陳 穎

（北京市海淀區(qū)教師進修學校，北京 100195）

隨著2017年版課程標準的發(fā)布，新一輪素養(yǎng)導向的高中課程改革正式在實踐層面落地。2017年版的課程標準不但凝練了學科核心素養(yǎng)，更新了教學內(nèi)容，還研制了學業(yè)質(zhì)量標準，對學業(yè)水平考試提出命題建議。如何命制以核心素養(yǎng)為導向的學業(yè)水平考試試題成為目前研究的焦點，本文依據(jù)北京師范大學王磊教授領銜的學科教育團隊提出的化學學科能力構(gòu)成及其活動表現(xiàn)模型，從學科能力活動及其表現(xiàn)的角度，制定高中化學學業(yè)水平考試命題框架，并以此框架為基礎，嘗試命制高中化學學業(yè)水平考試試題，以期為高中學業(yè)水平考試命題提供一些思路。

1 基于學科能力活動理論的學業(yè)水平考試命題框架

1.1 從學科核心素養(yǎng)內(nèi)涵理解學科能力

通過分析《普通高中化學課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課標”）提出的學科核心素養(yǎng)內(nèi)涵發(fā)現(xiàn)，以素養(yǎng)導向的課程和評價目標是對舊課標知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀三維目標的繼承和發(fā)展。例如，新課標中“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的內(nèi)涵為：“能從不同層次認識物質(zhì)的多樣性，并對物質(zhì)進行分類；能從元素和原子、分子水平認識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，形成‘結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)'的觀念；能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實際問題?！盵1]3新課標中沒有變化的是化學的核心知識以及化學學科的大觀念——結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，變化的有2個方面：一是強調(diào)從靜態(tài)的知識轉(zhuǎn)化為動態(tài)的認識方式（內(nèi)隱）及能力表現(xiàn)（外顯）；二是強調(diào)學科大觀念的形成途徑，通過建立認識方式和經(jīng)歷學科能力活動來形成?？傊?，以素養(yǎng)導向的課程和評價目標更加凸顯學科本質(zhì)，更加關注學生的化學思維方式，即用化學的視角認識真實世界，用化學的方法解決實際問題。

從上述分析可知，學科核心素養(yǎng)發(fā)展的關鍵是學生學科能力的發(fā)展，因此，通過設計不同任務類型的學科能力活動，可以考查學生的素養(yǎng)發(fā)展情況。素養(yǎng)導向的命題需要命題者從以往考查“雙基”（即基本知識、基本能力）的命題思路轉(zhuǎn)向考查學科能力的命題思路。高中生化學學科能力的內(nèi)核是化學認識方式，包括對物質(zhì)和變化的認識角度和認識思路，可以通過創(chuàng)設特定問題情境、設計相應水平的任務進行考查。

1.2 依據(jù)學科能力構(gòu)成模型確定命題維度

為體現(xiàn)素養(yǎng)導向的試題特質(zhì)，整體規(guī)劃試題的素養(yǎng)考查目標，依據(jù)中學生化學學科能力構(gòu)成模型確定三維度命題框架，如圖1所示。

維度1：任務類型及認識水平。該維度是最能體現(xiàn)能力特質(zhì)的維度，與以往考試大綱中的“知道”“理解”“掌握”的籠統(tǒng)能力要求不同，借助學科能力構(gòu)成模型，無論是能力內(nèi)涵還是能力表現(xiàn)都更為具體，命題更加具有可操作性。任務類型即學科能力活動的表現(xiàn)類型，考慮到考試時間限制和評卷便捷，選擇辨識記憶、概括關聯(lián)、推論預測、分析解釋、簡單設計、復雜推理6種類型。從辨識記憶到復雜推理，不同任務類型對應的認識水平逐漸提高，表現(xiàn)為從提示到自主、從單一到多維、從孤立靜態(tài)到系統(tǒng)動態(tài)。

維度2：情境素材。學生素養(yǎng)體現(xiàn)在真實情境中解決實際問題的過程中，因此情境素材是素養(yǎng)考查的關鍵要素。該維度包括問題情境領域和素材類型?；瘜W應用于真實問題解決的領域通常有環(huán)境、資源、能源、健康、材料、實驗等，不同領域所涉及的素材（物質(zhì)及反應）對學生來說，都有可能從熟悉到陌生，從簡單到復雜。此外，不同情境領域中的真實問題也是特定的，如環(huán)境領域所涉及的問題通常包括污染源分析、檢測及環(huán)境修復等，真實問題轉(zhuǎn)化成化學問題后，基本上可以概括為物質(zhì)性質(zhì)及轉(zhuǎn)化、反應調(diào)控及利用2類。

圖1 基于學科能力活動理論的學業(yè)水平考試命題框架

維度3：核心知識。學科知識是學科核心素養(yǎng)的構(gòu)成部分，也是素養(yǎng)的基礎。該維度以高中化學的核心內(nèi)容主題為標簽來呈現(xiàn)，包括該主題下的具體知識及相應的活動經(jīng)驗。同一主題的核心知識，可用于不同情境領域中的真實問題解決；反之，同一情境領域中的真實問題，涉及不同的任務類型，可以應用不同的核心知識，在問題解決過程中對應不同的認識思路或認識水平。

在實踐中，上述命題框架可以作為學業(yè)水平考試試題的編制依據(jù)，也可用于設計課堂學習活動。

2 基于學業(yè)水平考試命題框架的試題編制策略

依據(jù)圖1所示的命題框架，規(guī)劃和編制學業(yè)水平考試試題的流程如圖2所示。首先要依據(jù)命題框架確定素養(yǎng)考查目標，即對整份試卷進行藍圖規(guī)劃，對核心知識維度進行分數(shù)分布規(guī)劃；在任務類型及認識水平維度進行試題的難度規(guī)劃；從核心知識的應用價值或任務類型及認識水平出發(fā)，對情境領域和素材選取方向進行規(guī)劃。命題藍圖確定之后，組織素材、設計問題和制定評分標準是后續(xù)3個流程。

2.1 從化學學科的核心應用領域選取并組織素材

化學知識廣泛地應用于人類社會生產(chǎn)及日常生活中，不同知識的應用價值和功能不同，例如化學變化的能量、平衡及速率等理論知識使得人們能夠更好地調(diào)控和利用化學反應，通過調(diào)節(jié)進料比、溫度等條件使反應限度和速率符合預期。這樣的應用在環(huán)境、資源、能源等領域都有體現(xiàn)，例如環(huán)境領域中對污染源生成或消除反應的調(diào)控，資源領域中對從原料到產(chǎn)品的各步物質(zhì)轉(zhuǎn)化反應的調(diào)控，能源領域中對能源開發(fā)或轉(zhuǎn)化所對應的化學反應的調(diào)控等。

具體查找和組織素材時，還要考慮是否設計跨內(nèi)容主題的考查目標。例如，在高三上學期，更適合進行單一內(nèi)容的主題考查，可以用資源能源領域中的石油化工原料生產(chǎn)的素材考查學生在“化學變化的能量、平衡及速率”主題下的學科能力，素材舉例如下①資料1和資料2來自：朱向?qū)W,宋月芹,李宏冰,等.丁烯催化裂解制丙烯/乙烯反應的熱力學研究[J].催化學報,2005（2）:111-117.：

資料1：以丁烯和乙烯為原料反應生成丙烯的方法被稱為“烯烴歧化法”，主要反應為：

相關燃燒熱數(shù)據(jù)：

圖2 基于學業(yè)水平考試命題框架的試題編制流程

資料2：“丁烯裂解法”是另一種重要的丙烯生產(chǎn)法，但生產(chǎn)過程中會有生成乙烯的副反應發(fā)生。反應如下：

測得上述兩反應的平衡體系中，各組分的質(zhì)量分數(shù)（w%）隨溫度（T）和壓強（P）變化的趨勢分別如圖3a和圖3b所示：

圖3 a

圖3 b

上述資料中的化學反應是有機物的轉(zhuǎn)化，雖然陌生但不復雜，同時素材不涉及水溶液、電化學等其他內(nèi)容主題。資料1可用于考查學生對蓋斯定律的應用；資料2可用于考查學生對單一平衡體系或多平衡體系的認識思路，問題的設計空間較大。

2.2 設問指向真實問題解決過程中的任務類型及認識水平

初步完成情境素材的選取及呈現(xiàn)后，接下來是基于素材中所蘊含的真實問題進行問題設計。設計問題的重要依據(jù)是命題框架中的任務類型及認識水平維度。在不同內(nèi)容主題下，學科能力活動表現(xiàn)是有層級劃分的，仍以化學平衡及速率為例，在新課標的“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)內(nèi)涵中對該內(nèi)容有明確要求：“認識化學變化有一定限度、速率，是可以調(diào)控的，能多角度、動態(tài)地分析化學變化，運用化學反應原理解決簡單的實際問題。”[1]4從中可以看出該素養(yǎng)中包含了對化學變化的多角度認識方式以及多角度、動態(tài)的認識水平要求。在學科能力活動的任務類型上，可以結(jié)合情境素材中的真實問題，將真實問題解決過程進一步分解，設計分析解釋、推論預測或復雜推理等類型的問題，考查該內(nèi)容主題所對應的不同水平的素養(yǎng)。

以資料2為例，其中要解決的真實問題是丁烯裂解法制丙烯的反應條件控制。為了解決該問題，需要從限度、速率等多角度來權衡、確定影響反應的外界條件，同時，有機反應伴隨副反應發(fā)生，因此要考慮副反應的影響，最終確定合適的反應條件，包括溫度、壓強等。資料2的圖像數(shù)據(jù)正是在上述問題解決過程中獲得的，將問題解決過程進一步分解，設計如下問題：

A.300℃，0.1MPa B.700℃，0.1MPa

C.300℃，0.5 MPa D.700℃，0.5 MPa

（2）有研究者結(jié)合圖3a數(shù)據(jù)并綜合考慮各種因素，認為450℃的反應溫度比300℃或700℃更合適，從反應原理角度分析其理由可能是____。

（3）圖3b中，隨壓強增大平衡體系中丙烯的百分含量呈上升趨勢，從平衡角度解釋其原因是___。

第（1）問為推論預測型問題，需要學生在給定的平衡角度下進行條件推論和預測。學生只要能夠從圖像數(shù)據(jù)中正確提取乙烯、丙烯質(zhì)量比與溫度、壓強的變化關系，就能推斷出合適的反應條件。

第（2）問為分析解釋型問題，需要學生自主調(diào)用平衡、速率等多維知識對反應條件進行分析解釋。圖像數(shù)據(jù)是體系處于平衡態(tài)時的相應數(shù)據(jù)，實際選擇反應條件時還要考慮速率問題，顯然450℃與300℃相比，其優(yōu)勢在于反應速率能夠加快，雖然副反應相對多一些，但生產(chǎn)時效會增高；而與700℃相比，450℃的副反應程度小，丁烯轉(zhuǎn)化成丙烯的轉(zhuǎn)化率高。該設問還有一定的開放性，從速率角度看，選擇450℃還可能是該溫度下催化劑的選擇性最高或該溫度是催化劑的活性溫度等，學生如果這樣作答也說明其能夠自主調(diào)用速率知識對反應條件進行分析解釋。

第（3）問為復雜推理型問題，考查學生應用多角度認識反應思路對多平衡體系進行系統(tǒng)、動態(tài)的分析推斷能力。解題時，學生首先需要將多平衡體系的反應區(qū)分為分析對象（主反應）和影響因素（副反應）；然后將壓強增大作為推理起點，應用平衡移動原理分析副反應和主反應，找到推論過程中的關鍵變量，形成推理鏈；最終得出“壓強增大，生成乙烯的副反應平衡逆向移動，使丁烯濃度增大，導致主反應的平衡正向移動，從而使丙烯含量增大”的完整答案。

2.3 同一內(nèi)容主題的設問關注學科能力任務類型的全覆蓋

針對重點主題的核心知識設計學習理解、實踐應用和遷移創(chuàng)新等不同類型和水平的問題，力爭做到學科能力任務類型的全覆蓋，以便更好地利用考試結(jié)果發(fā)現(xiàn)學生能力發(fā)展中存在的問題，如例1和例2。

例1

一定溫度下，向10 mL 0.40 mol·L-1H2O2溶液中加入適量FeCl3溶液，不同時刻測得生成O2的體積（已折算為標準狀況）如表1所示。資料顯示，反應分兩步進行：

表1

反應過程中能量變化如圖4所示。下列說法不正確的是___。

圖4

A.0～6 min的平均反應速率：

B.Fe3+的作用是增大過氧化氫的分解速率

C.反應①是吸熱反應，反應②是放熱反應

D.反應 2H2O2（aq）2H2O（l）+O2（g）的ΔH=ΔE1-ΔE2＜ 0

例2

羰基硫（COS）可用于合成除草劑、殺草丹等農(nóng)藥。可通過H2S與CO2在高溫下反應制得COS：H2S（g）+CO2（g）COS（g）+H2O（g），ΔH＞0。在2 L容器中充入一定量的H2S和CO2發(fā)生上述反應，

數(shù)據(jù)如表2所示。下列判斷不正確的是_____。

A.K1=1/81

B.K2=K3且n3=2n2

C.初始反應速率：實驗3＞實驗2＞實驗1

D.實驗2中平衡時的c（COS）約為0.0286 mol·L-1

表2

與實踐應用層面的試題相比，學習理解類問題提供的素材通常是學生比較熟悉的、在教學中經(jīng)常接觸到的反應信息；此外，問題解決所需要的推理路徑通常比較短，基本上是給定角度或?qū)嵌冗M行簡單的概括關聯(lián)。

2.4 試題評分標準體現(xiàn)問題解決思路的水平差異、促進思路轉(zhuǎn)化

在測試實施過程中發(fā)現(xiàn)，推論預測、分析解釋等類似于簡答題的問題，學生的答案往往五花八門，不同答案反映出問題解決思路的水平差異。在制定試題評分標準時，對不同水平的答案進行不同的賦分，有利于教師更好地進行學情診斷，也有利于學生進行自我診斷。如前述根據(jù)資料2設計的試題第（2）問和第（3）問，其評分標準如表3所示。

從表3可以看出，體現(xiàn)水平層級的評分標準設定使得學生問題解決思路的診斷不再是簡單的“對”與“錯”的差別，而是體現(xiàn)一個從不完善到完善的發(fā)展過程。

基于學科能力活動理論開展學業(yè)水平考試，在實踐中還有很多問題值得我們進一步反思和改進。后期還可以進一步豐富考試的任務類型，如說明論證、系統(tǒng)探究等；在試題評分標準的制定上，對學生問題解決的思路還可以進一步細化，以契合學生多樣化的解題思路；在考慮評卷效率的同時，還可以盡可能地提高問題開放度，等等。

表3 根據(jù)資料2設計的試題評分標準