素养导向下“化学方程式书写”探析与教学启示*

王广扬

（江苏省灌云高级中学 江苏 灌云 222200）

随着基于学科核心素养培育的课程改革的持续推进，学业水平考试化学科命题也持续回应着对学生化学学科核心素养的全面考查。陌生情境下“化学方程式书写”问题，一直是高频考点。本文选取2022年普通高中学业水平考试江苏卷、全国甲卷等6套试卷中陌生情境下化学方程式书写为分析对象，以江苏卷第16 题“酸浸”时CeO2与H2O2反应为例，通过回答为什么考、考什么、怎么考、怎么做？启示基于核心素养发展的高中化学教学方式转变，以期为高中化学教学提供参考。

一、试题探析

1.考查内容统计

2022 年全国甲卷、全国乙卷、广东卷、湖南卷、浙江卷、江苏卷中陌生情境下化学方程式书写问题，从题量、考查内容、呈现形式等角度归纳如表1所示，最多是湖南卷6题，最少是浙江卷3题，平均4题；考查内容主要涉及基本概念、元素化合物、基本反应原理等；呈现形式多为文字叙述和流程图，还有少数装置图和表格，极大增加了试题的信息量，表述直观明了。由此可见，化学方程式书写题题型稳定、考查频度高、呈现形式丰富多样，承载着多元的考查和评价功能。

表1 2022年学业水平考试陌生情境下化学方程式书写题题量及呈现形式统计

2.考查现状反思

每年学业水平考试阅卷中发现，“化学方程式书写”题，学生并没有因为常考必考而会考。相反，题目一听就懂，情境一换就难，“似曾相识又无能为力”成为师生共同面对的困境。遗憾的是，答疑解惑的老师，也没能找到问题的症节，以诲人不倦的精神一遍又一遍重复着化学方程式书写的步骤，年复一年游走于题海，求而不得。遵循中国高考评价体系“一核、四层、四翼”的要求（见图1），学业水平考试以“实验探究情境”“日常生活情境”为命题载体，聚焦“化学语言与概念、物质转化与性质”等必备知识、“理解与辨析、归纳与论证”等关键能力评价学生“宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知”等学科素养的发展水平［1］。

图1 高考评价体系考查要求与高中化学课程标准

根据化学学科核心素养对高中学生发展的具体要求，提出高中化学课程标准［2］。这是高考评价体系要求在教学实践中的具体体现。指向核心素养的课程改革背景下，学生要具备上位的思维能力，教者首先应当具备上位的思维习惯。教学中切勿就课论课、就题讲题，在考虑内容设计的同时，更多地思考行为设计，鼓励学生敢于发问、善于发问为什么考、考什么、怎么考、怎么做？

3.考查案例分析

［江苏卷2022-16］实验室以二氧化铈（CeO2）废渣为原料制备Cl－含量少的Ce2（CO3）3，部分实验过程如下：

“酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3+并放出O2，该反应的离子方程式为__________________________。

对“酸浸”时CeO2与H2O2反应离子方程式书写命题情境、必备知识、关键能力、核心素养考查分析如表2 所示。

表2 “酸浸”时CeO2与H2O2反应离子方程式书写命题意图分析表

铈是稀土家族中最丰富的元素，以其化合物作为命题素材，可真实再现研发成果和研发过程。利用这些真实的数据和探究进程不仅考查理论，还可考查学生有序思维过程、促进考生独立思考。同时也意在引导学生关注学科前沿的科技发展以增强科学的研究态度、强化科学服务社会的责任感，诠释了高考命题的核心价值。

坚持新的高考评价体系理念，必备知识是考生掌握对应学科能力的所需知识。从题型上看，陌生情境下化学方程式书写就是方程式书写问题，但所需要的必备知识却不仅仅是化学方程式、离子方程式的基本概念，还关系到氧化还原反应的原理和概念、能否用化合价观点认识CeO2的氧化性和H2O2的还原性、是否知道氧化还原辩证统一性变化规律、反应的本质即物质的转化等必备知识。

化学学科的关键能力可以分解为知识获取能力群、实践操作能力群、思维认知能力群［3］。根据文字叙述“酸浸时CeO2和H2O2反应生成Ce3+并放出O2”可初步判断反应物为CeO2和H2O2，生成物为Ce3+和O2。表1显示的陌生情境下化学方程式书写的信息呈现形式还有流程图、装置图、表格，都对学生的知识获取能力群提出了直接的要求；结合氧化还原电子得失守恒或化合价升降守恒规律初步配平方程式、根据文字信息“酸浸”和流程信息“添加稀盐酸”判断酸性环境即溶液中有H+，从对化学反应守恒规律的认识出发，运用比较方法，补充缺失微粒完成方程式书写，则体现了利用已学过的化学基本知识辨识文字、流程中的相关内容，提取关键信息进行整合的实践操作、思维认知能力。

学科素养是学生运用关键能力、调用必备知识解决问题表现出的综合品质。以核心素养为测试宗旨，立足于证据推理与模型认知维度，考查学生能否从反应方程式书写步骤认知模型出发、能否从题给信息中提取陌生反应的反应物和生成物、能否从化学变化遵循一定规律如电荷守恒及元素守恒角度配平反应，从而形成变化观念这一学科理念。如“酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3+并放出O2的离子方程式书写问题解决思维过程如图2所示。

图2 基于题给信息陌生情境下离子方程式的书写

第一步确定反应物和生成物

已知反应物 CeO2H2O2

已知生成物 Ce3+O2

第二步初步配平写出已确定物质关系式，进行初步配平

第三步补充缺失微粒

学业水平考试中的情境是实现高考评价体系中“价值引领、素养导向”命题理念的载体［3］。通过真实的问题情境考查学生应用化学知识解决实际问题的能力，充分认识化学与生活生产、社会发展的联系。试题以二氧化铈废渣为原料制备Ce2（CO3）3流程这一实验探究情境作为命题背景，属于物质制备与纯化情境。通过考查“酸浸”时CeO2与H2O2反应离子方程式书写，要求学生在实验中寻求思维创新，借助实验情境的构造，重现学生化学知识的积累与实践能力的应用，体现了考查的基础性、综合性、应用性和创新性。又如全国甲卷第27 题，以广泛应用于染料、医药行业的硫化钠粗品提纯这一日常生活情境作考查载体，通过考查芒硝和煤粉在高温下发生反应方程式书写，要求考生紧扣化学反应原理方面知识，进而要求考生利用基本概念和原理阐释生活中的化学现象，从而激发学生学习化学、钻研化学的兴趣。其他还有生产环保情境、学术探索情境、化学史料情境等。

二、教学启示

《中国学生发展核心素养》于2016 年9 月13 日正式发布，标志着以培养“全面发展的人”为核心育人目标理念的诞生。要全方位实现课标中指出的化学素养目标，迫切需要树立素养为本的教学目标，转变教学观念，转变教学方式。

1.发展化学核心素养需要“放慢脚步”

教育是一项“慢”的艺术，学科核心素养的培养也是一项“慢”的艺术［4］。化学学科核心素养是学习者在学习过程中按部就班地、循序渐进地形成在适应个人终身发展和社会发展所需要的必备品格和关键能力，这些必备品格和关键能力的培养对象是全面发展的人，需要一个学习的周期，就如同庄稼的成熟，是需要时间积累的一个慢过程。让学生背默化学方程式这样重结果轻过程的速成现象还是普遍存在的，无视知识生成过程的价值，必然导致学生在新情境中的无力感。拒绝功利，放慢脚步的教学，才是放下心态、尊重教学规律的教学。只有在获取知识技能的慢过程中，为思维而学才变为可能。所以，化学教师要紧扣化学学科特点，多创设实验探究情境、设计系列思维平台，借助物质转化、化学反应的发生过程，做中问、问中思、思中解，让学生深度参与到物质转化原理理解、化学规律探索的慢脚步中，才能真切感受到化学观念形成的魅力。

2.发展化学核心素养需要“回归课本”

《中国高考评价体系》提出“四翼”，其中第一个就是“基础性”［5］。高考化学试题中考查的内容基本都是学生高中阶段所学的核心内容，大都源自课本。专家感慨送分要送到口袋，再拉上拉链，足以说明教学实践中对于课本价值体现的欠缺。课本又称教材、教科书，是依据课程标准编制的系统反映学科教学内容的蓝本。因此，在日常教学中，无论是新授课还是复习课，教师都须引导学生“回归课本”。对照课本研读课标，对照课标研读课本，明确课本上哪些是核心内容？为什么这样安排？放下高考追问自己，高中化学到底该教些什么、怎么教？在追问中吃透课本，理解、领会高中化学的本质。以苏教版必修第一册“金属钠和水的反应”为例，给出反应方程式只是一句话的事情，然而课本并没有这么做，而是以“观察思考”栏目，引导学生动手实验，尽可能多地记录观察到的实验现象，并对现象作出合理的解释，列表完成，提示从化合价的角度总结Na 与水的反应。课本为什么如此处理？有幸听到一节展示课，授课老师在教材的基础上重新组合为：根据Na 微观结构预测钠和水的反应、设计实验探究钠和水的反应、结合现象和守恒观念推理完成钠和水的反应，最后总结归纳结构决定性质、性质体现结构的学科观念。在灵活运用课本重组教学的过程中，领会必备知识，培养学生观察能力、列表分析归纳能力、基于证据逻辑推理能力、表达能力，发展核心素养。

3.发展化学核心素养需要“返璞归真”

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，说到底，学习是学生在教师的引领下，自己完成的实践。围绕着一个个学习主题进行主动构建的过程，必须亲历亲为，必须真学习。在此真实的学习过程中成为信息的接受者，同时转换成信息的加工者，通过伴有思维的记忆达到素养的形成。“师者传道授业”，为什么要引领、引领什么、如何引领？这就需要教师真研究，研究高考真题、研究命题意图、命题路径，明白是什么，也明白为什么、怎么做。研究学生的弱点弱项，针对性搭建平台，帮助学生展示交流、学会迁移应用反思，点评引导学生对关键能力拓展深化，引导学生形成学科思想和价值观念。以此为基础给出知识助力点、给出能力助学方案，助力学生在真实的问题情境下解决真实的问题。