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轉型期高考試題對新課程標準核心內容的審視及啟示
2019年全國化學綜合試卷一研究
葉俊1桂莉2胡逸帆3
(1.河南省信陽市第二高級中學,河南信陽;2.河南省信陽市基礎教育教研室,河南信陽;3.江西省九江市湖口中學,江西省九江)
2013年,教育部啟動普通高中課程修訂工作。這次修訂是教育部在新的歷史時期全面貫徹黨的教育方針,落實立德樹人根本任務,推進教育改革的重要任務之一。《普通高中化學課程標準(2017年版)》(以下簡稱新課標)的發布實施,為化學課程改革提供了重要引領和重要保障[1]。新課標將《普通高中化學課程標準(實驗版)》的“知識與技能”、“過程與方法”、“情感、態度與價值觀”等內容進行了有機整合,明確提出了學科核心素養,以育人為本、培養學科思維品質為重點,為學生未來發展奠定良好基礎。新一輪課程改革正在全國范圍內逐步推進。 截至2019年6月,已有14個省份率先實施新課改,預計2020年全國所有省份都將開始實施新課改。現階段的高考是改革進程的過渡,作為高考的選拔,高考試題一直扮演著改革風向標的角色,高考試題也是推動國家教育改革方案實施的重要手段,必然要體現一定的新課標。高考試題制定背后的思路滲透著新課改的一個重要內容——核心素養。
1.新課標核心素養在轉型期高考試題中的體現
新課標提出了化學五項核心能力,即:宏觀辨識與微觀探究、轉變概念與平衡思維、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學態度與社會責任感[2]。基于新課標核心能力,過渡期高考試題利用情境材料,創設陌生環境來考查學生,而不是單純地考察沒有情境的必備知識。2019年高考試題客觀部分和主觀部分的分析見表1、表2:
表1 2019年高考理科綜合試卷客觀題分析
注:由于選擇題有四個選項,涉及的核心能力并非單一的,表格中總結的核心能力主要依據試題的側重點。
從表1的分析中,我們可以發現,考試題目中使用的情景材料有一部分來自教科書,有一部分來自最新的技術前沿。這種考試不能通過簡單復制學生所學的知識來幫助學生解決問題。學生需要具備一定的學科能力,比如基于所學知識進行推理和分析,才能回答問題。這種基于所學知識的推理,其實就是現在所提出的論證推理和模型認知的核心素養。
表2 2019年高考理科綜合試卷一主觀題分析
通過表2中高考主觀題的分析,我們發現考試題目都是采用情景材料設置相關題進行考查,相關題的考查對應著新課標相應的核心素養層級,說明核心素養的提出是在整合了之前的《普通高中化學課程標準(實驗版)》的基礎上,再明確提出化學學科的核心素養。由之前的“學習目標層級”要求過渡到新課標的素養層級,使得化學的學與教更加清晰。過渡期的高考題必然要在繼承中發展、完善,以適應時代的發展和人才培養的需要,過渡期的高考題將繼承新課標實施的過渡,引領課程改革的發展。
2.新課程標準出題原則在過渡期高考試題中的體現
新課程標準明確提出,化學試題制定要堅持化學學科核心素養,準確把握“素養”、“情境”、“問題”和“知識”四要素的定位和相互聯系,構建以學科素養為引領的命題框架[3],以化學知識為載體,在現實情境中運用化學知識解決實際問題,通過解決實際問題考察學生核心素養水平。因此,提出以下試題制定原則:
圖1 新課程標準出題原則
2.1 以真實情境作為試題載體,體現學科知識的應用,使試題更貼近實際
有了真實的情境,化學知識就變得更加豐富,而不是單一知識點的羅列。2019年高考試題的情境素材選取更加廣泛,每道題都設置了一個真實的情境。這些情境有的來自傳統文化精髓,如第7題;有的來自前沿科技,如第10、12、13、28題;有的來自工業生產,如第26、27題;還有的來自生命科學相關領域的研究,如第36題關于醫藥中間體的合成。 情境材料在探究中華民族優秀傳統文化的同時(如問題7,用優美的詞語“陶瓷是火與土的結晶”、“雨過天晴后”,展示優秀傳統文化的同時,也讓人感受到化學為人類創造的生活之美),還涉及中國化學家最新最前沿的科技成果(如問題28,問題3來自中國化學家在世界頂級期刊發表的研究成果“在α-MOC上沉積單層金原子對水煤氣的低溫催化反應”,問題35是中國科學家發表的“雙相納米高純鎂合金的制備方法”)。 通過這些材料的呈現,極大地激發了學生的愛國情懷和學科認同感,使他們能夠深刻認識到化學為創造更多物質財富和精神財富、滿足人民日益增長的美好生活需要所做的重要貢獻,體現了學科建設的核心品質——科學態度和社會責任感[4]。
2.2 提出實用性考題,注重基礎和能力
實踐題涉及學科核心知識,與現實情況聯系緊密,如問題7傳統工藝陶瓷情境材料選項,涉及陶瓷組分的化學性質、陶瓷的性能等;問題8有機物鍵線結構的選項,涉及對其結構和性質的考察,雖然沒有研究過這些物質,但重點考察乙烯、苯等基礎知識;問題12最新技術生物燃料電池的選項,涉及對原電池基本反應、離子運動等基礎知識的考察。
實踐題的設置,在強調基礎的同時,也注重考查學生綜合運用知識的能力和學習質量。例如,第27題(1)中,步驟1的目的是去除廢鐵表面的油污。學生對這道題并不陌生,很容易想到用熱堿溶液清洗。但結合流程圖發現,廢鐵經過步驟1后就是“洗凈鐵”,所以答案是“堿煮水洗”。這就要求學生具備嚴謹細致的學科素質。例如,第26題(3)中,根據H3BO3的解離反應:
對H3BO3作出判斷,學生需通過電離方程式及電離常數得出“一元弱酸”的結論,并強調多元酸及強酸與弱酸。
測試任務層層遞進,涵蓋不同層次和復雜程度,使測試題目既能考查基礎知識,又具有選擇性。例如,在問題28(1)中,進行了如下實驗:①將純H2在721℃下緩慢通入過量的氧化鈷CoO(s),部分氧化鈷被還原為金屬鈷(Co),達到平衡后氣體中H2的摩爾分數為0.0250。②在相同溫度下,用CO還原CoO(s),達到平衡后氣體中CO的摩爾分數為0.0192。
根據以上實驗結果可知,將CoO(s)還原為Co(s)的趨勢為(填“大于”或“小于”)。達到平衡后,H2和CO的摩爾分數分別為0.0250和0.0192,不難分析出CO的趨勢大于H2。問題(2)轉化為水煤氣變換:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),確定平衡體系中H2的摩爾分數。中級以上同學可將其與問題(1)中的兩個反應聯系起來:①CoO(s)+CO(g)=Co(s)+CO2(g) k1,②CoO(s)+H2=Co(s)+H2O k2。由①-②得到水煤氣變換反應。由問題(1)的結論可知水煤氣變換反應的平衡常數:
結合題目給出的信息,CO、H2O等的初始量,達到平衡后,CO和H2O的量分數相同,CO2和H2的量分數相等。答案選項中有兩個數據,0.25和0.5。如果是0.25,則四種物質的量分數相同,k=1;如果是0.5,則反應完全;結合k>1,判斷H2的量分數應為0.25~0.50。該試題通過兩個小題的巧妙設計,完美實現了高考題的選拔功能,也注重了對學生能力的考察。
2.3 利用化學知識作為工具解決實際問題
解決實際問題需要學生根據從試題中學到的化學知識、模型和相關知識進行解決。化學知識是解決實際問題必不可少的工具,這些知識包括基本元素化合物的性質和變化規律、基本化學原理和基本認知模型等。例如第9題考查制備溴苯實驗的基本操作:從混合溶液中分離溴苯需要經過水洗、堿洗、水洗、蒸餾等步驟,這些都是實驗的基本操作;第10題考查學生從圖表中獲取信息解決問題的能力。冰面第二層Cl-的濃度計算如下:
第12題考察學生基于原電池基本模型的“證據推理與模型認知”素養,通過原電池基本模型、電池電極判斷、正負極反應、離子運動等進行解題。左邊電極上MV+→MV2+,失去電子的應該是電源負極新課標1卷使用省份,右邊電極上為正極,負極區域反應為2MV++H2=2MV++H+,正極區域反應為6MV++N2+6H+=6MV2++2NH3,質子(H+)由負極區域向正極區域移動。
2.4 瞄準核心素養,體現學科培養目標
高考題利用情景材料提出實際問題,借助化學知識進行解決,最終指向學科核心素養。如第8題考查2-苯基丙烯的性質與結構,以乙烯、苯、烷烴的結構與性質為證據進行推論論證,指向“證據推理與模型認知”素養;第9題考查實驗基本操作和單質化合物的性質,指向“宏觀鑒別與微觀分析”和“科學探究與創新意識”素養;第13題利用微觀結構,要求學生從微觀與宏觀相結合的角度對物質進行推斷,并從不同角度對物質做出是非判斷,重點考查“宏觀鑒別與微觀分析”素養;第26題為以硼鎂礦為原料生產硼酸和輕質氧化鎂的工藝流程。 第1題中,學生通過流程圖分析氣體組成,并利用分析結果寫出反應方程式,指向“證據推理與模型認知”素養;第2題通過工藝確定濾渣組成,指向“證據推理與模型認知”素養;第3題通過題目給出的信息,結合所學的弱電解質特性,考察“證據推理與模型認知”素養;第4題要求學生在寫離子方程式時,對鎂沉淀過程中的物質進行推斷和表征,體現“宏觀鑒別與微觀分析”和“證據推理與模型認知”的學科素養;“母液”的回收利用,要求學生確定“母液”的組成并做出正確判斷網校頭條,指向“證據推理與模型認知”和“科學態度與社會責任感”素養;輕質鎂的制備,指向“科學探究與創新意識”。
從2019年高考試題分析可以看出,與往年相比,更加強調以情景材料為載體的思路。12道題全部采用真實情景材料設置,與往年不同。情景材料、真實問題、化學知識和核心素養構成了完整的測試體系,對新課程實施具有明顯的指導意義。我們以13題為例,具體分析一下核心素養與各要素之間的關系。
13、科學家合成了一種新化合物(如圖所示),其中W、X、Y、Z是同一短周期的元素,且Z的原子核最外層電子數是X的原子核電子數的一半。下列哪項表述是正確的:
A. WZ的水溶液呈堿性
B.元素非金屬性質的順序為X>Y>Z
C. Y最高價氧化物的水合物是中強酸
D. 該新化合物中的 Y 不滿足 8 電子穩定結構的要求
本題以美國麻省理工學院(MIT)一位教授及其博士生近期發表的研究成果為背景材料。他們以三偏磷酸鹽()和三氯硅烷為原料,開發出一種新型磷硅陰離子——雙(三氯硅基)磷陰離子(bis()),可進一步轉化為廣泛使用的含有PC、PF和PH鍵的化合物。整個過程不需要使用危險試劑。這一真實情況展現了化學技術的發展,體現了化學學科對科技進步的重要貢獻,滲透著“科學態度與社會責任”。 設計的實際問題是通過微觀結構結合原子結構的特點來推斷物質并對物質的性質做出判斷,指向“宏觀鑒別與微觀探究”,要求學生運用物質結構、單質化合物的相關知識解決問題,重點關注鹽類的水解、非金屬性質的強弱判斷以及粒子的結構,涉及“宏觀鑒別與微觀探究”和“證據推理與模型認知”的學科素養。
三、啟示與建議
通過對轉型期高考試題的研究,新課程標準的理念已經得到體現,這就要求我們教育工作者要做好充分的準備,開始轉變教學觀念和教學策略,積極應對。為了更好地貫徹新課程標準,我們現在就必須在以下兩個方面進行思考和著手。
3.1 重視日常教學,培養核心素養
新課程改革已在全國部分省份實施,學業水平測試將逐步取代高考試題。考查學生的核心素養必然成為未來化學考試試題制定的重要考量[5]。因此,在日常教學中,應切實轉變傳統教育觀念,努力改進教學方法,優化教學設計,積極采用案例教學法、情境教學法等新型教學方式,強化基礎知識教學,培養學生的學科素養[6]。在教學中,應注重情境材料的運用。新課標的教學建議中增加了“情境材料建議”,王后雄老師經過調研統計,新課標涉及7大類、共計183條情境材料建議[7]。在日常教學中,教師應通過真實情境設計教學活動,解決與化學相關的實際問題新課標1卷使用省份,這樣既達到了學習化學知識的目的,又能培養學生的核心學科素養。
3.2 核心能力測試題型研究
2019年6月19日,國務院辦公廳印發《國務院辦公廳關于推進新時代普通高中教育方式改革的指導意見》,明確要求“創新試題形式,加強情境設計,注重聯系社會生活,增加綜合性、開放性、探索性試題”[8]。今年的試題突出了試題創新,加強了情境素材的運用和圖表的應用。圖表的應用也成為高考試題中的另一個重點,12道試題中有11道都有圖表。圖表信息的提取可以體現學生的學習能力,教師在平時教學中應予以重視。同時,教師在日常教學中應多利用科技文獻、傳統文化等素材進行試題制定和測評,強化情境的體現,進一步培養學生的核心學科素養。 通過研究核心素養的層級劃分標準,明確測試目的和制定測試題目,探索落實新課程標準的手段和方法,提高對新課程標準的理解,可以促進我們更快適應新課程標準、更好地實施新課程標準。根據現實生活情境材料的呈現形式不同,試題所反映的質量和層級會有一定的差異。在設置具體試題時,可以參照新課程標準中“化學核心素養的層級劃分”進行實際量化[9]。
參考
[1]方宇,徐端軍.普通高中化學課程標準解讀(2017年版)[M].北京:高等教育出版社,2018.9:1
[2] 中華人民共和國教育部. 普通高中化學課程標準(2017年版)[S]. 北京: 人民教育出版社, 2018: 6
[3] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018:57
[4] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018:7
[5]鐘慧生,謝明軍,蔣建文.核心素養視角下的高考試題解析——2017年全國高考卷一綜合化學試題點評[J].化學教學,2018,5:80
[6]吳新德,熊娟,李佳,黃冠,韓小月,陳優.基于核心素養培養學生綜合素質——2017年高考綜合理科課程標準一化學試卷點評及教學建議[J].化學教育,2018,39(23):5-8
[7]王偉,王后雄.《普通高中化學課程標準(2017年版)》中“情境材料建議”的內容特點及使用建議[J].化學教學,2018,10:17