李金虎 山西省晉中市榆次第一中學(xué)校

周紅麗 山西省晉中市祁縣中學(xué)校

高中化學(xué)試題的命制工作，是化學(xué)教育教學(xué)工作中非常重要的一個環(huán)節(jié)，試題應(yīng)具有評價功能、反饋功能、激勵功能、強(qiáng)化功能和導(dǎo)向功能。命制高質(zhì)量的試題，是一個教師做好本職工作的一項基本技能。隨著新一輪課程改革的推進(jìn)，高考評價體系的提出，對一線教師的試題命制能力提出了更大的挑戰(zhàn)，如何做好高考評價體系下化學(xué)試題的命制，顯得至關(guān)重要。

一、高考評價體系下化學(xué)試題命制需要關(guān)注的幾個點

（一）關(guān)注頂層設(shè)計中的命題理念

圖1

關(guān)注《國務(wù)院辦公廳關(guān)于新時代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》文件精神，深刻領(lǐng)悟命題理念及考查內(nèi)容要求。

（二）關(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn)在試題命制中的指導(dǎo)作用

圖2

化學(xué)學(xué)科試題考查內(nèi)容是應(yīng)對生活實踐、應(yīng)對未來的學(xué)習(xí)或者高等教育的學(xué)習(xí)，聚焦于生活實踐與學(xué)習(xí)探索情境中的問題所需要的知識與能力。如圖3 所示，真實情境的選擇必須以素養(yǎng)為導(dǎo)向，在核心價值引領(lǐng)下查找適合發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的情境素材，在此基礎(chǔ)上測評學(xué)生的必備知識、關(guān)鍵能力及發(fā)展與測評學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。同時，試題命制的設(shè)問方式又要體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的考查方式與能力進(jìn)階。

圖3

（三）關(guān)于情境素材的選擇

化學(xué)試題情境素材的選擇，要體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科核心價值與發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)的情境，這是試題命制的關(guān)鍵。

好的化學(xué)試題情境素材，有助于幫助學(xué)生形成良好的學(xué)科思維方式、探究模式和價值觀念，能夠讓學(xué)生在應(yīng)對和解決各種復(fù)雜開放的陌生任務(wù)時對基礎(chǔ)知識進(jìn)行不斷地整合和運用。

試題中，化學(xué)學(xué)科核心價值、學(xué)科素養(yǎng)能力、情境素材的選擇，三者關(guān)系如圖4所示。

圖4

（四）從情境素材到設(shè)問

試題命制的設(shè)問是能否充分測評出學(xué)生真實知識水平和素養(yǎng)水平的關(guān)鍵。

情境設(shè)問需要讓學(xué)生在真實的背景下發(fā)揮核心價值的引領(lǐng)作用，應(yīng)用必備知識和關(guān)鍵能力去解決實際問題，全面綜合地測評學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)水平，減少單純死記硬背的知識性考查，推動學(xué)生關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)在試題命制中的落實，助力高中化學(xué)育人方式的改革。

創(chuàng)設(shè)合理的、依托于真實情境的評價任務(wù)需要注意尋找測量目標(biāo)與真實情境之間的結(jié)合點，確定恰當(dāng)?shù)那榫吵尸F(xiàn)方式，選擇適度的支撐性資料或數(shù)據(jù)，對化學(xué)試題情境蘊含的問題合理地設(shè)問。多角度、動態(tài)化的設(shè)問更有助于發(fā)展和測評學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。如本文所述試題“受仙人掌啟發(fā)的汗液監(jiān)測貼片”命制中的設(shè)問角度比較多，可以綜合考查學(xué)生掌握化學(xué)知識的牢固程度及學(xué)生的關(guān)鍵能力，同時，第7 小問屬于動態(tài)設(shè)問，可以通過測評完成整個題目，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、試題評析

（一）試題呈現(xiàn)

下面這道題目是筆者讀了《化學(xué)通訊》（2021 年第10 期）的一篇名為《受仙人掌啟發(fā)的汗液監(jiān)測貼片》的文章之后命制的一道試題。

【試題】汗液可穿戴設(shè)備可用作無創(chuàng)醫(yī)學(xué)監(jiān)測，解決問題的關(guān)鍵是需要高效能的汗液收集系統(tǒng)集成到傳感器中。

圖5

2021 年某科研團(tuán)隊研制出了“受仙人掌啟發(fā)的汗液監(jiān)測貼片”，其中3D楔形潤濕性圖案的靈感來自仙人掌的刺。請同學(xué)們在仔細(xì)觀察、分析題中信息的基礎(chǔ)上，回答下列問題：

（1）假如你是科研人員，在選擇材料和設(shè)計方面你會考慮哪些因素？請說明理由。

（2）觀察圖b。

①寫出具有親水性能的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式________，推測它具有親水性能的主要原因。

②說明聚乙烯醇可以被固定到納米SiO2顆粒上的原因。

（3）圖b 中物質(zhì)A 是由十八烷基三氯硅烷與聚乙烯醇進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)得到的產(chǎn)物。

①寫出十八烷基三氯硅烷的結(jié)構(gòu)簡式________。

②已知三氯硅烷（SiHCl3）遇到水會劇烈反應(yīng)，生成硅酸、HCl、H2。預(yù)測十八烷基三氯硅烷是否能與水發(fā)生類似反應(yīng)，說出這樣推測的原因。

③物質(zhì)A是否具有親水性，說明理由。

（4）該貼片的表層和底層都用聚二甲基硅氧烷作為基礎(chǔ)材料。已知：Si（CH3）2Cl2+2H2O（OH）2+2HCl。工業(yè)上制備鏈狀聚二甲基硅氧烷的反應(yīng)流程如下：nSi（CH3）2Cl2+（n+1）H2O →聚二甲基硅氧烷+2nHCl。

①該反應(yīng)包含的反應(yīng)類型有________（填標(biāo)號）。

A.取代反應(yīng) B.縮聚反應(yīng) C.氧化反應(yīng)

②寫出聚二甲基硅氧烷的結(jié)構(gòu)簡式_______。

③預(yù)測聚二甲基硅氧烷具有的性質(zhì)及用途：_____（填標(biāo)號），說出你這樣預(yù)測的理由是_______________。

A.性質(zhì)相對穩(wěn)定 B.很活潑

C.親水性能 D.疏水性能

E.具有很高的抗剪能力F.傳感器的理想載體材料

④嘗試用化學(xué)方法鑒別該物質(zhì)和第（2）小題中的親水性物質(zhì)。

（5）推測納米SiO2在該貼片中的作用為______（填標(biāo)號）。

A.便于很好固定親水基和疏水基

B.提高材料的強(qiáng)度、耐磨性

C.顆粒比較小，可以充分分散到材料中

（6）“汗液監(jiān)測貼片”中的楔形通道可以高效吸收汗液，使通道內(nèi)汗液無殘留，不會造成生理污染。你認(rèn)為這一優(yōu)點除了和選用的化學(xué)物質(zhì)有關(guān)外，還可能有哪些方面的原因？

（7）通過完成這個題目，你對該汗液監(jiān)測貼片的優(yōu)點有沒有更進(jìn)一步的認(rèn)識？結(jié)合該題，說明化學(xué)在科學(xué)方面的貢獻(xiàn)。

【答案評價細(xì)則】

（1）關(guān)于材料選擇：①選擇具有強(qiáng)吸水性或者親水性能優(yōu)良的物質(zhì)。理由：該貼片用于疾病監(jiān)測，需要對汗液進(jìn)行持續(xù)、快速地檢測；②選擇的材料應(yīng)具有不易破損，抗剪能力和抗撕拉的性能。理由：該貼片要緊貼皮膚放置，要防止穿脫衣服時，因拉扯造成破損，從而導(dǎo)致汗液收集失敗。③具有定向汗液輸送功能，能夠?qū)⒑挂杭械劫N片中心，為汗液順利抵達(dá)收集中心提供通道且要避免汗液流失，應(yīng)該具有強(qiáng)疏水性能的物質(zhì)。

關(guān)于設(shè)計方面：形狀設(shè)計要盡量中心內(nèi)凹。理由：便于汗液的集中，且不會使汗液流失，有利于監(jiān)測汗液，進(jìn)行醫(yī)學(xué)分析。

表1 素養(yǎng)與能力評價

【考查內(nèi)容】根據(jù)高聚物結(jié)構(gòu)書寫結(jié)構(gòu)簡式，—OH屬于親水基，分子結(jié)構(gòu)的測定方法。

表2 素養(yǎng)與能力評價

（3）①CH3Si（CH2）17Cl3，或C18H37SiCl3；②否，SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl，這個反應(yīng)的發(fā)生是因為三氯硅烷分子中含有-1價的H，容易與H2O發(fā)生歸中反應(yīng)而使其具有較強(qiáng)的還原性；③沒有親水性，因為分子中含有大量的烴基，屬于疏水性物質(zhì)。

【考查內(nèi)容】根據(jù)名稱書寫結(jié)構(gòu)簡式，根據(jù)反應(yīng)分析三氯硅烷具有強(qiáng)還原性，預(yù)測十八烷基三氯硅烷的化學(xué)性質(zhì)。

表3 素養(yǎng)與能力評價

【考查內(nèi)容】有機(jī)反應(yīng)類型，元素守恒法的應(yīng)用，結(jié)構(gòu)簡式的書寫，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的應(yīng)用。

表4 素養(yǎng)與能力評價

（5）AB

A.觀察楔形結(jié)構(gòu)示意圖可以發(fā)現(xiàn)，在固定親水基和疏水基時，納米二氧化硅起到了積極的作用，A 正確；B.根據(jù)SiO2的空間結(jié)構(gòu)特點可知，具有較高的硬度，因此可以提高材料的強(qiáng)度和耐磨性，B 正確；C.采用納米二氧化硅，顆粒較小，可以充分分散到材料中，論述正確，但不屬于作用功能方面，因此不選。

【考查內(nèi)容】二氧化硅的性質(zhì)。

表5 素養(yǎng)與能力評價

（6）可能與通道的形狀有關(guān)，因為科學(xué)家把它設(shè)計成了楔形通道而不是矩形或者其他通道；可能與物理力學(xué)方面有關(guān)。教師提示：感興趣的同學(xué)可以上網(wǎng)查找相關(guān)資料，如拉普拉斯壓力。

【素養(yǎng)與能力】知識領(lǐng)域而言，屬于學(xué)科間綜合問題。

（7）該貼片的優(yōu)點：便利、快速、持續(xù)地收集汗液，并且因不會發(fā)生新、舊汗液混合，樣品不會被污染而使監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確性較高。

①將化學(xué)物質(zhì)有效地應(yīng)用到醫(yī)學(xué)汗液監(jiān)測領(lǐng)域，避免了患者的痛苦和創(chuàng)傷，保障了人類健康；②該貼片可以微量、快速收集汗液，繼而通過生物感應(yīng)快速地知道監(jiān)測結(jié)果，減少了普通疾病檢測的等待時間，提高了醫(yī)學(xué)監(jiān)測的效率，提高了患者救助效率；③如果沒有高親水性、高疏性物質(zhì)，沒有有效的生物傳感器載體等化學(xué)材料，就不會有高效能的汗液可穿戴設(shè)備的科技成果產(chǎn)生，化學(xué)材料的有效利用促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

【素養(yǎng)與能力】素養(yǎng)5：科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任；水平1：能列舉事實說明化學(xué)對人類文明的偉大貢獻(xiàn)。

素養(yǎng)能力層級：A（學(xué)習(xí)理解）；A3（說明論證）。

學(xué)業(yè)質(zhì)量水平4-4：能說明化學(xué)科學(xué)發(fā)展在保障人類健康、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展等方面的重要作用。

（二）試題評析

以科技成果“受仙人掌啟發(fā)的汗液監(jiān)測貼片”為背景素材，針對疏水性材料和親水性材料的分析，主要考查2019 人教版選擇性必修3《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》一書中相關(guān)知識，在了解無機(jī)物二氧化硅的結(jié)構(gòu)及三氯硅烷化學(xué)性質(zhì)等信息，知道加聚、縮聚等反應(yīng)類型基礎(chǔ)上，綜合考查學(xué)生運用“宏微結(jié)合思想”“變化平衡思想”“證據(jù)推理模型認(rèn)知思想”“科學(xué)創(chuàng)新精神”來分析問題和解決問題的能力。通過分析“集汗貼片”的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生充分感受化學(xué)科學(xué)的實際價值，培養(yǎng)學(xué)生在真實情境中應(yīng)用化學(xué)知識分析問題、解決問題的能力。通過這個題目培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任，樹立理論聯(lián)系實際的觀念，提高了化學(xué)成果應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的意識。

表6 高考評價體系下化學(xué)試題命制的多項細(xì)目表

表7 素養(yǎng)層面評價表格（以第2 小題為例，數(shù)字及符號意義詳見《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》）

實際測評發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在第2 小題第2 問、第3 小題第2 問、第4 小題第4 問中的得分率較低，說明學(xué)生的分析與推測能力、歸納與論證能力亟待提高，思維方法和化學(xué)觀念等學(xué)科素養(yǎng)需要提升，同時發(fā)現(xiàn)學(xué)生思維品質(zhì)中的思維有序性和整合性也略顯不足，不善于解決系統(tǒng)性的、關(guān)聯(lián)性的問題，對于解題的關(guān)鍵要素、歸納解題的關(guān)鍵要點的能力不足，這是今后的教學(xué)需要加以改進(jìn)的。

測評中，實際測評結(jié)果比預(yù)估結(jié)果要好的一方面，是第1小題、第7小題，學(xué)生在綠色化學(xué)理念及涉及態(tài)度責(zé)任類的試題上的作答情況良好，說明學(xué)生利用化學(xué)觀念綜合分析判斷問題的能力有了一定的提升。

第1 小題，實際測評與預(yù)估難度相差較大的原因是這道題目的開放程度較大，從教師視角的答案與學(xué)生視角的結(jié)論相比，學(xué)生想得更為開闊。同時也讓筆者明白了一個道理：要充分相信學(xué)生的能力，不要讓學(xué)生在發(fā)展素養(yǎng)的過程中畏手畏腳。

三、思考

筆者認(rèn)為，高考評價體系下的化學(xué)試題命制，要求命題者除了具備扎實的專業(yè)知識、熟練的命題技能以外，更關(guān)鍵的是要透徹理解高考命題理念，理解試題命制所選擇的真實材料背景。所有設(shè)問要緊緊圍繞真實情境展開，真正做到考查學(xué)生“用知識解決實際問題”的能力。從這個題目可以看出，基于高考評價體系下的化學(xué)試題的命制，打破了以往以知識為中心的雙向細(xì)目表命題模式，代替以多項細(xì)目表的方式綜合呈現(xiàn)命題者的命題框架和思想。在試題命制過程中，要求命題者在考查內(nèi)容上不僅要關(guān)注基礎(chǔ)知識本身，更要體現(xiàn)試題的核心價值，同時還要關(guān)注學(xué)科素養(yǎng)的培育、關(guān)鍵能力的外顯。在情境的選擇上，既要用化學(xué)學(xué)習(xí)探索情境來引導(dǎo)化學(xué)教學(xué)，又要注意引用化學(xué)在生活中的應(yīng)用與實踐、化學(xué)的學(xué)術(shù)探究情境來提升學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的理解，進(jìn)而提升學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，突出化學(xué)學(xué)科的育人價值。在設(shè)問上，既要幫助學(xué)生實現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，又要關(guān)注對學(xué)生能力的培養(yǎng)和提升，幫助學(xué)生實現(xiàn)知識的遠(yuǎn)遷移，為國家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才助力，突顯“價值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、知識為基”，最終讓每一次的試題測評都能成為助力學(xué)生能力提升與教師改進(jìn)教學(xué)的催化劑。