高考化学情境化试题素材分析与启示

2023-06-12罗东雪景一丹

化学教与学 2023年10期

罗东雪景一丹

摘要：对近十年化学高考全国乙卷的情境化试题进行统计，并从情境化试题的育人功能、素材来源、呈现方式、情境与问题的整合度4个维度综合分析情境化试题的特点。研究发现，近十年化学高考全国乙卷的情境化试题具有占比高、落实“五育并举”教育方针、情境素材来源广泛且发生明显变化、呈现方式越来越丰富、情境与问题整合度越来越高的特点，这些特点在2017版《普通高中化学课程标准》出版后更加明显。此外，情境化试题遵循“一核”“四层”“四翼”高考评价体系，在育人功能上，突出“一核”功能；在情境素材来源和呈现方式上，考查“四层”内容；在情境与问题整合度上，落实“四翼”要求。

关键词：情境化试题；高考化学；试题分析；全国乙卷

文章编号：1008-0546（2023）10-0072-06

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2023.10.015

2017版《普通高中化学课程标准》（以下简称新课标）指出试题命制要以学科核心素养为导向，真实情境为测试载体，实际问题为测试任务，学科知识为问题解决工具。[1]问题情境是指真实的题背景，是以问题或任务为中心构成的活动场域，一般是命题者运用文字、数据、图表等方式围绕某个主题加以营造，以呈现信息、提出问题、达成立意（测评目标）提供载体。[2]情境化试题也称为试题情境，是指在情境中通过完成典型的任务以考查学生运用知識解答实际问题水平的题型。[3]2020年1月，教育部发布的《中国高考评价体系》指出新高考改革的基本内涵为“一核”“四层”“四翼”，分别回答高考“为什么考”“考什么”“怎么考”的问题。[4]在试题中设置真实情境，可充分体现高考核心功能和落实高考考查内容。[5]全国卷由教育部考试中心统一命题，2013年全国卷分为新课标I卷、Ⅱ卷，2016年新增Ⅲ卷，并将其分别命名为全国乙、甲、丙卷。近两年来多个地区进行新高考改革，新推出新高考I、Ⅱ卷，同时也取消原新课标Ⅱ卷。202 1年全国乙卷由新课标I卷和Ⅱ卷合并，本文将现在由原新课标I卷和Ⅱ卷合并的全国乙卷和以前的新课标I卷统称为全国乙卷。目前使用全国乙卷有甘肃、青海、河南等12个省区市。因此，本文以近十年化学高考全国乙卷为研究对象，对情境化试题进行统计，并从情境化试题的育人功能、情境素材来源、呈现方式和情境与问题的整合度4个维度进行特点分析，揭示高考化学情境化试题的特点与育人作用，为今后的教学和试题的编制提供建议和参考。

一、情境化试题统计

情境化试题是在试题中创设真实的情境，并将情境与知识和试题的问题联系起来，培养学生学科核心素养。如2020年全国乙卷第二题在试题中创设紫花前胡醇的分子结构情境，将情境与有机化合物知识联系起来，提出紫花前胡醇具有哪些性质的问题。学生结合紫花前胡醇的分子结构特点推断出紫花前胡醇的性质，进一步推断出紫花前胡醇在各个领域的用途，实现情境化试题在培养学生证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析化学核心素养上的重要作用。因此，该试题属于情境化试题。有些试题中没有创设情境，而是采用直接提出问题的方式，如2014年全国乙卷第一题，试题中直接给出四种化合物，让学生判断出这四种化合物中哪一种化合物的同分异构体数目最少。该试题中没有设置情境，属于非情境化试题。为了解近十年化学高考全国乙卷中的情境化试题占比情况，现对其进行统计，统计结果如表1所示。

由表1可知，全国乙卷非常重视在试题中创设情境，情境化试题总占比达到96% ，非隋境化试题占极少数且均出现在选择题中。新课标要求重视情境化试题的创设，因此，在新课标出版后，情境化试题的重视程度明显提高。新课标出版前五年（2013-2017年）平均每年占94%。新课标出版后五年（2018-2022年）情境化试题平均每年占比达到98%），且基本达到稳定。

二、情境化试题是落实“五育并举”教育方针的有效路径

2018年习近平总书记在全国教育大会上指出，要努力构建德智体美劳全面发展的教育体系，培养全面发展的社会主义建设者和接班人。[1]分析发现，化学高考全国乙卷情境化试题聚焦“立德树人”根本任务，是落实“五育并举”教育方针的有效途径。

（1）德育

德育是五育的核心，起着保持方向和动力的作用。根据新课标要求，要坚持“立德树人”的基本原则，树立学生正确的人生观、价值观。有关中华民族传统文化和社会科技发展试题情境的设置，如2019年全国乙卷第一题以象征中华民族文明的陶瓷设置情境和2021第五题以我国嫦娥五号探测器带回月球土壤及2022第六题以Li-02电池在汽车、航天等领域具有良好的应用前景设置情境。这些情境可以增强学生的科技成就感、民族自豪感和社会责任感，激发学生为发扬中华民族文化和促进社会进步而努力学习化学的自信心，实现情境化试题对培养学生良好政治思想品德的育人作用，聚焦“立德树人”根本任务。

（2）体育

体育是“五育并举”的前提，具有养德、益智、勤劳、尚美的育人作用。学生的身心发展一直备受关注，对近十年化学高考全国乙卷情境化试题分析发现，试题非常重视设置有助于促进学生身心健康发展的情境，如2017全国乙卷第十题设置的情境提到H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能和2020年第一题中的情境提到国家卫健委公布的新型冠状病毒肺炎诊疗方案指出，乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸（CH3COOOH）、氯仿等均可有效灭活病毒。这些情境的设置不仅让学生了解到化学与我们的生命安全息息相关，而且有利于增强学生的健康意识和生命意志，发挥情境在弘扬伟大的抗疫精神和养成坚韧不拔的意志力中的作用。

（3）美育

美育是全面发展教育的升华，起到以美辅德、以美益智、以美增健、以美添巧的作用。化学是一门研究物质的组成、结构及其变化的自然科学，蕴含着科学美、自然美、静态美、动态美、实验美、物质美、结构美等等。[6]隋境化试题所设置的情境蕴含着丰富的美学，如2013年全国乙卷第四题设置银制器皿日久表面会逐渐变黑，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色褪去的情境，体现化学实验美；2016年第九题设置元素铬（Cr）在溶液中主要以Cr3+（蓝紫色）、Cr（OH）4（绿色）、Cr2O7一（橙红色）、CrO4一（黄色）等形式存在，Cr（OH）3为难溶于水的灰蓝色固体的情境，体现化学物质美；各种晶胞图，化学模型及分子结构图体现了化学结构美。这些情境的设置有利于提高学生的审美意识，让学生感受和发现化学的美并学会运用化学方法创造美，提高学习化学的兴趣。

（4）劳育

劳动教育是全面发展体系的重要组成部分。情境化试题以化学工艺技术设置情境，如201 8全国乙卷第十题以N205为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用设置情境，借此增强学生对劳动是促进社会进步根本力量观念的认识。该试题中还提到Devil在1 840年用干燥的氯气通过干燥的硝酸银得到N205和Daniels等曾利用测压法在附性反应器中研究了25℃时N2O5（g）分解反应。设置科学家通过科学探索发现有助于社会进步和发展的新物质情境，有利于培养学生艰苦奋斗、努力创新的时代劳动精神，激励学生参与有关社会问题的实践活动，提高学生的劳动能力，养成良好的劳动习惯，发挥劳动在树德、增智、强体、育美的综合育人作用。

（5）智育

智育的核心是培养学生适应时代发展要求所具备的关键能力。化学学科关键能力确立为化学表征能力、实验探究能力、证据推理和模型认知能力、化学方法与分析能力、化学信息处理能力、发现与提出问题能力。[7]隋境化试题是培养学生化学学科关键能力的有效途径。如2017年全国乙卷第七题，设置NaOH溶液添加到己二酸（H2X）溶液后的pH与离子浓度变化的情境，目的是让学生学会从该混合溶液关系曲线图中发现物质的浓度和pH的关系。学生从该情境化试题中分别判断第一步电离和第二步电离的变化曲线，培养学生发现问题、分析问题的能力。学生运用定量和定性相结合的科学方法计算出物质的电离平衡常数和判断混合溶液的酸碱性，培养学生信息处理能力、逻辑思维和化学计算能力。

三、试题情境素材来源

化学来源于生活又回归于生活，社会的医疗、科技的进步都离不开化学，它在我们的生活中扮演重要的角色。化学以实验为基础，拥有自己独立的化学语言和学科特点。在化学试题中创设情境的目的是培养学生的化学学科核心素养，因此命题者在命题时选用的情境素材既联系社会生活又体现出化学学科本质特点，发挥丰富多彩的情境素材在培养学生化学学科核心素养的作用。通过对近十年化学高考全国乙卷进行分析，将其中情境化试题的情境素材来源归类为以下四大类。[8]

（1）化学学科知识。元素化合物知识、化学计算和化学基本概念等等都是学生应掌握的化学知识。选用化学学科知识作为情境化试题的素材，不仅可以考查学生对知识的掌握程度，同时对培养学生的元素观、变化观和平衡观等科学观念具有重要作用。如2013年化学高考全国乙卷第五题Ksp （AgCI） =1.56×10-10，Ksp （AgBr） =7.7x10-13，Ksp （Ag2CrO4） =g.OX10-12某溶液中含有CI一、Br一和CrO2-一浓度均为0.010 mol．L-1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol．L-I的AgNO3溶液时，判断三种阴离子产生沉淀的先后顺序。试题运用物质的溶度积常数Ksp设置情境，包含化学计算、物质的转化等化学学科知识，考查难溶电解质的溶解平衡，学生在解答此题时不仅能增强物质变化观念与平衡思想，在通过计算推断出产生沉淀先后顺序时也能学会运用证据推理的科学方法解决问题。

（2）化学模型与数据图表。化学的四重表征包括宏观、微观、符号和曲线表征。情境化试题会选用一些宏观物质或微观化学符号以及曲线图统称为化学模型及数据图表作为试题的情境素材来创设问题情境。如化学高考全国乙卷中的有机化学基础及物质的结构和性质选做题中运用有机结构式、物质的晶胞等等作为试题的情境素材。此外，有些情境化试题还会选用数据曲线图和数据表格素材设置情境，考查考生从模型图表中获取信息能力、数据分析和逻辑推理能力，同时可以培养学生证据推理与模型认知观念。

（3）化学实验。化学实验是培养学生化学核心素养的重要途径。[9]化学实验可以让学生了解化学反应的变化和原理，培养学生变化观念和平衡思想观念，分析化学反应过程中的微粒变化，可以培养学生宏观辨识与微观探析核心素养。在高考试题中选用与化学实验有关的素材作为情境化试题的素材，有助于发展学生的科学本质观，培养学生科学探究与创新意识。如2016年化学高考全国乙卷第八题选用在化学实验室对NH3与N02反应进行探究的实验素材作为情境素材，在考查学生对相应实验操作、化学性质和实验仪器掌握程度的基础上，对培养学生的科学创新精神具有重要的作用。

（4）科学（Science）、技术（Technology）、社会（Soci—ety）、环境（Environment）（简称STSE）。STSE与化学息息相关，情境化试题非常重视将化学与我们的日常生活、社会环境和科学进步联系起来。如2018年化学高考全国乙卷第一题中选用湿法冶金工艺回收废旧新能源汽车动力磷酸亚铁锂电池STSE素材作为情境素材，说明运用化学科学技术可以处理社会生活中的环境问题。创设与STSE相关的情境化试题，在考查学生分析能力的基础上也能让学生感受到化学促进人类技术进步发展的作用，增强学习化学的兴趣和动机，激发改造自然和探索科学奥秘的情感，对培养学生的社会责任感具有重要的作用。

试题情境的设计有助于发挥试题的育人功能，情境素材来源不同对学生素养的养成也会产生不同的影响。对近十年化学高考全国乙卷情境化试题的情境素材进行统计分析，结果如图1所示：从总体上来看，选用STSE和化学模型与数据图表素材的情境化试题最多，占30%左右，其次是化学实验和化学学科知识，占20%左右，说明高考情境化试题的情境素材来源较广泛，既重视联系STSE，也重视反应化学学科本质。从各个年份高考卷上看，在新课标出版前后，情境素材的来源侧重发生了明显改变。STSE素材是四大素材来源占比上升幅度最大的，2013-2017年平均每年選用STSE素材为20%，在新课标出来之后的2018-2022年平均每年达到36070；其次是化学模型与数据图表素材，2013-2017年平均每年占27%，2018-2022年平均每年占36%；选用化学实验素材前后五年变化不大，平均每年约占20%；最后，在新课标出来的后五年，选用化学学科知识相关素材明显减少，2013-2017年平均每年占32%，2018-2022年平均每年占10%。

四、试题情境的呈现方式

试题的呈现方式是影响学生解题的重要因素之一。只以文字叙述呈现方式显得比较单一，阅读起来也比较乏味。“关键能力”是高考考查的重要内容，要求考生要具备从复杂的情境化试题中发现信息、分析信息、处理信息从而能解决问题的能力。[10]通过对近十年化学高考全国乙卷情境化试题分析，试题除了以文字叙述方式外，还会以化学独有的化学符号（化学结构式、化学反应方程式等等）、化学示意图（化学实验装置图、工艺生产流程图等等）以及较为直观的图表、图片等方式呈现试题信息。不同的呈现方式所发挥的功能也不相同。以化学实验装置图的方式呈现可以让学生了解反应发生的条件，分析仪器的用途及注意事项，考查科学探究的方法，培养严谨的科学态度精神；以数据曲线图的方式呈现可以让学生了解各因素之间的关系，增强学生从图表中获取信息的能力和分析问题及灵活运用知识的关键能力；情境化试题运用图片和表格直观地呈现试题信息，便于学生快速地获取信息；以化学符号（化学反应方程式、分子结构式、模型等）方式呈现，不仅能鲜明地体现化学学科特点，而且在分析和理解分子结构、化学模型、物质性质及用途的同时，有助于学生宏观辨识与微观探析观念的建立和抽象思维的发展。对近十年化学高考全国乙卷情境化试题的呈现方式进行统计，结果如图2所示。

由图2可知，情境化试题的呈现方式很少只以文字描述方式呈现，整体上主要以文字+表格或文字+实验装置图、工艺流程图等丰富多样的方式呈现。此外，情境化试题的呈现方式发生了较为明显的阶段性变化。新课标出版前五年（2013-2017年），只以文字方式呈现的情境化试题占比还较高，平均每年占27% ，文字+表格等丰富多样的呈现方式的情境化试题平均每年占73%；在新课标出来后五年（2018-2022年），只以文字方式呈现的情境化试题明显下降，平均每年占15%，文字+表格等多样化呈现方式的情境化试题平均每年占比达到85%。

五、试题情境与问题整合度

考查学生化学学科的基础知识、综合分析问题和应用知识能力以及具备创新性思维和能力是高考评价的维度。试题情境与问题存在着密切的联系，在有些情境化试题中，情境只起到了点缀的作用，而在有些情境化试题中，则需要借助情境来分析相关的问题，考查学生分析问题和解决问题的关键能力。根据试题情境与问题的整合度，情境化试题可分为情境背景型、情境结合型、情境迁移型，整合度依次递增。试题与问题整合度的差异体现情境的作用和考查能力不同。[11][12]如表2所示。

化学试题中，情境不再单单起到引出问题的作用，也发挥考查学生分析、推理和灵活运用知识的作用。试题情境与问题的整合度越高，对学生的知识储备及观察、分析能力等方面的要求越高。对近十年化学高考全国乙卷情境化试题中的情境与问题整合度进行统计分析，结果如图3所示：情境迁移型的情境化试题最多，占50%；其次是情境结合型，占45%；最后是情境背景型，占6%。在新课标出版前五年（2013—2017年），更加注重设置情境结合型的情境化试題，在新课标出版后五年（2018-2022年）则更加注重设置情境迁移型的情境化试题。

六、结语

通过对近十年化学高考全国乙卷情境化试题进行统计分析发现，情境化试题具有重要的育人功能、素材来源广泛、呈现方式多样且注重情境与问题的有效整合的特点。这些特点在新课标出版后有明显的改变：（1）情境化试题的重视程度更高且占比稳定；（2）在丰富多样的情境素材中，既侧重选用STSE素材，也重视化学模型与数据图表，符合新课标的要求；（3）情境化试题更加注重以多种方式呈现试题信息，丰富试题内容；（4）情境与问题的整合度更高，更加注重设置情境迁移型的情境化试题，考查学生整合信息和应用知识解决问题的多种能力。结合以上发现，得到如下结论和教学建议。

第一，情境化试题聚焦“立德树人”，落实“五育并举”，突出“一核”功能

情境化试题中融合德智体美劳全面发展教育，突出“立德树人，服务选才，引导教学”的功能。在立德树人方面：情境化试题重视对学生思想品德的教育和引导学生具备正确的价值观念和服务社会主义现代化建设的意识，培养德才兼备的社会主义现代化人才。在服务选才方面：高考是高校选拔人才的重要途径，情境化试题的设置不仅能引导学生具备良好的社会政治品格，对培养学生的审美意识、劳动素养、健康的身心发展及运用证据推理的科学方法从情境中分析信息并解决问题的能力培养有积极的作用，服务于高校选拔全面发展的人才。在引导教学方面：全国乙卷非常重视情境化试题的设置，这就引导教师在教学中应以人为本，重视选用积极向上的情境素材创设情境，充分调动学生学习的积极性。

第二，情境化试题素材和呈现方式多样，考查“四层”内容

情境是考查“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”的重要手段。象征着社会发展的STSE素材蕴含着化学学科社会价值、体现化学学科本质的化学学科知识、化学实验以及化学模型与数据图表的情境素材，考查学生变化观念与平衡思想、宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识和科学态度与社会责任学科素养。情境化试题的呈现方式能有效地考查学生的关键能力和所具备的必备知识。简单以文字直接提问的情境化试题主要考查学生对化学基础知识的掌握。数据曲线，化学模型、实验装置图、工艺流程图等多样化的呈现方式不仅考查学生所具备的化学基础知识，还考查学生接受、整合、分析、解决问题的能力和化学实验探究能力。多功能的情境化试题引导教学中不仅将情境落实在课堂上，也应落实在习题中。

第三，情境化试题与问题有效整合，落实“四翼”要求

情境是落实“基础性、综合性、应用性、创新性”要求的载体。情境化试题通过把情境与问题以不同程度的有效整合落实考查不同等级水平的“四翼”要求。情境与问题分离只作为背景时，主要考查学生的基础性知识；情境与问题综合在一起形成情境结合型试题时，主要考查学生综合运用所学知识从情境中提取出信息并有效整合的综合能力；情境与问题有效融合所形成的情境迁移型试题，主要考查学生在学会运用科学思维方法分析出信息的同时还需要灵活运用所学知识去解决问题。创新性是在基础性、综合性、应用性的基础上对学生提出更高的要求，意味着情境化试题不仅要有与时俱进的情境素材，还要有新颖的呈现方式和设问方式，要求考生时刻关注社会发展前沿，具备发展性和创新性思维。

参考文献

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