新课标背景下以核心素养为导向的化学命题探索

王文军 朱 峰

（浙江省丽水市教育教学研究院，浙江省丽水市莲都区教育局教研室）

《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）指出，化学是研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的一门基础学科，其特征是从分子层次认识物质，通过化学变化创造物质。化学是推动人类社会可持续发展的重要力量，在应对能源危机、环境污染、突发公共卫生事件等人类面临的重大挑战中发挥着不可替代的作用。化学学科核心素养包括“化学观念”“科学思维”“科学探究与实践”“科学态度与责任”四个方面，立足初中学生的化学学习过程，各有侧重，相辅相成。化学学科核心素养将化学知识与技能的学习、化学思想观念的建构、科学探究与问题解决能力的发展、创新意识和社会责任感的形成等多方面的要求融为一体，体现化学课程在帮助学生形成未来发展需要的正确价值观念、必备品格和关键能力中所发挥的重要作用。

基于新课标的要求，化学试题应以本学科核心素养及其表现水平为主要维度，结合化学课程内容及特点，认真做好命题规划。试卷内容应覆盖新课标中各学习主题的核心内容，着力考查学生的化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任等核心素养。教师应精选紧密关联学科内容的生产生活情境，基于评价目标来设计具有进阶性的问题；依据学生知识基础和经历经验，优化素材呈现方式，根据题目的预设难度调整素材的陌生度和复杂度，与问题类型相匹配；关注各学习主题内和学习主题间学业要求，设计考查包括辨识记忆、概括关联、分析解释、推论预测、简单设计、综合问题解决等体现不同能力层级水平的试题。试题应较好地体现核心素养导向，有利于引导初中化学教学开展以化学实验为主的多样化探究活动，推进项目式学习和跨学科实践活动。

一、把握内在联系，建立化学观念

新课标提出，化学观念是人类探索物质的组成与结构、性质与应用、化学反应及其规律所形成的基本观念，是化学概念、原理和规律的提炼与升华，是认识物质及其变化，以及解决实际问题的基础。化学观念反映了核心素养的学科特质，是化学课程的灵魂和学习化学的支点。从学科核心素养构成体系的视角，教师应把握初中化学教材中概念之间、主题之间的联系，通过创设问题情境来命制化学试题，考查学生是否形成了化学观念。填空题、实验题都能考查具体的化学观念形成与否。

例1.2021年9月，我国科学家在世界上首次实现利用二氧化碳人工合成淀粉[（C6H10O5）n]，图1为人工合成淀粉过程中第一步反应的微观示意图。

图1

（2）3.2克有机物x中碳元素的质量为克；

（3）若人工合成淀粉实现工厂化、规模化生产，在一定程度能（填字母）。

A.缓解粮食危机 B.缓解温室效应

C.节省耕地资源

例2.在测定土壤酸碱性的实验中，下列操作规范的是______（填字母）。

A.装入土样粉末

B.滴加蒸馏水

C.振荡土壤液

D.测定酸碱性

【命题意图剖析】

例1以我国科学家在世界上首次实现利用二氧化碳人工合成淀粉为试题背景，考查从宏观、微观、符号三重表征视角探究物质及其变化规律的思维方式，同时渗透STSE和爱国主义教育。第（1）问，从微观粒子的角度考查质量守恒定律；第（2）问，从微观粒子角度出发，从宏观视角考查有机物中碳元素的质量。第（3）问，以人工合成淀粉的成功实现对人类的意义为载体，认识化学在促进人类文明和社会可待续发展中的重要价值。试题借助微观模型设计从知识了解、知识关联和价值判断依次进阶的问题，有助于形成宏微结合观、人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观。

例2以土壤酸碱性测定实验为载体，改变考查化学实验基本操作的不成文做法：一个选项考查一种实验基本技能。从土样的取用、土壤的溶解、土壤液的制作及酸碱性测定四个相互关联的实验技能，有利于引导学生从整体上和全流程对“土壤酸碱性测定”实验的把握，避免对化学实验技能简单记忆、孤立操作，形成全程规范操作、全面思考问题的化学实验观。

【教学启示】化学观念是在理解化学概念、规律和原理的基础上所形成的对客观事物的整体认识，是化学课程本质属性的集中体现，也是其他素养的基础。化学观念是在学习化学、研究化学过程中逐步形成的，化学教学只有将教材中的化学知识和原理融入具体生产生活情境、开展化学实验探究和项目化学习等活动之中，把握学习主题内、学习主题间和不同学科间各个知识要素及内在联系，才能逐步形成知识的系统化、结构化进而转化为化学观念。课堂教学中，教师要逐一落实物质观、元素观、分类观、变化观、联系观、宏微结合观以及资源观、绿色发展观等化学观念。

二、注重融合创新，发展科学思维

科学思维是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。科学思维体现了作为化学课程重要组成部分的核心素养领域特质，科学思维是化学学科核心素养的核心，也是化学课堂教学的核心。创设联系生产生活实际的化学情境，依据事物内在联系建构解决问题的框架，能深度考查从化学视角研究物质及其变化规律的思路与方法掌握情况，从宏观、微观、符号相结合的视角探究物质及其变化规律的认识方式运用程度，解决实际问题的能力高低。简答题、推断题、计算题、说理题是考查科学思维的常见题型。

例3.思维模型是依据事物发展内在规律所建立的解决问题的基本框架，能引导有序思维、增进深度理解、促进问题解决。一位同学建构了“混合物提纯”的思维模型（如图2）：

图2

初步理解：根据混合物组分的性质差异，获得混合物中目标组分。

（1）海水淡化是将咸水中的盐与水分开，常压加热蒸馏法是其中的一种：常压下将海水加热形成水蒸气，再液化得到淡水的过程。从建模角度分析，海水加热形成水蒸气属于上述模型中的_（填“分离转移”或“反应转化”）。

探究本质：根据组分的性质差异，选择合适方法，实现物质提纯。

（2）从含少量氯化钠的硝酸钾固体中提纯硝酸钾，是通过溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥实现的。其中过滤操作将硝酸钾晶体与溶液分离是根据不同。

实践应用：根据混合物中某组分发生化学反应，提高混合物中目标组分纯度。

（3）这位同学取10克混有少量硫酸的盐酸溶液，滴入氯化钡溶液至不再产生沉淀，经过滤、洗涤和干燥得到沉淀0.233克，则原混合溶液中硫酸的溶质质量分数为。

融合创新：依据科学原理，融合技术与工程，形成新颖而有价值的解决实际问题方案。

（4）常压加热蒸馏法能耗大、成本高。这位同学查阅资料获知，现在世界上的许多大型海水淡化工厂，都已经采用低压加热蒸馏法，请解释其蕴含的科学原理。

【命题意图剖析】

例3以“混合物提纯”的思维模型为试题背景，以模型初步理解、探究本质、实践应用和融合创新为主线，考查了海水淡化、过滤操作的本质、溶液质量分数计算和减压蒸馏节能所蕴含的科学道理等科学知识。第（1）问深度考查了思维模型的理解和应用，引导有意义的知识建构，探寻事物发展的内在规律，建立问题解决的基本框架，促进思维的有序发展。第（2）问以含少量氯化钠的硝酸钾固体中提纯硝酸钾为知识背景，考查其中过滤操作的依据：不是溶解性不同，而是物体颗粒大小不同。引导教学要追根问底，探寻本质。第（3）问以反应转化的方式来提纯盐酸，融入溶液质量分数的计算，考查定量思维能力。第（4）问以减压蒸馏法进行海水淡化为试题背景，将科学原理与工程技术融合，引导学生了解技术与工程实践的一般过程和方法，针对实际情况明确问题，提出有创意的方案，并能解释所蕴含的科学原理。试题以经验事实为基础，对客观事物进行抽象和概括，进而建构模型，运用模型分析、解释现象和数据、定量思维与计算，着重考查模型建构能力及其应用能力，考查运用数学方式解决问题能力，同时考查了创新思维能力。

【教学启示】科学思维是从化学的视角对客观事物的本质属性、内在规律性以及相互关系的认识方式，不仅是学习化学所必备的关键能力，也是适应现代社会发展的一个核心思维方式，还可以迁移到其他领域。科学思维起于质疑，贯穿整个探究过程的始终，在建模、推理、论证中不断深入理解化学知识，最终达到创新的目的。化学教学应通过探究活动来训练学生的科学思维，在探究活动中提升科学思维能力，尝试用科学思维解决问题，在不断学习和实践中逐步养成科学思维的习惯。在解决化学问题中所运用的比较、分类、分析、综合、归纳等科学方法，应基于实验事实进行证据推理、建构模型并推测物质及其变化的思维能力，在解决与化学相关的真实问题中形成的质疑能力、批判能力和创新意识。进而，使学生能提出创造性见解，在研究物质及其变化规律中形成一般认识思路与方法，获得宏观、微观符号有机结合的认识方式。

三、巧用真实素材，渗透科学态度与责任

科学态度与责任是指通过化学课程的学习，在理解科学、技术、社会、环境相互关系的基础上，逐步形成的对化学促进社会可持续发展的正确认识，以及所表现的责任担当。科学态度与责任彰显了化学课程在义务教育阶段不可或缺的作用及核心素养的跨领域特质，有助于增进学生对物质世界及其变化的好奇心、探究欲和审美情趣以及科学精神的形成。科学态度与责任只能隐含于真实素材之中，不能脱离实际问题而单独存在，化学教学和命题中可从中华优秀传统文化、科学史实、科技发展、与化学有关事物等方面组织素材，通过真实问题的解决来渗透科学态度的培养，增强学生的社会责任感。

例4.丽水市拥有众多地方特产，如龙泉青瓷、遂昌竹炭、青田石雕、景宁山哈酒等。下列地方特产的制作过程中，主要发生物理变化的是（ ）。

A.煅烧青瓷 B.烧制竹炭

C.打磨石雕 D.酿山哈酒

例5.一般地说，金属活动性越活泼，冶炼越困难，人类使用该金属的时间就越迟。如下页图为铁、铜、钠、锌四种金属的最早冶炼历史年代，则甲代表的金属是（ ）。

A.铁 B.铜

C.钠 D.锌

【命题意图剖析】

例4以丽水市的知名特产为背景，通过分析其制作过程中发生的变化，考查对学科基本知识运用的了解情况，有助于增强学生对家乡事物的了解和认知，进一步培养热爱家乡的情感。

例5以金属冶炼历史年代为背景，考查金属活动性强弱，知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的，以及金属活泼性强弱与冶炼难易之间有一定的相关性，体会化学方法在金属冶炼中的重要性，领悟化学对社会发展和人类文明进步的重要价值，逐步形成科学、技术、社会、环境协调发展的科学观念，升华对化学研究的态度。此题不仅考查了金属活动性这一核心知识，也考查了学生比较、分析、综合等科学思维能力，使学生逐步形成一定的证据推理能力。

【教学启示】科学态度与责任反映了化学学科核心素养的方向性，主要包括科学本质观、科学态度、社会责任等要素。化学对满足人民日益增长的美好生活需要和社会可持续发展作出了重大贡献，同时只有具有安全意识和合理选用化学品的观念，才能提高应对意外伤害事故的意识。教师要培养学生形成节能低碳、节约资源、保护环境的态度和健康的生活方式，要引导学生积极参加与化学有关的社会热点问题的讨论并作出合理的价值判断，树立人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观，关注周围与化学相关的问题并运用所学知识加以解决。教师要培养学生从化学史实中了解和学习科学家的求实精神和不懈追求，在认识科学本质和了解科学、技术、社会、环境之间关系的基础上形成探索自然的内在动力，养成严谨求实的态度，坚持勇于创新的精神，推动可持续发展和实现中华民族伟大复兴的使命担当。各种题型的化学试题都可以加强对科学态度与责任的考查，同时要以试题导向将其体现在平常的教学教育过程之中，体现在教师和学生相处的言传身教中。

四、创设真实情境，深化科学探究与实践

科学探究与实践是指经历化学课程中的实验探究，基于学科和跨学科实践活动形成的学习能力；是综合运用化学等学科的知识和方法，通过一定的技术手段，在解决真实情境问题和完成综合实践活动中展现的能力与品格。科学探究与实践体现了作为化学课程重要组成部分的核心素养的领域特质，主要包含完成基本化学实验、进行科学探究、开展社会实践活动以及自主学习活动。简答题、说理题、计算题和方案设计是考查该核心素养的有效形式。

例5.定律是对自然现象或关系的描述，通常可用数学方式加以表达。在学习“质量守恒定律”时，小丽查阅到以下材料（如图3）：

图3

（1）玻义耳实验中，金属灰增加的质量是▲；

A.要善于总结前人的成果和经验

B.实验的成功与否，取决于药品的选择

C.定量方法是科学研究的重要方法

受上述研究的启发，小丽对相关实验进行了深入探究。

（3）在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图4），气球的作用有；

图4

（4）小丽认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。请你设计一个能说服小丽的简明实验思路。

【命题意图剖析】

例5以质量守恒定律形成的科学史为背景，考查学生“物质变化和化学反应”这一核心概念，以“用密闭装置验证质量守恒定律”这一暗线贯穿整个试题，帮助学生对科学本质和规律的认识，考查质量守恒定律形成过程的认识和理解，以及运用科学语言进行实验设计的科学探究能力。第（1）问，考查玻义耳实验失败原因的分析，加深对质量守恒定律的认识和理解。第（2）问，通过质量守恒定律形成过程中几个关键事件，既考查了化学实验的严密逻辑关系，又考查了运用数学进行定量分析及对化学研究重要性的认识，还考查了其中所蕴含的科学精神和对科学本质的理解，有助于增强学生的科学态度和责任。第（3）问，要求回答“白磷燃烧前后质量测定”实验中气球的作用，考查学生能否将放热反应、瓶内气压增大和引起瓶塞冲出等实验关键要素综合考虑，气球还起到形成封闭体系的作用，既考查了基于系统多因素逻辑分析，又考查了整合化学知识与物理知识解决实际问题的能力。第（4）问，设置“蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少这一现象是否符合质量守恒定律”，考查学生对现象的解释能力和实验设计能力，检查学生是否真正理解质量守恒定律的含义，并能通过证据的完全收集达到对该定律的理解，培养学生基于证据的实证意识、严谨求实的科学态度、勇于探究实践的科学精神。

【教学启示】科学探究与实践是形成其他化学核心素养的主要途径，科学探究、科学实践等实际上也是学习化学的一种学习方式，同时还是学习化学的一种关键能力。科学探究与实践包含化学实验、科学探究和跨学科实践活动，其中化学实验是学习化学的重要途径和基础条件，科学探究是化学实验的应有之义和更高层次。化学教学应在保质保量完成好规定的化学实验基础上，尤其要结合常见生活现象、跨学科问题，引导学生参与社会调查实践、开展项目化学习，运用技术与工程思想与方法，增强学生提出问题、设计探究方案的能力以及与他人分工协作、沟通交流、合作解决问题的能力等，提高科学探究与实践效果。

总之，化学学科核心素养的培养是一项系统工程，需要从教材编写、课堂教学、教育行政以及命题评价等多个环节的通力协作。化学学科的四个核心素养相互依存，共同构成一个完整的体系，体现了化学课程的育人价值。一道试题的考查可能涉及多个化学核心素养，一个核心素养需要从多个角度、多道试题才能予以考查。化学学科核心素养需要长期努力和不懈坚持，核心素养的形成需要多个学科的协同配合，相信只要抓住化学学科核心素养导向方向不动摇，紧密联系实际问题，围绕核心概念、跨学科概念、跨学科实践活动开展命题评价研究，提高化学试题命题水平，一定能推动化学课程核心素养的落实和化学学科育人目标的实现。