践行高考评价体系创新核心素养考查<br/>——以2017年高考化学全国卷为例

践行高考评价体系创新核心素养考查
——以2017年高考化学全国卷为例

2017-03-13江合佩

中国考试 2017年12期

江合佩

（厦门市教育科学研究院，厦门 361003）

2012年，党的十八大报告提出，把立德树人作为教育的根本任务，明确了教育的本质功能和真正价值。2013年5月，北京师范大学林崇德教授承担的教育部重大专项课题“21世纪学生发展核心素养研究”明确提出，核心素养体系的研究要统领课程改革各环节。2014年9月，国务院颁布《关于深化考试招生制度改革的实施意见》（以下简称《实施意见》）。为让《实施意见》落地，教育部要求2014年“拿图纸、出方案”，制订高考内容改革规划和加大使用全国卷的调整方案；2015年“打基础、抓施工”，提出高考所有学科必须渗透“一点四面”的考查，即以立德树人为核心，强化社会主义核心价值观、中华优秀传统文化、依法治国和创新精神的考查[1]；2016年“调布局、克难点”，2017年普通高等学校招生全国统一考试大纲修订，积极探索构建“一核四层四翼”高考评价体系，全面对接基于核心素养培养的课程标准和高考综合改革。本文力求通过对“一核四层四翼”评价体系的解读和对该体系在2017年高考化学全国卷试题中的体现进行剖析，提出对教学的启示，以期优化和改进教学，提升教学的实效性。

1 “一核四层四翼”高考评价体系

构建“一核四层四翼”高考评价体系主要是从顶层设计上回答好高考“为什么考”“考什么”“怎么考”等关键性问题。其中，“一核”即通过确立“立德树人、服务选才、引导教学”这一核心立场，回答“为什么考”的问题；“四层”即通过明确“必备知识、关键能力、学科素养、核心价值”的考查目标，回答“考什么”的问题；“四翼”即通过明确“基础性、综合性、应用性、创新性”的考查要求，回答“怎么考”的问题[2]。高考评价体系的提出有利于明晰考查目的，发挥引领作用；明确考查目标，规范教学行为；明确考查要求，优化知识结构。

2 “一核四层四翼”评价体系在高考试题中的体现

2017年高考化学试题突出立德树人、服务选才、引导教学的价值立场，以学科基础为本，考查基本理论和基本能力，再现科学研究及实验过程，强化综合性和学科思维方法考查，联系生产实际，注重应用能力的考查，坚持测试必备知识，突出考查关键能力，全面检测化学科学素养[3-4]。试题全面贯彻落实“一核四层四翼”高考评价体系，呈现考试大纲修订对能力考查的最新成果，全面对接基于核心素养建构的课程标准。

2.1 保证基础性，突出必备知识的考查

高考化学试题重视基本概念、必备知识的考查，增强考试内容的基础性，引导中学教学重视教材内容的理解与掌握，夯实学科基础。首先，重视经典基本概念考查的传承，比如2017年高考化学全国Ⅱ卷第8题、全国Ⅳ卷第9题利用“NA为阿伏加德罗常数的值”考查宏观物质与微观粒子数之间的数量关系，考点涉及盐类的水解、氧化还原反应、气体摩尔体积、可逆反应、共价键、质子数等核心概念的考查，这是自2012年以来连续6年考查相同的知识点，体现对经典内容考查的传承。其次，重视考生学习化学4年经验积累的考查，比如全国Ⅰ卷第10题将初中利用实验室制备H2还原金属氧化物考查学生对气体参加反应体系的理解。

高考试题重视基本实验技能的考查，2017年高考化学全国4套试卷基本涵盖教材必做实验，意在引导中学重视实验教学，重视学生对实验过程的体验，重视学生对基本实验原型的理解。其中，全国Ⅰ卷第10题涉及实验室制备H2，第26题涉及实验室制备NH3，第28题涉及弱电解质电离平衡及单一控制变量；全国Ⅱ卷第13题涉及铁离子的检验、金属钠的化学性质、盐类水解、沉淀转化，第28题涉及酸碱中和滴定；全国Ⅲ卷第9题涉及酸碱中和滴定溶液取用、清洗碘升华实验所用试管、测定溶液pH、配制一定物质的量浓度溶液；全国Ⅳ卷第12题涉及酸碱中和滴定、容量瓶的使用、蒸馏、萃取分液。通过对教材基本实验的考查，尤其是对必考有机化学实验的强化，引导中学切实落实实验，培养基本实验能力。

2.2 加强综合性，强化关键能力的考查

2017年高考化学试题重视对学生综合分析解决能力的考查，要求整合化学基本概念、元素化合物、化学反应原理、物质结构与性质等各模块的知识，培养在新情境中应用知识综合解决问题的能力。

一是高考化学试题重视学科内各模块知识的综合。比如2017年高考化学全国Ⅰ卷第27题以利用钛铁矿为原料制备锂离子电池的电极材料Li4Ti5O12和LiFePO4工艺流程为背景，考查的内容涉及单一控制变量、离子方程式书写、数据分析、化学键数目计算、沉淀溶解平衡、氧化还原反应，考查信息提取和分析能力、推理能力、分析和解决问题的能力，对综合能力要求较高。

二是高考化学试题重视学科间知识的综合。关注化学学科与数学、物理等学科间的关系，将数学的简化定量思想、物理的模型建构思想引入化学，加强学科间交叉点的考查，体现了学科未来发展趋势。

例1（2017年全国高考化学Ⅰ卷第13题）

将NaOH溶液滴加到己二酸（H2X）溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图1所示。下列叙述错误的是

图1

A.Ka1（H2X）的数量级为10—6

C.NaHX溶液中c(H+)＞c(OH-)

D.当混合溶液呈中性时，

c(Na+)＞c(HX-)＞c(X2-)＞c(OH-)=c(H+)

本题将传统的酸碱滴定中和曲线利用数学简化思想转变为一次函数，考点涉及电离平衡、水解平衡、水的电离平衡，综合考查混合溶液体系中各粒子浓度关系，考查考生读图分析能力，能力要求高。

三是高考化学试题重视各种信息呈现形式的综合。采用文本、信息化学方程式、表格数据、坐标曲线、模型、实验装置图、推断框图等多种方式的融合，增加信息呈现方式的宽度和广度，考查考生从不同角度提取、分析、处理信息的能力。2017年高考化学试题信息呈现方式统计见表1。这些试题信息量大，呈现方式多元，能力要求综合度大，要求考生学会整合信息，综合分析能力需达到一定的水准。

表1 2017年高考化学全国卷试题信息呈现方式统计

2.3 增强应用性，体现核心素养的考查

化学是一门与生活、生产实际结合非常紧密的自然学科。从科学史、现代科技、材料科学、最新科技等选取试题情境材料，对立德树人、引导教学有着不可估量的作用与意义。

一是高考化学试题重视爱国情怀的培养。比如2017年高考化学全国Ⅰ卷第8题从《本草衍义》中选取素材考查基本实验操作——升华，将中华民族优秀传统文化与学科基本技能考查相结合，有利于培养考生民族自豪感。全国Ⅱ卷第35题以我国科学家成功合成世界上首个五氮阴离子盐（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl为背景，考查物质结构与性质相关知识；全国Ⅳ卷第18题以香茅醛合成青蒿素的中间体为背景，考查官能团、反应类型等有关基础知识，将我国科学家最新取得的学术成就与学科本体知识相结合，有利于激发学生热爱祖国的情怀。

二是高考化学试题重视化学与生活的考查。比如2017年高考化学全国Ⅰ卷第7题考查合成纤维，全国Ⅱ卷第7题考查化学与健康，全国Ⅲ卷第7题考查化学与环境保护，关注治理雾霾、绿色化学、酸雨、清洁燃料等社会热点问题，全国Ⅳ卷第1题考查食品化学，关注调味剂、抗氧化剂、消毒剂、干燥剂，聚焦当今社会面临的突出问题，突出化学对解决社会发展过程中的疑难问题有不可替代的关键作用。

三是高考化学试题重视新型材料、药物、能源设备及最新科研成果的介绍。化学创造的新型材料为现代生活的各种电子设备提供各种优异光电性能，极大地提升了人们的生活品质，比如2017年全国Ⅰ卷第11题高硅铸铁、第35题非线性光学材料KIO3晶体、第36题有机光材料，全国Ⅳ卷第19题低温超导化合物K3C60。化学创造的各种新型治疗疾病的药物拯救了成千上万人的生命，比如2017年全国Ⅱ卷第36题治疗高血压的药物“比索洛尔”、全国Ⅲ卷第36题可用于治疗肿瘤的药物氟他胺。新型能源或设备为减少传统化石燃料的使用，减缓温室效应，提升能源转化效率作出了重要的贡献，比如2017年全国Ⅰ卷第27题利用钛铁矿制备锂离子电池的电极材料Li4Ti5O12和LiFePO4，全国Ⅲ卷第11题密度高、成本低的掺有石墨烯的S8全固态锂硫电池，全国Ⅳ卷第10题介绍可以温和固氮电解制备氨气的装置。最新科研成果所反映的学科发展方向对激发学生创新热情有着不可估量的作用，比如2017年全国Ⅰ卷第28题介绍了具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能，继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子H2S，全国Ⅲ卷第35题利用具有高活性Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂将CO2低压合成为甲醇。

四是高考化学试题重视化学各种分析测定方法的介绍，凸显知识的应用价值。比如2017年高考化学全国Ⅰ卷第26题凯氏定氮法测定蛋白质中N元素含量，全国Ⅱ卷第26题测定水泥样品中钙含量、第28题采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。

试题关注情境的应用性，同时也将核心素养考查要求置于其中，即通过创设真实的情境，根据所要考查的化学知识，设计实际问题，考查学科能力，在能力内化和提升中形成化学学科核心素养。真实情境服务于真实问题的提出，化学知识服务于实际问题的解决，考查学生在解决实际问题过程中的学习理解（辨识记忆、概括关联、说明论证）、应用实践（分析解释、推论预测、简单设计）、迁移创新（复杂推理、系统探究、创新思维）等能力，实现对化学学科核心素养的测试[5-6]。

实验探究与创新意识是化学核心素养的实践基础，主要依靠实验题进行考查，比如2017年全国Ⅰ卷第26题、全国Ⅱ卷第28题、全国Ⅲ卷第26题、全国Ⅳ卷第17题，实验增加设计及过程的分析，考查考生的探究能力。

宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想是化学核心素养的学科特征，其中宏观辨识与微观探析主要通过物质结构与性质选修模块试题来体现，通过宏观的性质呈现结合微观结构来解释或给出微观结构预测宏观所具有的性质；变化观念与平衡思想则主要依靠化学反应原理来进行考查，比如2017年全国Ⅰ卷第28题、全国Ⅱ卷第27题、全国Ⅲ卷第28题、全国Ⅳ卷第14题。

证据推理与模型认知是化学核心素养的思维核心，其中证据推理有诸如2017年全国Ⅰ卷第12题涉及元素周期表、性质、结构、转化推断物质，也有全国Ⅱ卷第10题和第13题根据实验现象推出合理的结论，还有根据有机合成路线及所给的信息推出物质的结构；模型认知则主要通过对选修模块的物质晶体结构模型的分析来进行，比如2017年全国Ⅳ卷第19题给出C60可以与钾形成低温超导化合物的晶体结构，推测其化学式，并计算其晶体密度。科学精神与社会责任是化学核心素养的价值立场，其中科学精神主要通过科学史上的经典案例的分析与阐释来突出基于事实和证据的科学精神，比如2017年全国Ⅰ卷第9题以19世纪3位科学家提出的苯的结构模型作为试题情境，通过对性质及同分异构体数目的分析，培养尊重事实、勇于创新的科学精神；社会责任则主要通过选取关于绿色环保素材，展现化学在变废为宝、循环利用方面独有的学科魅力，比如全国Ⅲ卷第28题含砷废渣制取H3AsO4、全国Ⅳ卷第17题废渣硼镁泥制取MgSO4·7H2O。下面将以一道典型试题来分析核心素养及关键能力在高考试题中的体现。

例2（2017年高考化学全国Ⅰ卷第27题）

Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：

图2

回答下列问题：

（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如图2所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。

（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：

温度/℃ 30 35 40 45 50 TiO2·xH2O转化率/% 92 95 97 93 88

分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因____________。

（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为_____________。

（5）若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol·L-1，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1，此时是否有Mg3（PO4）2沉淀生成？______（列式计算）。FePO4、Mg3（PO4）2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。

（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式_________。

例2以利用钛铁矿为原料制备锂离子电池的电极材料Li4TiO12和LiFePO4，紧跟时代脉搏，创设真实情境。试题围绕工业流程设问，考查单一控制变量最佳实验条件选择、信息型离子方程式书写、根据数据说理、化学键、沉淀溶解平衡、氧化还原信息型方程式书写，考查学科能力，实现对学科核心素养发展水平的考查。该题中各小题考查的学科能力和核心素养水平见表2。

表2 2017年高考化学全国Ⅰ卷第27题考查的学科能力及核心素养水平

2.4 探索创新性，加强核心价值的考查

化学是一门认识物质和创造物质的学科。因此，体现在创新能力培养上，即基于证据推理的合成新物质、阐释反应机理、发现新的合成方法、提出新的结构理论等。

第一，从试题情境素材的视角考查创新思维能力主要通过推理实验现象、设计合成路线、阐释结构与性质的规律。对于推理实验现象的考查，基本思路是给出实验目的和相关装置图，要求考生根据实验目的和题目所给信息给出合理解释。如2017年高考化学全国Ⅲ卷第26题通过定性的溶液颜色变化推测固体样品是否被氧化，通过设计实验装置测定加热前后质量定量推断绿矾结晶水数目，通过对实验装置及实验现象的半定量分析推测硫酸亚铁热分解化学方程式。对于合成路线的设计，则是要求考生根据所给需要制备的目标物质，利用题目所给的合成路线和已学的相关知识，用逆合成分析方法将目标物质和原料进行有效串联起来。如2017年高考化学全国Ⅰ卷第36题“用环戊烷和2-丁炔为原料制备化合物的合成路线”。对于阐释结构与性质的规律，则要求根据物质或元素的相关性质，阐释物质结构与性质之间的关系及其变化规律。如2017年高考化学全国Ⅱ卷第35题给出第二周期部分元素的E1变化趋势，要求根据结构与性质的关系阐释氮元素的E1呈现异常的原因。

第二，从试题呈现方式的视角考查创新思维能力。如2017年高考化学全国Ⅰ卷第10题实验室用H2还原WO3制备金属W的装置引入启普发生器，让考生现场学习其类似于分液漏斗与锥形瓶的成套装置，可以做到随时制取、随时使用，但是由于其装置特点，无法用于直接加热，很好地考查了现场学习能力。再如全国Ⅲ卷第13题则将氧化还原与沉淀转化融为一体，将传统的离子浓度关系创造性地用数学对数函数的形式呈现，体现了化学与数学的融合，考查在新情境下根据所学原理分析和解决问题的能力。

第三，从试题设问方式的视角考查创新思维能力。如2017年高考化学全国Ⅰ卷第35题（5）没有在晶胞的传统设问诸如密度、空间占有率、半径等上做文章，而是在给定KIO3晶胞结构基础上，考查另外一种表示方式，给出I的位置，预测K、O在晶胞中的位置，给人耳目一新的感觉。

第四，从基于真实证据推理的视角考查创新思维能力，引导中学教学尊重科学事实，基于证据推理进行教学。如2017年高考化学全国Ⅳ卷给出四卤化硅（SiX4）的沸点和二卤化铅（PbX2）的熔点示意图，要求通过数据分析判断出二卤化铅离子性减弱、共价性增强，打破中学认为离子化合物100%具有离子性的认识，有利于引导中学尊重科学事实，打破死记硬背理解物质结构与性质的现状。

第五，从改进评分方式的视角考查创新思维能力。引导考生独立思考，摆脱唯一答案的思维模式，鼓励新方法和新解答。如2017年高考化学全国Ⅰ卷第27题（1）“由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为”一题，既可以回答“2h，100℃”，也可以回答“5h，90℃”，这样脑洞大开的解答方式，有利于打破思维定势，提升发散有序思维的质量。

3 教学启示

3.1 创设真实问题情境，培养解决问题的能力

教师应当创设真实的问题情境，让学生在真实的问题解决中提升能力。情境的创设应注意4点：一是情境应当具有前沿性。应当选择最新科技进展作为情境，反映化学学科目前发展状况。二是情境应当具有时代性。关注目前存在的雾霾、水污染、温室效应、能源、电池等社会热点问题，反映化学在解决社会核心问题上特有的价值。三是情境应当具有应用性。情境应当积极反映化学在生活、生产当中不可替代的作用，反映化学在提升人类生活质量中的特殊作用。四是情境应当具有教育性。应当从化学史、优秀著作等各种途径挖掘素材，体现立德树人的育人价值。例如，重要的有机物的教学流程如图3所示。在此教学过程中，教师打破传统以知识建构为核心的模式，以具体真实情境为载体，选择三蝶烯作为研究对象，围绕其结构与性质设计问题，在问题解决当中将有机物的分类、有机物共平面判断、同分异构体书写及判断、官能团及性质等核心知识一一内化提升，将知识的结构化在真实问题解决过程中螺旋上升，从而提升学生的学科能力，实现情境创设与知识学习的深度融合，实现具体知识与问题驱动琴瑟和鸣，有效地培养学生的核心素养。

3.2 积极实行问题导学，提升思维品质

教学应当紧紧抓住问题解决这条主线，通过将具体的知识和方法转化为精准的问题，让学生在问题解决中提升解决问题的能力。问题的设计和选择应注意以下4点：一是问题应当具有深刻性。问题式教学不是追求问题的数量，而是更加强调问题的质量。问题的设计应当启发学生思维，激发学生进行深度思考，统摄整节课的教学目标的预设与达成。二是问题的设计应当具有层次性。问题的设计不要一竿子插到底，让学生丈二和尚摸不着头脑，而应该从学生最近发展区出发，层层剥茧，逐渐深入，最终达成教学目标。三是问题设计应当具有冲突性。问题的设计应当激发学生的认知冲突，从冲突出发，层层递进，进而形成新的正确认知。四是问题设计应当具有生成性。教学应当关注师生互动中学生产生的新问题，抓住学生的思维盲区，直接切中要害，深度挖掘，让学生在问题解决中提升思维的品质。以沉淀溶解平衡的教学为例，首先呈现碎片化的认识，然后将碎片化的知识进行关联，抽象概括，进行符号化、系统化、一般化的总结，形成结构化的概念，进而上升到一般问题的具体理解及将知识观念化，最后内化形成核心素养，其认知结构如图4所示。根据认知结构分析，设计相应教学流程如图5所示。在此教学过程中，通过创设4个任务，设计4个问题，形成5个学习活动，通过活动不断提升学生对沉淀溶解平衡的认识，打破以往对沉淀溶解存在的诸如“把沉淀物当作不溶物”“沉淀完全后溶液中不可能含有难溶电解质的相应离子”“只有难溶物转化为更难溶物的反应才可能发生”“将沉淀溶解平衡表达式与电离方程式混淆”等认知障碍，通过情境创设、问题导学帮助学生建构起科学认识，培养学生核心素养。该教学过程启示我们，教学应当教重要的深层次知识，教有联系、有结构的知识，教获得知识或解决问题的思路与方法，引领学生建构有联系的知识，帮助学生建立微观宏观分析的思路与方法。