹽酸濃度不宜過(guò)大（或鹽酸不宜過(guò)量）的原因是_________。

（3）“氧化”時(shí)，在pH 約為5.1 的濾液中加入高錳酸鉀，生成Fe（OH）3和MnO2兩種沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________。

（4）“除雜”時(shí)，濾渣Ⅱ的主要成分是Cu、Pb，試劑X應(yīng)為_(kāi)________。

（5）在“轉(zhuǎn)化”中，生成的產(chǎn)物之一為堿式碳酸鋅［Zn2（OH）2CO3］。

①請(qǐng)寫(xiě)出“轉(zhuǎn)化”步驟的化學(xué)方程式________。

②在洗滌堿式碳酸鋅的過(guò)程中，證明沉淀洗滌完全的標(biāo)志是_________。

③堿式碳酸鋅經(jīng)焙燒制得活性ZnO 反應(yīng)的ΔH＞0，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是_________。

（五）精心打磨，使試題規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)

試題命制完畢后應(yīng)認(rèn)真考量和精心打磨，對(duì)試題進(jìn)行仔細(xì)推敲，排除定式思維，力求從不同的角度去完善試題，嚴(yán)防疏漏和錯(cuò)誤，尤其是要杜絕科學(xué)性的錯(cuò)誤。首先，要仔細(xì)分析試題題干信息是否準(zhǔn)確，化學(xué)用語(yǔ)是否規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)，語(yǔ)言表達(dá)是否精練、清晰、無(wú)歧義；其次，要分析試題的題干、設(shè)問(wèn)與學(xué)生的知識(shí)水平是否相符；最后，要看設(shè)問(wèn)與答案之間是否只有一種合乎常理的理解，答案是否嚴(yán)謹(jǐn)，有無(wú)補(bǔ)充答案等。

三、反思與評(píng)價(jià)

本題以“鉛鋅煙氣為原料制備氧化鋅的工藝”為背景，結(jié)合高中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，圍繞工藝流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)了真實(shí)、有意義的測(cè)試情境。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出該試題的測(cè)試任務(wù)，向?qū)W生提出了五個(gè)實(shí)際問(wèn)題，包括反應(yīng)條件的選擇、反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件、化學(xué)（離子）方程式的書(shū)寫(xiě)、除雜試劑的選用等，涉及化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)的基本操作等內(nèi)容。本題充分體現(xiàn)了測(cè)試任務(wù)與真實(shí)情境之間的緊密聯(lián)系，要求學(xué)生能夠運(yùn)用已有知識(shí)以及從試題中提取的相關(guān)信息來(lái)解決問(wèn)題。上述五個(gè)問(wèn)題分別考查的學(xué)科能力、核心素養(yǎng)、學(xué)業(yè)質(zhì)量水平描述如表2所示。

表2 學(xué)科能力、核心素養(yǎng)及學(xué)業(yè)質(zhì)量水平描述

綜上，化學(xué)教師應(yīng)根據(jù)核心素養(yǎng)的導(dǎo)向要求，結(jié)合“必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價(jià)值”四層考查內(nèi)容及“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”四個(gè)方面的考查要求［5］，以具有應(yīng)用價(jià)值的研究成果為背景，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，以達(dá)到立德樹(shù)人、引導(dǎo)教學(xué)的目的［6］。