謝鴻雁 太原市教研科研中心
李愛琴 山西省孝義中學校
張垠宏 山西省長治市第二中學校
普通高中學業(yè)水平合格性考試化學試題是根據(jù)《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課標》)和山西省教育考試要求組織實施,依據(jù)《課標》要求對普通高中必修課程學業(yè)進行的合格性水平檢測,主要衡量學生經(jīng)過高中學習后達到國家規(guī)定學習要求的程度。
2022年9月,山西省啟動普通高??荚囌猩C合改革,因此,2022 年秋季入學的高一學生將實施普通高中學業(yè)水平考試。以考定教,是教育的原則之一,在新高考改革背景下,如何做好不同興趣、不同愛好的學生在高中階段提升化學學科核心素養(yǎng),是高中化學教育的重要任務。本次學業(yè)水平合格性考試全面貫徹黨的教育方針,并依據(jù)新高考評價體系,在“一核四層四翼”評價原則指導下,立足高中全體學生所必需的化學學科必備知識,創(chuàng)設多種真實任務情境,考查學生運用知識解決實際問題的能力。
從2023 年山西省學業(yè)水平合格性考試化學試題可以看出,命題依據(jù)《課標》的內(nèi)容要求、學業(yè)要求以及學業(yè)質(zhì)量水平標準,根據(jù)全體高中學生完成化學學業(yè)所必需的必修第一冊、第二冊教材,考查水平不超過《課標》中規(guī)定的學業(yè)質(zhì)量水平二,易、中、較難試題比例基本控制在7∶2∶1左右,難度系數(shù)0.65。
試卷結構:單項選擇題共15 題,每題4 分,共60 分;非選擇題共4題,共40分。
1.高中化學學習框架
根據(jù)《課標》內(nèi)容要求和學科核心素養(yǎng),從學科大概念找出高一化學必修階段要研究的問題及具體表現(xiàn),在研究這些問題的過程中運用的化學思想和研究方法,最終表現(xiàn)為學生的學科核心素養(yǎng),這是高中化學學科必備知識的學習框架(如圖1 所示),其中所考查的學科知識既是解決問題的工具,又是落實核心素養(yǎng)的載體。
圖1 高中化學學習框架
2.高中化學命題框架
素養(yǎng)導向的命題框架(如圖2 所示),以真實情境為測試載體,將化學知識轉(zhuǎn)化為情境載體中的問題作為測試任務,最終考查學生學科核心素養(yǎng)的達成。
圖2 高中化學命題框架
本次學業(yè)水平合格性考試的命題依據(jù)高中化學學習框架和命題框架以及學考的特點,根據(jù)必備化學知識的內(nèi)容要求設置測試目標,創(chuàng)設真實情境,再設置符合學業(yè)質(zhì)量水平二要求以內(nèi)不同難度的測試任務,考查化學知識和核心素養(yǎng)。
根據(jù)學業(yè)水平合格性考試的測試目的、化學學習框架和命題框架,可以看出2023 年(2022 級夏季)山西省學業(yè)水平合格性考試化學試題以《課標》為命題依據(jù),堅持素養(yǎng)導向,引導高中化學教學關注育人目的,充分發(fā)揮考試評價對教學的導向作用。
1.弘揚傳統(tǒng)文化,反映時代要求
2023 年(2022 級夏季)山西省學業(yè)水平合格性考試化學試題設計了多個真實情境,如“碳中和”“2022 年10月我國科研人員合成新核素錒-204”等,這些情境展現(xiàn)了我國在科學、技術、社會和環(huán)境發(fā)展領域的成果,體現(xiàn)了試題命制的“導向性原則”。
如第3 題:中國科學院近代物理研究所合成了錒(Ac)元素的新核素,下列關于的說法錯誤的是( )
A.質(zhì)量數(shù)為204 B.中子數(shù)為115
C.質(zhì)子數(shù)為89 D.質(zhì)量數(shù)為293
【考查意圖】該題測試目標為課程內(nèi)容必修課程主題3 中“3.1 原子結構與元素周期律”,以2022 年10 月中國科學院課題組合成的新核素錒-204 為情境,考查核素的原子結構,在展現(xiàn)我國科學技術進步新成果的同時,強調(diào)落實化學學科核心素養(yǎng),體現(xiàn)新課程改革的基本原則2“堅持反映時代要求”。
再如,第1 題:制作豆腐是我國的一項傳統(tǒng)手工技藝,包含了豐富的化學知識。下列制作豆腐的主要操作中,涉及過濾的是 ( )
【考查意圖】該題測試目標為主題1 中“1.3 化學實驗:初步學會物質(zhì)的檢驗、分離、提純和溶液配制等化學實驗基礎知識和基本技能”,該題以我國傳統(tǒng)手工技藝豆腐的制作為情境,考查我國傳統(tǒng)手工技藝制作豆腐工藝中所涉及的化學實驗基本操作,既是化學知識在生活中的應用,又繼承和弘揚了中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,體現(xiàn)了新課程改革的基本原則“堅持正確的政治方向”。
以上情境的創(chuàng)設,在注重問題設計的針對性、啟發(fā)性、過程性和科學性的同時,體現(xiàn)了新課程改革的理念和化學試題的導向性。
2.依據(jù)評價要求,堅持素養(yǎng)導向
學業(yè)水平合格性考試以測試化學學科核心素養(yǎng)為宗旨,根據(jù)化學學科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵和水平描述,從相應的學業(yè)質(zhì)量水平中提煉確定符合學業(yè)水平合格性考試的測試目標。
2023 年(2022 級夏季)山西省學業(yè)水平合格性考試化學試題,緊扣高中化學學業(yè)質(zhì)量水平要求,在不同測試任務中設置符合高中化學畢業(yè)水平的合格性考試試題,同時堅持考查學科核心素養(yǎng)的達成情況。
例如,考查化學素養(yǎng)“科學探究與創(chuàng)新意識”的第19 題第(3)問:加熱NH4Cl 和Ca(OH)2固體混合物制取NH3,選用裝置_____________,其反應的化學方程式為___________。仔細觀察實驗裝置,設計簡單實驗方案檢驗試管中已收集滿氨: _____________。
【考查意圖】根據(jù)學業(yè)質(zhì)量水平1-3“能依據(jù)化學問題解決的需要,選擇常見的實驗儀器、裝置和試劑,完成簡單的物質(zhì)制備實驗”,設計測試任務1“選用裝置____________________。”根據(jù)學業(yè)質(zhì)量水平2-3“根據(jù)已有經(jīng)驗和資料作出預測和假設,能設計簡單實驗方案,能使用適當?shù)姆椒刂品磻獥l件并順利完成實驗”,設計測試任務3“仔細觀察實驗裝置,設計簡單實驗方案檢驗試管中已收集滿氨: ______________”。根據(jù)學業(yè)質(zhì)量水平1-1“能對常見物質(zhì)及其變化進行描述和符號表征”,設計測試任務2“其反應的化學方程式為___________”,同時考查核心素養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”。
從以上可以看出,依據(jù)《課標》評價要求設置的測試任務,可以很好地體現(xiàn)學科素養(yǎng)的達成情況,該試題在實際考查中也表現(xiàn)出很好的區(qū)分度。
3.立足必備知識,突出學科主干
2023 年(2022 級夏季)山西省學業(yè)水平合格性考試化學試題,以《課標》中的內(nèi)容要求為測試目標,依據(jù)《課標》設計整份試題,涵蓋高一化學學科的主干知識,符合高一學生化學學習的認知發(fā)展水平,同時測試任務與素養(yǎng)水平和測試目標保持高度一致。
如第2題:下列過程屬于物理變化的是 ( )
A. 海水提溴 B.石油分餾
C. 石油裂化 D.金屬冶煉
【考查意圖】該題從“海水提溴、石油分餾、 石油裂化、金屬冶煉”四個變化的判斷中考查了高一化學第8章第1 節(jié)“自然資源的開發(fā)利用”中金屬礦物資源、海水資源和能源資源中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。
再如,第7 題:化學與生活密切相關,下列說法錯誤的是 ( )
A.NaHCO3可作食品膨松劑
B.苯甲酸鈉可作食品防腐劑
C.SiO2是計算機芯片的主要成分
D.Na2O2可在呼吸面具中作為氧氣的來源
【考查意圖】該題以與學生生活密切相關的問題食品添加劑“碳酸氫鈉、苯甲酸鈉、二氧化硫”以及過氧化鈉等化學物質(zhì)的性質(zhì)與應用,考查必修課程“2.4 金屬及其化合物”“2.5 非金屬及其化合物”“學業(yè)要求6 常見無機物的應用對社會發(fā)展、環(huán)境影響”和“5.5 化學應用的安全與規(guī)則理解”,知識覆蓋面很廣。
4.創(chuàng)設真實情境,注重問題解決
知識是解決問題不可缺少的工具,而情境是創(chuàng)設問題必需的條件。2023 年(2022 級夏季)山西省學業(yè)水平合格性考試化學試題在命題中尋找與山西有關的資源,如有山西本土特色的“老陳醋”及體現(xiàn)山西經(jīng)濟建設和科技發(fā)展領先水平的情境資源,并結合命題宗旨和測試目標,梳理出該研究活動中的化學知識與方法,作為測試任務編制試題。
如第18題:2023年5月30日,神舟十六號載人飛船一飛沖天。為本次發(fā)射任務護航的“航天員用防護面罩”“神舟飛船發(fā)射現(xiàn)場專用防護服”“空間站環(huán)控生保系統(tǒng)”等產(chǎn)品,都是“山西制造”。
(1)“航天員用防護面罩”可綜合防止硫化氫、甲醇、乙醛、甲醛、二氯甲烷等20 多種有害物質(zhì)的吸入。以上所列有害物質(zhì)中,屬于無機物的是__________________(填名稱)。
(2)“神舟飛船發(fā)射現(xiàn)場專用防護服”采用橡膠阻隔防護和低溫耐寒技術制備而成。橡膠屬于______________________(填字母)。
A.金屬材料
B.無機非金屬材料
C.有機高分子材料
(3)“空間站環(huán)控生保系統(tǒng)”中廢水處理產(chǎn)生的氫氣可作為燃料電池的負極反應物,電池反應生成的水可作航天員的飲用水。燃料電池是一種將________________能轉(zhuǎn)化為____________能的裝置。
(4)聯(lián)氨(N2H4)和N2O4可作火箭推進劑,火箭發(fā)射時二者發(fā)生如下化學反應:2 N2H4+ N2O4=3 N2+4 H2O,該反應中氧化劑是_________;若該反應消耗1 mol N2O4,則生成標準狀況下N2的體積為__________L。
【考查意圖】該題以體現(xiàn) “山西制造”的高科技產(chǎn)品,神舟十六號飛船使用的“航天員用防護面罩”“神舟飛船發(fā)射現(xiàn)場專用防護服”“空間站環(huán)控生保系統(tǒng)”等為命題情境,根據(jù)《課標》設計相關考點,體現(xiàn)了學科的社會價值:
第(1)問考查必修課程“2.1能根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)對物質(zhì)進行分類”。
第(2)問考查必修課程“5.2 ……結合實例認識材料組成、性能及應用的聯(lián)系”,從真實情境中提取相關知識,考查學生對實際應用中化學物質(zhì)及其變化的掌握程度,體現(xiàn)化學學科的社會價值。
第(3)問考查必修課程“3.4 ……以原電池為例認識化學能可以轉(zhuǎn)化為電能”,對飛船“空間站環(huán)控生保系統(tǒng)”中的水處理產(chǎn)生的氧再生、氫能二次利用作為燃料電池的原料進行分析研究。
第(4)問考查必修課程“2.2從化合價變化的角度辨析常見的氧化劑和還原劑”“1.1能基于物質(zhì)的量認識物質(zhì)組成及其化學變化”。
5.重視教材變化,引導高中教學
化學是一門以實驗為基礎的學科?!墩n標》明確規(guī)定了學生必做實驗”的要求。2023 年(2022 級夏季)山西省學業(yè)水平合格性考試化學試題考查了高中化學必修階段9 個學生必做實驗中的“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”[第19題(1)]、“鐵及其化合物的性質(zhì)”(第15題)、“同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變”(第16 題)、“化學反應速率的影響因素”(第14 題)、“化學能轉(zhuǎn)化成電能”(第6題)、“乙醇、乙酸的主要性質(zhì)”(第17題)。
2022 級高一學生是山西省首屆使用新高考評價體系的學生。試題關注新教材的變化,充分發(fā)揮《課標》的指導作用,希望對山西省高中化學新課程教學起到良好的導向作用。
從2022 級山西省新高一學生整體答題情況可以看出,2022 級山西省高一學生化學學業(yè)水平合格性考試成績符合預期,學生整體掌握了學科必備基礎知識,效果較為理想,但是在考查關鍵能力“閱讀能力、思考能力、表達能力”上表現(xiàn)出較大的差異性,試題的區(qū)分度也主要表現(xiàn)在學生學習能力水平的差異上。
主觀題第16 題第(3)問:元素①的簡單氫化物中含有的化學鍵類型是_______(填“離子鍵”或“共價鍵”),其電子式是__________。失分學生的常見錯誤為錯別字,“鍵”錯寫為“健”“鏈”“建”等字。電子式常見錯誤有:①·和×進行了區(qū)分但區(qū)分錯誤;②電子漏寫或多寫,導致電子個數(shù)錯誤;③把共用電子對寫成雙鍵;④C原子寫成O 或N,或者氫原子數(shù)目不對,少寫一個H。出現(xiàn)這些問題的學生,主要是因為自身語言閱讀能力以及文字功底的薄弱。
主觀題第17 題第(3)問:①淀粉溶液遇碘水變?yōu)開_____色;②乙醇的官能團是____;寫出乙醇和乙酸反應的化學方程式: _______。失分學生的錯誤主要為錯別字:“藍”寫成“籃、爛”;“-OH”寫成“OH-”“OH-”“OH”,“羥”以及“羥基”字寫錯;乙醇結構簡式寫成“CH2CH3OH”“OHCH2CH3”,乙酸結構簡式寫成“CH3OOCH”,乙酸乙酯結構簡式寫成:“CH3CH2COOCH3”“CH2CH3COOCH3”“CH3COOCHCH3”“CH3COOCH3CH2”……結構式書寫時,碳氧雙鍵中的“雙鍵”不是“C”和“O”兩個原子相連。
主觀題第18 題第(1)問:“航天員用防護面罩”可綜合防止甲醇、乙醛、甲醛、二氯甲烷、硫化氫等20 多種有害物質(zhì)的吸入。以上所列有害物質(zhì)中,屬于無機物的是____________(填名稱)。答案為“硫化氫”且題中已經(jīng)寫出漢字,設問要求寫名稱,學生常見錯誤依然是錯字,其中“硫”字偏旁“石”寫得像“弓”“萬”,還有的寫成“疏”字,還有“石”旁邊寫“充”;氫字不會寫、寫成氰,或者模糊不清,有的甚至錯寫成“氧”字。但是本題題干中寫著漢字“硫化氫”,學生抄寫時也出現(xiàn)了這些錯誤,說明這些學生的語言文字表達能力和閱讀能力、學習能力比較薄弱。
主觀題第18 題第(4)問:聯(lián)氨(N2H4)和N2O4可作火箭推進劑,火箭發(fā)射時二者發(fā)生如下化學反應:2N2H4+N2O4=3N2+4H2O,該反應中氧化劑是_________。答案為“N2O4”題中有明確的化學符號,失分學生卻寫出“H2O4、N2O2、Na2O4、NaO4、N2H4(聯(lián)氨)、2N2O4……”這些錯誤的化學用語,令人非常的不解。
可見,在現(xiàn)代高中化學學習中僅培養(yǎng)學生的學科關鍵能力是不夠的。在以AI、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術時代,社會發(fā)展對人才提出了新的要求,學生學科關鍵能力的培養(yǎng)不僅有本學科的知識與能力,還需要培養(yǎng)學生在信息時代應具備的閱讀能力、理解能力、獲取信息能力和思辨能力。
實驗設計能力、動手操作能力是自然科學類學科實踐操作能力。
主觀題第19 題第(3)問:從實驗安全的角度考慮,裝置③中導氣管末端不能伸入液面以下的操作目的是____________。學生的錯誤主要有以下幾類:一類是不會,亂寫;二類是未按要求答題,如錯答為“容易倒吸”;三類是知道是什么意思,但表達不完整,不準確,甚至出現(xiàn)歧義。比如寫成“防止生成物(反應物、冷凝水、氣體、NaOH 等)倒吸”,或者將“倒吸”寫成“倒液”;四類是寫錯字,比如“防”寫成“仿”“放”“邡”“反”,“止”寫成“上”“正”,“倒”寫成“例”“到”等奇怪、甚至是沒有的漢字。
第(4)問:加熱NH4Cl 和Ca(OH)2固體混合物制取NH3,選用裝置______,其反應的化學方程式為_____________。仔細觀察實驗裝置,設計簡單實驗方案檢驗試管中已收集滿NH3_________。本問題為開放性試題,考查學生化學學科的實驗設計能力和動手實踐能力,該問題是全卷學生錯誤最多的地方。學生在設計實驗方案中對“濕潤紅色石蕊試紙”進行描述時,由于自身對實驗操作認識的不足,出現(xiàn)了關鍵詞“濕潤的”“紅色”的缺失;“紫色石蕊試紙”“無色石蕊試紙”“紅色石蕊溶液”“酚酞”等實驗事實表達錯誤;對于實驗現(xiàn)象則寫錯別字,如現(xiàn)象“變籃”,現(xiàn)象描述為“白霧”“是否變?yōu)椤痢辽薄?/p>
2022 級山西高一學生根據(jù)需要在選科時,偏向文科的學生首先選擇歷史,偏向理科的學生首先選擇物理,再從其他學科中選擇兩門,加大了自主學習的機會。經(jīng)過對教師和學生訪談,發(fā)現(xiàn)有不少偏向文科的學生只學習了高一一年的化學課程,他們的化學學科素養(yǎng)以及終身學習能力如何培養(yǎng)。這是一個需要思考的問題。
山西省于2020年9月開始使用新教材,2022年9月實行新高考評價?;诮處煂π陆滩牡氖褂煤蛯π略u價體系的認識,以下通過2023 年山西省學業(yè)水平合格性考試的試題分析和學情分析給大家一些啟示:
從2023年(2022級夏季)學業(yè)水平合格性考試化學試題的分析,可以看出依據(jù)《課標》的內(nèi)容要求和學業(yè)要求設置試題的多維細目表、根據(jù)學業(yè)質(zhì)量水平要求設置問題的難度,是《課標》對高中化學教學的指導作用和評價作用的最好體現(xiàn)。
1.2023 年(2022 級夏季)學業(yè)水平合格性考試水平的定位,是依據(jù)學業(yè)質(zhì)量水平一和學業(yè)質(zhì)量水平二,不可在學業(yè)考試復習教學中隨意增大知識的難度和深廣度,加重學生課業(yè)負擔。
2.基于物質(zhì)的量的化學計算,依據(jù)《中國高考評價體系》“一核四層四翼”和全國高考化學試題考查方式。本次考試在題型設置中,非選擇題沒有單獨設置傳統(tǒng)化學試題中的計算大題,將其以填空形式在真實情境問題解決中呈現(xiàn),體現(xiàn)了定量研究對化學實際問題解決的意義。
3.在教學中,落實學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)應注意結合教材中的鮮活素材,結合學生實際,引導學生從生活中發(fā)現(xiàn)問題、研究問題,加強實際情境與課堂教學的關聯(lián),培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng),體現(xiàn)了新課程評價體系提出的“核心價值是金線,能力素養(yǎng)是銀線,情境載體是串聯(lián)線”。
2023 年學業(yè)水平合格性考試試題充分利用了《課標》和各版本高中化學教材。如利用山西本土特色“老陳醋”來自《課標》中必修課程主題4 的教學提示“我國釀造技術與食醋文化”這一情境資源,結合命題宗旨和測試目標,從課本中提取了貼切的知識考點,運用化學教材以及高考試題中精煉、準確的語言表達形式,從《課標》里找到了設置不同梯度任務的落腳點,把核心素養(yǎng)、真實情境、實際問題和化學知識融合在一起,這充分說明《課標》對教學的指導作用。因此,教師在化學課堂教學與評價中應緊緊圍繞“發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)”這一主旨,深刻領會化學學科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵,科學制定教學目標,準確把握學業(yè)質(zhì)量要求,重視化學實驗的獨特價值,設計高水平的實驗探究活動,實施教、學、評一體化的新教學方式。
從試題第5 題,不同教師對“下列方程式表示正確的是”做題產(chǎn)生的疑惑中,可以看出對于“方程式”這一化學用語的理解,新教材強化了更豐富的內(nèi)涵,“方程式”不僅僅是化學方程式和離子方程式,還有電離方程式、水解方程式等化學用語。第4 題“化學反應能量變化”運用了新教材中的新的表示方法,提醒高中化學教師在今后的教學中,要通讀教材,關注新舊教材的變化;要關注新增的前沿科學內(nèi)容,如我國化學科學研究的重要成果,化學科學與技術在建設創(chuàng)新型國家方面做貢獻的事例;還要關注化學用語、符號、公式、圖示等表達方式的變化,如2023 年高一化學新教材中氯氣與水反應、鋁與NaOH 溶液的反應描述;深度理解學科本質(zhì),透過現(xiàn)象看本質(zhì),發(fā)現(xiàn)其中蘊含的規(guī)律或原理。
2017 年9 月,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)的《關于深化教育體制機制改革的意見》中提出,要注重培養(yǎng)支撐終身發(fā)展、適應時代要求的關鍵能力,并將關鍵能力的內(nèi)涵進一步闡釋為認知能力、合作能力、創(chuàng)新能力、職業(yè)能力。與各學科此前的能力要求相比,關鍵能力有兩點不同:一是更加契合時代需求,信息時代對閱讀能力的要求發(fā)生了變化;二是強調(diào)具備學習能力的重要性,關鍵能力不僅包括學生已經(jīng)獲得的能力,還包括在未來獲取新知識、構建新的知識體系的學習能力。通過素養(yǎng)導向的教學與新高考評價,以考定教,可以對知識與能力的教學及時進行調(diào)整,提高新時代學生的關鍵能力,落實核心素養(yǎng)。