2021 年福建省初中学业水平考试化学试题评析
2021-12-08王云生
王云生
(1.福建教育学院化学研究所,福建 福州 350025;2.福建师范大学基础教育课程研究所,福建 福州 350007)
初中学业水平考试(下文简单称为中考)的考试成绩,是初中学生毕业和高中招生录取的主要依据。但这并非是它的唯一作用。中考是义务教育阶段的终结性考试,是教育行政部门评价、管理引导义务教育阶段办学,引导学校认真执行国家课程方案、课程标准,导向学科教学,提高义务教育的质量的重要手段。为了更好发挥中考对初中学科教学的评价和导向作用,2019 年11 月教育部发布了《关于加强初中学生学业水平考试命题工作的意见》[1],取消了初中学业水平考试大纲,要求严格依照义务教育课程标准命题。文件的颁布,指明了中考命题工作的方向,体现了中考考试的性质,全方位引导和规范中考命题工作。文件颁布之后,在全国各省级教育行政部门领导和组织下,中考命题的改革研究不断深入,坚持有利于全面贯彻党的教育方针,全面实施素质教育,全面提高教育教学质量,维护教育公平、坚持有利于面向全体学生、促进学生生动、活泼、主动学习,培养创新精神和实践能力等方面取得了很大进展。
和全国各省市一样,近3 年来福建省中考命题改革工作也取得了引人注目的进展。以化学学科的中考为例,在教育行政部门的指导下命题人员严格依照九年义务教育化学课程标准编制试卷、命制试题。试题的命制以真实情境为载体,以实际问题为任务,要求学生运用化学基础知识认识、分析、解决简单的化学问题,考查学生对化学基础知识、基本技能的理解、掌握程度,对化学学科特点、化学基本观念的认识,对化学学习与研究的基本方法和学科价值的了解程度、必备品格与关键能力的发展水平,通过考试促进学生整体素质的全面提升。
2021 年的中考化学试卷的编制、试题的命制,在以下方面所做的努力,所取得的进步为初中化学的教育教学发挥了很好的引领导向作用,得到了许多外省同行的肯定。
一、试题的命制全面体现了化学课程标准规定的课程目标、教学内容和教学要求
课程标准的“课程目标”是中考考试测量目标制定的基础“课程内容”是考试内容设计的依据,“课程教学与评价建议”是试题设计、试卷编制发挥教学引领作用的准绳。2021 年福建中考试题的命制与试卷的编制体现了按照课程标准进行测量、评价,学什么、考什么的基本原则,比较全面体现了课程标准制定的课程目标。
(一)坚持育人为本,素养导向,体现了学科教学的育人功能
试卷中许多试题密切联系我国古代化学技术发展史料、现代科技发展成就、化学在日常生产生活实际中的应用,创设了鲜活的问题情境;在考查学生化学必备基础知识、基本观念的同时,给学生以爱国主义、理想信念和文化自信的教育,引导学生关心化学科学技术发展与国家建设、人民福祉的关系,增强社会责任感。试卷的10 道选择题中有6 道题联系日常生产生活、高科技中的应用,要求学生运用化学基础知识对有关化学在生产生活和科学技术发展中应用的有关问题做说明解释或判断。如要求就试题给定的信息对运动功能型饮料营养素、复合肥料、能抑制和杀灭多种细菌的大蒜素等物质的化学成分做分析、推断;对化学科学在生产、生活中的简单应用做解释说明或做正误判断,例如,对有关抗击新冠肺炎疫情所运用的化学知识和技术、运用于精密电子器件制造的铜纳米材料的一些化学性质的说明、关于水的净化、软化的说明。非选择题的试题11,以“嫦娥五号”月球采样、“天问1 号”对火星大气成分、水存在的探测为情境,设问考查学生对元素原子结构常识、水的分解、空气成分、矿物利用等化学基础知识的理解和掌握程度。试题12、13 联系我国古代冶铁技术、海盐提取技术的史料,考查钢铁冶炼、海水中食盐的提取等化学常识的理解和掌握程度。
(二)突出体现了初中化学课程的基础性
试卷中各道试题大都以初中化学课程所要求的化学基础知识、基本技能、基本观念和方法基础为主要考查内容,比较全面地考查学生对基础性知识的理解和掌握程度,基本能力的发展水平;通过考试帮助学生进一步认识化学的研究对象、化学学科的特点与价值,认识化学与科学技术、社会环境和生产生活的相互关系,较好体现了课程的基础性。
试卷注意合理控制试题难度,发挥了引导学校切实减轻学生过重的课业负担、落实立德树人机制、发展素质教育的正向指挥棒作用。试卷中的考点基本上是由初中课程标准规定的化学基础知识、基本技能的学习内容构成的。10 道选择题中有7 道题主要考查有关物质元素组成、物质分类、常见物质的性质、化学实验基本操作、化学常识的应用等基础知识和基本能力。非选择题中的考点涉及常见气体(氢气)制备的反应、干燥和收集方法,钢铁冶炼常识、身边化学物质(水、氧气、氮气、二氧化碳)的主要化学性质和转化关系,元素原子结构常识、物质化学式的解读和书写、依据化学方程式的简单计算等。
(三)重视初中学生关键能力、科学态度的考查,倡导严谨求实、敢于质疑、勇于创新的科学态度
试卷重视考查学生的阅读能力与信息提取能力,关注学生化学学科思维方式、思维能力和问题解决能力的发展。试卷注重通过试题的解答,考查学生对物质分类、物质组成与性质的关系的理解和运用能力,测评学生比较、分类、归纳、概括和推理判断能力的发展水平。试卷重视考查学生运用化学基础知识,从物质的组成、结构分析物质性质,应用化学变化中物质与能量的转化的基本观念对简单的化学问题做解释说明或推理判断的能力,试卷中还命制了一些试题,侧重考查学生对科学方法的了解和应用能力、理性思维和批判质疑能力。试题14,以“解决能源和环境问题”为背景资料,要求学生阅读可燃冰、甲烷气体、甲醇等燃料与二氧化碳、碳酸盐间的相互转化的技术路线图,对题设提出的5 个问题做分析说明,借以考查学生认识问题、分析、说明问题的基本观点和能力。试题15,用示例说明物质组成化学式的书写方式可以揭示物质组成与化学性质之间的关联(如,以Cu(OH)2·CuCO3表示碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3,显示它具有碳酸盐和不溶性碱的性质),要求学生运用类比方法,变换未学习过的两种复杂化合物(碱式碳酸镁Mg2(OH)2CO3、过碳酸钠2Na2CO3·3H2O2)化学式的书写方式,揭示、推断它们的某些性质和变化,考查学生研究物质组成与性质的高阶思维能力。
探究学习是初中化学课程着力倡导的学习方式。试题的命制强化了对学生实验探究意识和能力的考查,强调化学实验在探究学习化学科学知识、提高学生实践能力的重要性。试题17,以氢气在加热条件下还原氧化铜的实验,在简单考查学生对氢气制备反应原理和干燥方法的基础上,要求学生依据题设信息,通过实验,探究下列问题:验证该反应中会有氧化亚铜生成;依据一定量氧化铜在实验中得到氧化亚铜的质量随反应时间变化的曲线,判断氧化亚铜的质量随反应时间变化的趋势;说明如何在实验中确保产物中不含氧化亚铜;通过数据的分析和简单的补充实验探究氢气与氧化铜反应生成铜或氧化亚铜的反应是同时发生的还是先生成氧化亚铜,后者再与氢气作用生成铜。试题对实验探究学习既有定性也有定量的要求;既要对实验数据图表做阅读和理性的分析推断,也要通过实验对反应机理做探究验证,比较全面体现了化学实验在学习、探究化学反应中的作用。这道实验探究题对探究能力的要求较高,但也是大多数初中学生可以达到的学习要求。
二、试题的命制富有特色,试题的情境创设、设问与呈现形式良好,试卷的编制注意学科间的整合,有利于实现考试的测评目标
全卷18 道试题,都能结合生产生活实际和学生生活经验创设问题情境。试题情境素材来源广泛,类型丰富、真实,重视实验探究情境的创设。将学生对化学基本概念和基础理论掌握程度的考查置于真实的、具有生活和生产应用背景的情境问题解决中。体现了让学生在真实情境中学习和运用化学基础知识解决实际问题的化学教学理念。试卷中大多数试题的情境,或是来自生产、生活和科学技术研究成果中有关元素化合物的组成、性质与变化的事实、实验探究与实际应用,或是来自与教学内容密切相关的简单实际问题。例如,以我国古代海盐提取和冶铁技术史料、抗击新冠肺炎的常识、用于精密电子产品制造的新材料、新型7510 灭火剂的使用知识创设问题情境,以我国月球与火星探测取得的成就为背景设计的物质组成、结构和转化的问题情境。此外,试题中以化学实验设置的情境,陌生度不等,既有课本中的常见物质性质、分离、净化、提纯的基础实验,考查化学实验的基本技能,也有以学生没有接触过的陌生的实验为问题情境,力求实现实验内容的基础性和创新性的统一。例如试题10 以学生未曾接触过的溶液甲与逐滴加入的盐酸溶液作用过程浑浊度的变化曲线的分析为题,给出对该实验所发生反应的若干推断,要求学生对这些推断做出正误判断,在陌生情境下考查学生实验能力。试卷中多数试题的情境设置与考试内容契合,既与学生的生活经验相关联,又有一定的陌生度,能为学生所理解,真实性和应用性强。
由于种种原因,初中化学计算成为学生害怕和难以解答的问题。但它又是化学科学定量研究不可缺少的基本技能。计算试题的设计,要变革为计算而计算的编制模式,既要设置新鲜有趣的真实问题情景,又要避免问题背景过于复杂,能引起学生通过化学计算解决问题、获得新知的兴趣。2021 年计算试题的设计在这方面有了突破。该试题简单介绍了新型的7150 灭火剂喷射到着火金属上发生燃烧,消耗氧气并使生成可以覆盖在金属B 表面的固体不燃物,达到扑救金属物品失火燃烧的目的,引起学生的探究兴趣。试题要求学生依据该灭火剂燃烧的化学方程式,计算一定量灭火剂燃烧需要消耗的氧气体积。试题不仅考查了化学计算能力,通过简单计算,显示了灭火剂燃烧要消耗大量氧气的数据,还说明该灭火剂的灭火功能,加深了学生对问题的认识。
试卷中,大多数试题的设问指向明确,语言准确、精炼,大题中各个小题的设置的问题逻辑结构和难易编排顺序合理,有利于引领学生由浅入深的理解和解答问题。试题12,是一道以钢铁冶炼和表面处理为情境的试题,先后考查对我国古代炼钢技术中使用的“黑土”(磷酸铁)中磷元素化合价的判断、炼铁化学方程式的书写、炼钢中使用氧气的作用、钢铁制品发蓝的变化类型、钢铁表面致密氧化膜能防止钢铁制品锈蚀的原因。设问的排序符合化学知识本身的逻辑结构,有利于学生对试题的背景的整体理解和解答,也有助于学生对钢铁冶炼、钢铁制品使用与防锈的整体认识。试卷中开放性试题的设问,能从多个角度考察学生思维的灵活性和批判性。试题要求学生根据题目提供的新情境,思考和组织答案,用简洁的语言和规范的化学用语回答问题。2021 年化学试卷中开放性试题的综合度、开放度的设计,比较注意基础性与创新性的和谐统一,值得称道。
试卷信息呈现方式多样,有常见的文字信息,也有各种形式的图表信息。试卷字符数适中,阅读量合理,图文与考核目标相匹配,表述符合学生的认知水平。试卷中共设计了12 幅清晰的图片、7 张数据图和数据表,这些图表与文字配合,使得题目的信息呈现更直观、简洁,能帮助学生准确、迅速地理解题意,提取有用信息。试卷中设计运用了3 张有关化学反应中数据变化的函数图像,与试题的设问配合,为试题的解答提供了背景资料和有用信息,有效地考查了学生的数据图阅读、分析、推理和判断能力。试卷在数据图表的运用上,弥补了现行课本在这方面的不足,对化学教学在数据呈现、阅读、分析能力的培养上给出了有益的启示。
化学实际问题的认识、分析和解决,往往不仅需要化学学科的知识方法和思想,还需要运用其他学科的知识、技能、方法和观点。因此,在化学试卷的编制上,要基于化学学科的特点又不排斥其他学科相关的内容,以更全面考查学生的整体素养。2021 年化学中考试题的试题9、10、17 都引用数学函数图像呈现化学反应过程中有关物质数量、反应现象的变化,提供解答问题需要的有用信息、综合运用化学与函数图像的知识,揭示了数据变化趋势、变化的原因、认识变化的本质特征和规律。在试题答案的表述上,有的试题也要求学生具有一定的文字表达能力,能简明表述答案、层次分明、逻辑结构顺畅。例如,探究氢气与氧化铜在加热条件下的反应机理试题(第17 题)的第(4)-(7)小题,要求学生用简要文字说明有关实验过程中的4 个问题,就隐含着对学生文字表述能力的考查要求。文字表达能力欠缺的学生,就难以正确应答。
试题命制、试卷编制科学规范,呈现形式上关注初中生的认知特点和思维水平,有利于学生的阅读理解和应答。选择题题干的设问与选项的含义要明确,选项之间关联性强,非选择题的已知与设问之间要关联,指向要明确。整体来说,绝大多数试题在指向性方面表现较好,设问指向明确,无歧义;选择题的选项之间有关联性。
三、进一步提高试卷编制和试题命制质量的探讨
初中化学是最基础的化学课程,许多化学概念只做粗浅的说明。在设计表述试题的题干和设问时,对化学概念类名词的使用、化学研究方法的说明,要准确明了,避免增加学生理解的难度,或形成片面错误的认识,影响试题的应答,给后续学习造成负面影响。
例如,试题10 使用了“氦-3 原子”一词。氦-3 原子也是氦元素的一种原子,因此题设要求利用氦-3 原子中质子数和中子数之和、氦元素在周期表中的序号(即氦元素原子的质子数)求出氦-3 原子的中子数与核外电子数。这本是一道简单的送分题。但是,对于尚未建立元素科学概念,也不了解同位素概念的初中学生,不一定能理解“氦-3”原子和氦元素的关系。如果点明“氦-3 原子也是氦元素的一种原子”,就不会有问题。
又如,试题15 中,“为方便推测某些复杂物质的化学性质,可将其化学式改用常见物质的化学式表示”的说法欠妥。物质的化学式表示物质的化学组成,物质的化学组成是通过定性和定量的分析,从质和量两方面来确定的。复杂物质的化学式也是如此。某些复杂化合物的组成和性质与几种常见物质的组成、性质相似,可以用这些常见物质的化学式的组合来简单地表示它的组成。碱式碳酸铜,是碱式盐,由铜离子、氢氧根离子和碳酸根离子以2:2:1 结合而成,能和酸作用,析出二氧化碳气体,热稳定性差,受热分解,具有碳酸铜、氢氧化铜的组成和性质特点,因此可以用Cu(OH)2·CuCO3表示。相反,如果为了方便推测复杂物质的性质出发,主观地改用常见物质的化学式来表示,而后把这些常见物质的性质套在该复杂化合物的头上,则是违背了科学推理的规则。例如,不能为了方便推测Cu(NH3)4SO4性质,把它改用化学式CuSO4·4NH3表示,推测它具有硫酸铜和氨气的性质特点。1824 年化学家维勒用氰酸(HCNO)与氨水制备出的化合物CO(NH2)2,如果为了方便推测它的性质,用常见化合物氰酸铵(NH4CNO)化学式来表示它,认为它可以与碱作用放出氨气,就不会有合成尿素的发现。
中考试卷编制和试题命制是初中化学教学讨论的热点。互联网上,特别在自媒体中有许多中考的评论、资料,化学的中考模拟试题、练习题尤其多。其中有不少科学的评论与很好建议,优秀的练习题和模拟试题,但是也存在一些偏颇或错误的意见看法、虚假的或存在错误的情境资料、不严谨或有科学性错误的试题。在教学中,尤其在中考命题工作中,从网络和某些媒体中选用中考试题命制的资料,要注意研究,发现、剔除其中的谬误,以免以讹传讹。例如题18 中,出现的用长颈漏斗组装的气体发生器作为双氧水和二氧化锰作用制备氧气的发生器,在网传教学资料和个别省地区的中考试题中也出现过。双氧水和二氧化锰的混合物是含有粉末状物质的液态物质,当发生器中压力较大时,反应混合物会从长颈漏斗中溢出。因此,不宜用于由液体和粉末状固体反应来制备气体。
四、领会中考试题命制改革对初中化学教学的指导和引领作用
分析2021 年福建中考化学试卷的编制、试题的命制特点,领会命题改革对初中化学教学的引领和导向作用,是一线教师研究中考命题的重要工作。要克服中考试卷、试题分析中只聚焦于学生得分率高低的统计分析、主观臆测今后试题命制走向的倾向。要立足于从2021 年中考化学试卷和试题命制特点的评析中,认识中考化学命题是如何践行“严格依据课程标准命题”的要求,从试题的编制思想和方法中获得宝贵的启示,促进化学教学的改革,进一步提高化学教学和教育的质量。
例如,认识并探索如何在教学中全面提高学生的整体素质,如何发挥化学教学的德育功能,提高学生的必备品格、社会责任感;努力探索教学模式和学生学习方式转变的途径和策略,改变学生存在的表面化、浅层学习的习惯,践行深度教学的理念;如何在教学中基于真实情境、以问题为导向、以学生的学习活动作为课堂教学的主旋律开展教学,引导学生主动参与以化学实验探究为主的多样学习活动,在理解的基础上掌握化学基础知识、基本技能和基本观念,发展高阶思维能力和实践能力;如何设计组织“教—学—评”一体化的课堂教学。