素養(yǎng)立意的義務(wù)教育化學(xué)學(xué)業(yè)水平考試試題研究

劉文兵 呂艷

摘要： 通過(guò)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(duì)義務(wù)教育學(xué)業(yè)水平考試命題進(jìn)行兩點(diǎn)反思：一是要融通義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的學(xué)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

文章編號(hào)： 10056629（2024）01008905

中圖分類(lèi)號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

義務(wù)教育階段學(xué)業(yè)水平考試的命題原則是堅(jiān)持核心素養(yǎng)立意［1］。素養(yǎng)立意試題是對(duì)素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)課程學(xué)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(shí)情境的問(wèn)題解決。一道好題應(yīng)符合試題所要求的科學(xué)規(guī)范，并滿足服務(wù)選才和實(shí)現(xiàn)教學(xué)引領(lǐng)的基本功能。本文以2023年連云港市學(xué)業(yè)水平考試第38題（下稱“本題”）為例，說(shuō)明試題命制流程思路、問(wèn)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(xué)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(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“課標(biāo)”）中給出了具體試題命制可遵循的流程，如圖1所示。

確定評(píng)價(jià)要求包括明確考試的類(lèi)別和水平，以及測(cè)試所要達(dá)到的素養(yǎng)目標(biāo)和能力要求。由此創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，需查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料選擇情境素材，深度挖掘素材亮點(diǎn)所承載的必備知識(shí)與關(guān)鍵能力。設(shè)計(jì)測(cè)試任務(wù)就是要形成實(shí)際問(wèn)題，并優(yōu)化修改問(wèn)題的呈現(xiàn)樣貌。最后是依據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)制定好評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 命制思路

課標(biāo)在“目標(biāo)要求”中指出，能通過(guò)實(shí)例認(rèn)識(shí)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(shí)；能從物質(zhì)及其變化的視角初步分析、解決一些與化學(xué)相關(guān)的簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題，發(fā)展辯證唯物主義世界觀［2］。在“學(xué)業(yè)質(zhì)量”中指出，在認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、性質(zhì)以及分析相關(guān)實(shí)際問(wèn)題的情境中，運(yùn)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示混合物體系中物質(zhì)的成分；能通過(guò)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(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)對(duì)解決實(shí)際問(wèn)題的重要意義［3］。

以某種具體物質(zhì)為情境展開(kāi)的實(shí)驗(yàn)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(cè)可能發(fā)生的化學(xué)變化→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象驗(yàn)證預(yù)測(cè)→對(duì)出現(xiàn)的異常提出新問(wèn)題→解釋和結(jié)論?；谝陨险J(rèn)識(shí)，通過(guò)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(xiàng)目任務(wù)實(shí)施中，將溶解與結(jié)晶、離子檢驗(yàn)、電離平衡、鹽類(lèi)水解、依據(jù)熱失重曲線對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析等知識(shí)融合，滲透變化觀、微粒觀、平衡觀等學(xué)科觀念。命題組對(duì)該素材進(jìn)行精致加工，對(duì)照課標(biāo)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平，建構(gòu)試題框架邏輯，進(jìn)行問(wèn)題編排，制定參考答案。

1.3 原題呈現(xiàn)

常見(jiàn)的氯化鈣產(chǎn)品有無(wú)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：

① 30℃時(shí)，飽和CaCl2溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為??? 。

② 低溫下從飽和CaCl2溶液中析出的晶體的化學(xué)式為??? 。

（2） 針對(duì)某氯化鈣除濕劑，興趣小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

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(jué)熱，靜置一段時(shí)間后恢復(fù)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(wú)色氣體產(chǎn)生。

① 由步驟一中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是????????? 。

② 寫(xiě)出步驟二中反應(yīng)的化學(xué)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(cè)定某氯化鈣除濕劑（含CaCl2·2H2O和少量NaCl）中CaCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：稱量m g樣品置于坩堝中加熱，測(cè)得固體質(zhì)量隨溫度升高的變化曲線如下圖所示。加熱過(guò)程中NaCl、 CaCl2既不熔化也不分解。

固體質(zhì)量隨溫度變化曲線

① T℃后，繼續(xù)升溫固體的質(zhì)量保持不變。樣品中CaCl2·2H2O（相對(duì)分子質(zhì)量為147）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為??? （用含m、 n的代數(shù)式表示）。

② 有同學(xué)認(rèn)為用上述方法會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高，理由是??? 。

參考答案：（1） ① 50% ② CaCl2·6H2O

（2） ① 氯化鈣除濕劑溶于水時(shí)放出熱量

② CaCl2+2AgNO3Ca（NO3）2+2AgCl↓

③ CaCl2溶液與Na2CO3溶液反應(yīng)時(shí)無(wú)氣體產(chǎn)生

（3） ① 49（m-n）12m×100%

② 除濕劑吸收了空氣中的水（或“加熱過(guò)程中，坩堝中有固體飛濺出來(lái)”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(diǎn)不是學(xué)生擁有的知識(shí)技能狀況，而是學(xué)生運(yùn)用必備知識(shí)解決問(wèn)題的能力，以及該過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的態(tài)度責(zé)任。氯化鈣在義務(wù)教育階段教材中涉及不多，也沒(méi)有結(jié)晶水合物知識(shí)介紹，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是較為復(fù)雜的陌生物質(zhì)。本題以氯化鈣除濕劑為情境，屬于學(xué)術(shù)探究情境。通過(guò)探究其溶解、結(jié)晶、組成及純度分析，重點(diǎn)考查如下內(nèi)容：現(xiàn)象解釋、溶解度與溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)換算、溶液中離子檢驗(yàn)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(biāo)是深化對(duì)溶液、結(jié)晶等概念原理的理解，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生從圖表中獲取信息、從不同角度分析問(wèn)題的能力，發(fā)展復(fù)雜推理、系統(tǒng)探究等高階思維，提升化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究等核心素養(yǎng)。素養(yǎng)立意的試題還要激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)物質(zhì)世界的好奇心、探究欲，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、大膽質(zhì)疑的科學(xué)精神。該試題設(shè)問(wèn)不僅關(guān)注任務(wù)的價(jià)值導(dǎo)向，追求考查學(xué)生的思維能力水平，更關(guān)注探究結(jié)果的價(jià)值意義。本題的情境問(wèn)題任務(wù)與價(jià)值意義導(dǎo)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(diǎn)：一是注重試題情境設(shè)計(jì)。從日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)研究中選材創(chuàng)設(shè)情境，考查學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)從“做題解題”到“解決問(wèn)題”的轉(zhuǎn)變；二是創(chuàng)新信息呈現(xiàn)方式。豐富問(wèn)題考查角度，要求學(xué)生多角度多層次認(rèn)識(shí)理解相關(guān)知識(shí)原理；三是關(guān)注思維運(yùn)演質(zhì)量。增強(qiáng)試題的開(kāi)放度，激勵(lì)學(xué)生運(yùn)用創(chuàng)造性、發(fā)散性思維分析解決問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)改變追求標(biāo)準(zhǔn)答案固化答題套路的教學(xué)模式［5］。

2.2.1 信息獲取與加工能力

本題涉及的信息類(lèi)型、內(nèi)容解讀及獲取加工運(yùn)用情況，如表2所示。

通過(guò)信息的獲取與加工，能直接解決問(wèn)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(xué)思維的核心主旨，主要包括分析推測(cè)能力和歸納論證能力。

分析推測(cè)能力主要指基于對(duì)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，運(yùn)用比較分類(lèi)的方法，預(yù)測(cè)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(xué)反應(yīng)原理，推測(cè)簡(jiǎn)單反應(yīng)的過(guò)程和機(jī)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(fù)分解反應(yīng)規(guī)律確定另一種產(chǎn)物，再根據(jù)化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)規(guī)則得出：CaCl2+2AgNO32AgCl↓+Ca（NO3）2。

歸納論證能力主要指認(rèn)識(shí)不同呈現(xiàn)方式的數(shù)據(jù)和信息，利用數(shù)學(xué)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，推導(dǎo)化學(xué)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(xué)合理的結(jié)論。如第（3）①題的推理論證過(guò)程如圖2所示。

（3） ②題根據(jù)表達(dá)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(gè)：一是失水的質(zhì)量增大，失水的質(zhì)量為何會(huì)增大？肯定是有水增加。為什么會(huì)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中除濕劑吸水導(dǎo)致該方法所獲取水的質(zhì)量偏大，根據(jù)CaCl2·2H2OCaCl2+2H2O計(jì)算所得CaCl2·2H2O質(zhì)量偏大，質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大。二是剩余的固體質(zhì)量減少，如在給坩堝加熱的過(guò)程中，可能會(huì)有少量固體飛濺出來(lái)等。

2.2.3 科學(xué)探究與創(chuàng)新能力

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的操作與過(guò)程，分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康念A(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)已有的原理或規(guī)律，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作、收集證據(jù)，表達(dá)自己的觀點(diǎn)和方案，是具有化學(xué)學(xué)科特征的重要能力。主要包括實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分析與判斷、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理與分析［6］。本題（2）③就屬于實(shí)驗(yàn)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(wú)色氣體產(chǎn)生。這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象從機(jī)理上來(lái)說(shuō)，已經(jīng)超出了初中學(xué)生的認(rèn)知水平，因?yàn)楦鶕?jù)復(fù)分解反應(yīng)的條件，NaHCO3和CaCl2不反應(yīng)。而事實(shí)是生成了白色沉淀和無(wú)色氣體，有新物質(zhì)生成，一定是發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)是如何發(fā)生的呢？反應(yīng)機(jī)理如何？不是初中學(xué)生能夠理解的。題目巧妙地設(shè)計(jì)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(xué)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(fù)分解反應(yīng)規(guī)律給出答案的關(guān)鍵點(diǎn)是反應(yīng)過(guò)程中有無(wú)氣體產(chǎn)生。本題設(shè)問(wèn)指向的認(rèn)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(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的學(xué)業(yè)質(zhì)量與素養(yǎng)要求

義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了學(xué)業(yè)質(zhì)量和各學(xué)習(xí)主題的學(xué)業(yè)要求，為評(píng)價(jià)實(shí)施提供依據(jù)。初三學(xué)業(yè)水平考試在評(píng)價(jià)學(xué)業(yè)質(zhì)量、測(cè)量素養(yǎng)發(fā)展?fàn)顩r、引導(dǎo)教學(xué)變革方面起到關(guān)鍵作用，命題要融通學(xué)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(biāo)中素養(yǎng)內(nèi)涵、內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求與學(xué)業(yè)質(zhì)量的構(gòu)成要素示例分析見(jiàn)表4。

核心素養(yǎng)目標(biāo)是化學(xué)學(xué)科育人的宏觀要求。學(xué)業(yè)要求是對(duì)主題內(nèi)容的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)，是素養(yǎng)目標(biāo)在內(nèi)容層面的具體表達(dá)。學(xué)業(yè)質(zhì)量則是學(xué)生學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)的刻畫(huà)描述。通過(guò)分析大概念統(tǒng)領(lǐng)下的核心概念，確定表達(dá)核心素養(yǎng)的學(xué)科視角（學(xué)科思想、學(xué)科觀念、學(xué)科認(rèn)識(shí)思路、學(xué)科認(rèn)知角度等），進(jìn)而尋找研究對(duì)象和真實(shí)情境，基于水平特征的學(xué)科能力活動(dòng)表現(xiàn)確定評(píng)價(jià)任務(wù)類(lèi)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(xué)學(xué)科關(guān)鍵能力主要指理解與辨析、分析與推測(cè)、歸納與論證、探究與創(chuàng)新四個(gè)維度，如圖3所示［8］。該分類(lèi)同樣適用于義務(wù)教育命題要求，落實(shí)在實(shí)踐操作中可從精選情境內(nèi)容素材、科學(xué)設(shè)置問(wèn)題任務(wù)、凸顯思維過(guò)程評(píng)價(jià)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(shí)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(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng)，能夠蘊(yùn)含思維方法態(tài)度價(jià)值導(dǎo)向。情境信息的呈現(xiàn)需符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，內(nèi)在邏輯清晰，不能有政治性和科學(xué)性錯(cuò)誤。問(wèn)題任務(wù)設(shè)置是試題的考查載體，要求問(wèn)題對(duì)象指向明確，注意問(wèn)題中的思維障礙要與學(xué)生認(rèn)知水平相匹配，問(wèn)題限域大小設(shè)置合理，問(wèn)題解決規(guī)則應(yīng)具有學(xué)科一般性同時(shí)要有適當(dāng)?shù)倪w移創(chuàng)新性［9］。思維過(guò)程的質(zhì)量是筆試能力的重要表現(xiàn)，情境、信息、問(wèn)題能夠反映思維過(guò)程，在試題命制中需要注重情境信息問(wèn)題的設(shè)計(jì)質(zhì)量，充分展現(xiàn)學(xué)生的思維過(guò)程水平，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵能力的測(cè)量目標(biāo)。情境素材信息呈現(xiàn)—問(wèn)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。

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