嚴(yán)文法 孫婷婷 李毓婷

圖表信息題是指通過圖形、表格等形式呈現(xiàn)試題信息及問題情境的一類試題，該類試題具有新穎活潑、簡明直觀、角度廣泛、信息隱蔽、能力要求高等特點(diǎn)，能較好地考查學(xué)生的綜合能力和學(xué)科核心素養(yǎng)?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱新課標(biāo)）提出學(xué)生“能收集證據(jù)，基于現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并得出結(jié)論”“能用數(shù)據(jù)、圖表、符號等處理實(shí)驗(yàn)信息”?？梢钥闯?，化學(xué)圖表信息題借助真實(shí)的情境素材將相關(guān)的化學(xué)知識隱含在圖表中，需要學(xué)生能挖掘隱藏的解題知識、方法和思路，考查學(xué)生的信息整理能力、數(shù)據(jù)處理能力、證據(jù)推理能力等，提升在文字、圖表之間的思維轉(zhuǎn)換，評價(jià)學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成情況。

在新課程理念的指導(dǎo)下，高考也體現(xiàn)從“知識立意”“能力立意”向“價(jià)值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、知識為基”的轉(zhuǎn)變，考查學(xué)生運(yùn)用學(xué)科知識解決不同陌生度、復(fù)雜度真實(shí)情境下實(shí)際問題的能力。2020年教育部考試中心頒布的《中國高考評價(jià)體系》從高考的核心功能、考查內(nèi)容、考查要求三個(gè)方面回答了“為什么考、考什么、怎么考”的考試本原性問題，從而給出了“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”這一教育根本問題在高考領(lǐng)域的答案?！吨袊呖荚u價(jià)體系》的內(nèi)容包括“一核四層四翼”，其中“四層”為考查內(nèi)容，包括“核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識”，其中在關(guān)鍵能力中明確要求學(xué)生具備符號理解能力、信息整理能力、數(shù)據(jù)處理能力、演繹推理能力等。因此，對新課標(biāo)發(fā)布后的歷年高考化學(xué)卷中圖表信息題的命題特點(diǎn)進(jìn)行研究，在教學(xué)評一體化的背景之下對教與學(xué)具有啟示意義。

一、高考化學(xué)圖表信息題命題特點(diǎn)

基于新課程和中國高考評價(jià)體系的理念，高考評價(jià)逐漸從“知識立意”“能力立意”向“價(jià)值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、知識為基”轉(zhuǎn)變，因此，高考試題不僅要注重基礎(chǔ)的考查，更要突出以真實(shí)的問題情境為載體，將必備核心知識轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)性問題，考查學(xué)科關(guān)鍵能力的形成與發(fā)展現(xiàn)狀，在考查學(xué)科關(guān)鍵能力的過程中達(dá)成對學(xué)科核心素養(yǎng)的培育，而化學(xué)圖表信息題是一類能將知識轉(zhuǎn)化為能力的試題，著重培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究和創(chuàng)新意識的核心素養(yǎng)。

2018年1月教育部頒布了修訂后的新課標(biāo)，新課標(biāo)的課程理念會影響到高考試題的評價(jià)導(dǎo)向。因此，在本研究中將2018年- 2021年的高考理綜化學(xué)試題作為研究對象，試題的題量和分值在一定程度上能反映命題的側(cè)重和取向。對近幾年圖表信息試題的題量和分值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明近年來高考理綜化學(xué)圖表信息試題題量比較穩(wěn)定，分值比重大，側(cè)面反映出圖表信息題在高考試題中的重要地位，因此，有必要分析高考化學(xué)圖表信息題的命題特點(diǎn)，了解命題的趨勢，為高考復(fù)習(xí)提供可行性的建議和策略。

1.圖表類型和內(nèi)容豐富多樣，呈現(xiàn)穩(wěn)定和綜合趨勢

分析2018年- 2021年的高考理綜化學(xué)試題可以發(fā)現(xiàn)，圖表信息題考查的知識點(diǎn)內(nèi)容豐富，包括STSE、速率平衡、電化學(xué)、實(shí)驗(yàn)探究、有機(jī)合成等內(nèi)容，從呈現(xiàn)方式來看多以圖片和表格形式來呈現(xiàn)關(guān)聯(lián)信息，直觀地?cái)⑹鍪挛锏男螒B(tài)和變化規(guī)律。研究者根據(jù)圖表數(shù)量、功能等特點(diǎn)對圖表信息題進(jìn)行了類別劃分。劉家濤基于圖表數(shù)量將圖表信息題分為單一型和綜合型兩大類：王后雄等人則依據(jù)圖表信息題的功能具體劃分為信息記錄表、實(shí)驗(yàn)樣品圖、實(shí)驗(yàn)裝置圖、數(shù)據(jù)曲線圖、物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖、理解示意圖、工藝流程圖、轉(zhuǎn)化關(guān)系圖等七類。借鑒已有研究，本文將圖表信息題劃分為單一型和綜合型兩類，其中單一型具體劃分為信息記錄表、實(shí)驗(yàn)裝置圖、數(shù)據(jù)曲線圖、物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖、理解示意圖、工藝流程圖、轉(zhuǎn)化關(guān)系圖七類，而綜合型則包含了兩種或兩種以上的類別。分析2018年- 2021年全國理綜化學(xué)卷圖表信息題類型的分布情況，表明全國理綜化學(xué)卷圖表信息題的題量趨于穩(wěn)定，其中信息記錄表、數(shù)據(jù)曲線圖、物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖、理解示意圖和轉(zhuǎn)化關(guān)系圖是使用最多的圖類和表類，實(shí)驗(yàn)裝置圖和工藝流程圖題量基本保持穩(wěn)定。各類圖表題型和涉及的知識點(diǎn)較為固定，如物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖通常出現(xiàn)在第35題，作為選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查內(nèi)容，通過展示物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)幫助學(xué)生深入了解物質(zhì)性質(zhì)，深化“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的化學(xué)觀念：再如工藝流程圖多出現(xiàn)在第26或第27題，以框圖和箭頭的形式表示工業(yè)生產(chǎn)的過程，解決與社會、技術(shù)、環(huán)境緊密聯(lián)系的實(shí)際問題，增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感。在統(tǒng)計(jì)分析過程中還發(fā)現(xiàn)圖表信息題有從單一型逐漸向綜合型轉(zhuǎn)變的趨勢，即一道題會用多種圖表組合來呈現(xiàn)問題情境，如2020年全國卷Ⅱ第35題就包含了信息記錄表、物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖和理解示意圖三種類型，而2021年全國乙卷第26題也包含了信息記錄表與工藝流程圖兩種類型，著重考查學(xué)生的綜合能力，對學(xué)生的思維水平要求較高。

2.精選問題情境素材，突出試題綜合性和創(chuàng)新性

新課標(biāo)在命題原則中提出“以真實(shí)情境為測試載體”“試題情境素材應(yīng)緊密聯(lián)系學(xué)生學(xué)習(xí)和生活實(shí)際”，而《中國高考評價(jià)體系》也規(guī)定了“高考的考查載體一情境，以此承載考查內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)考查要求”，都強(qiáng)調(diào)情境作為試題命制的載體。分析近年來高考全國理綜化學(xué)圖表信息題，選取的情境素材類型豐富，包括學(xué)科前沿情境、化學(xué)史情境、化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境、工業(yè)生產(chǎn)情境、模型模擬情境等，體現(xiàn)高考不僅重視學(xué)生教材熟悉的情境，還關(guān)注學(xué)術(shù)前沿的熱點(diǎn)問題。2019年國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》在“深化考試命題改革”部分提出要“創(chuàng)新試題形式，加強(qiáng)情境設(shè)計(jì)，注重聯(lián)系社會生活實(shí)際，增加綜合性、開放性、應(yīng)用性、探究性試題”。江合佩等人提出化學(xué)學(xué)科創(chuàng)新性的內(nèi)涵包括內(nèi)容創(chuàng)新、形式創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、思維創(chuàng)新四個(gè)方面，并闡述了各個(gè)方面劃分的具體內(nèi)容，以2021年實(shí)施新高考“3+1+2”方案8省市學(xué)業(yè)水平等級適應(yīng)性考試的化學(xué)試題為例，探索高考化學(xué)創(chuàng)新性考查的實(shí)施路徑。分析2018年- 2021年全國高考理綜化學(xué)圖表信息題，試題的命制能夠體現(xiàn)出以情境為載體的要求，精選問題情境素材，不同程度突出試題的綜合性和創(chuàng)新性。

以2020年全國卷I第12題為例，該題以中科院福建物構(gòu)所王要兵等人發(fā)表在Angew上的可逆水系Zn - CO2電池全新體系為背景，屬于學(xué)科前沿情境，側(cè)重內(nèi)容創(chuàng)新。必備知識涉及物質(zhì)轉(zhuǎn)化、氧化還原反應(yīng)以及原電池、電解池，要求學(xué)生能綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決問題，發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)，溫室氣體CO2的合理轉(zhuǎn)化又能培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。利用建構(gòu)的電化學(xué)一般模型，先明確放電和充電兩個(gè)過程，再通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中元素化合價(jià)的變化判斷正負(fù)極和陰陽極，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)電極、電池方程式書寫原則和氧化還原反應(yīng)中電子守恒的思想就能正確解題。雖然以教材基礎(chǔ)知識為出發(fā)點(diǎn)，但并未直接考查電化學(xué)知識點(diǎn)，而是以電化學(xué)知識為工具，以學(xué)科前沿情境為考查載體，考查了學(xué)生運(yùn)用學(xué)科知識和學(xué)科思維解決真實(shí)情境下實(shí)際問題的能力。

類似的還有2019年全國卷I第10題，以模擬HCI分子在冰表面吸附和溶解的過程為情境載體，屬于形式創(chuàng)新。必備知識涉及物質(zhì)微粒間的相互作用、分子的空間結(jié)構(gòu)、電離平衡等，要求學(xué)生從微觀層面理解分子的吸附和溶解過程，再用化學(xué)方程式表示，構(gòu)建“宏一微一符”三重表征。本題先識別圖中不同分子結(jié)構(gòu)代表的物質(zhì)，明確每一層中分子的種類和微粒的存在形式以及微粒間的相互作用力，在此基礎(chǔ)上用化學(xué)用語表示電離過程。除此之外，圖中還給出分子的個(gè)數(shù)比，根據(jù)所給數(shù)量比并運(yùn)用物質(zhì)的量濃度計(jì)算公式可求解H+濃度。以微觀示意圖的形式將難以觀察的化學(xué)過程顯現(xiàn)化，加強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)變化微觀層面的理解，從宏觀與微觀結(jié)合的視角分析解決問題。

3.以評價(jià)化學(xué)核心素養(yǎng)為宗旨，側(cè)重考查學(xué)科關(guān)鍵能力

《關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》提出“要促進(jìn)學(xué)生系統(tǒng)掌握各學(xué)科基礎(chǔ)知識、基本技能，基本方法，培養(yǎng)適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力”。而《中國高考評價(jià)體系》提出的“四層”考查內(nèi)容，本質(zhì)是通過核心價(jià)值的考查實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)作用、學(xué)科素養(yǎng)的考查實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向作用，凸出關(guān)鍵能力為重點(diǎn)考查內(nèi)容，促進(jìn)核心素養(yǎng)落地。顯而易見，政策文件都強(qiáng)調(diào)發(fā)展和評價(jià)學(xué)生的關(guān)鍵能力。關(guān)鍵能力具有直觀外顯化等特性，能具體體現(xiàn)在學(xué)生解題過程中。王后雄等人通過對24名專家進(jìn)行問卷調(diào)查確定高中化學(xué)關(guān)鍵能力的構(gòu)成要素，包括化學(xué)信息處理能力、實(shí)驗(yàn)與探究能力、化學(xué)計(jì)量與計(jì)算能力等，近年來全國理綜化學(xué)圖表信息題從多角度考查學(xué)科關(guān)鍵能力，切合新課程理念和高考命題的趨勢。

比如2021年全國乙卷第28題。本題涉及的必備知識包括化學(xué)熱、化學(xué)平衡常數(shù)及移動(dòng)、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算，屬于抽象理論性知識，通過示意圖將較為抽象的能量變化和平衡移動(dòng)變化形象化，加深學(xué)生對化學(xué)變化本質(zhì)的認(rèn)識。判斷反應(yīng)能量變化示意圖，首先要觀察曲線圖，依據(jù)題目給出提示①是慢反應(yīng)以及隱含的信息總反應(yīng)是放熱反應(yīng)，體現(xiàn)在圖上是反應(yīng)物與第一個(gè)過渡態(tài)能量峰值的能量差大以及生成物能量低。第2小題呈現(xiàn)甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度、壓強(qiáng)變化的坐標(biāo)圖，根據(jù)總反應(yīng)是放熱反應(yīng)以及平衡移動(dòng)知識，判斷曲線a和b代表的含義，對于反應(yīng)條件只需要在圖中找出對應(yīng)的點(diǎn)即可。本題借助數(shù)據(jù)曲線圖，突出對化學(xué)信息處理能力、證據(jù)推理與論證能力和模型認(rèn)知能力等關(guān)鍵能力的考查，外顯學(xué)生的思維方式。

類似的再如2019年全國卷Ⅲ第26題，該題來源于教材實(shí)驗(yàn)，但又高于教材，將制備氯酸鉀和次氯酸鈉的實(shí)驗(yàn)一體化，探究物質(zhì)氧化還原性質(zhì)，屬于化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題。涉及的必備知識包括物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離、提純、氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)，考查實(shí)驗(yàn)與探究能力、化學(xué)表征能力、證據(jù)推理與論證能力等關(guān)鍵能力的綜合運(yùn)用。本題采用教材氯氣發(fā)生裝置，將收集的氯氣除雜后作為原料，再巧妙地控制不同的實(shí)驗(yàn)條件制備所得產(chǎn)物，這也是解題的關(guān)鍵點(diǎn)，探究氧化性強(qiáng)弱則需要依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和氧化還原反應(yīng)規(guī)律來解題。不同類型的圖表信息題雖然側(cè)重考查的學(xué)科關(guān)鍵能力有所區(qū)別，但是都不局限于考查單一能力，而是趨向發(fā)展學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，評價(jià)證據(jù)推理與模型認(rèn)知等核心素養(yǎng)的達(dá)成水平，更利于選拔全面發(fā)展的人才。

二、化學(xué)圖表類試題教學(xué)策略

1.深入挖掘教材圖表，培養(yǎng)學(xué)生分析圖表的綜合能力

圖表是儲存和傳遞化學(xué)信息的載體，與文字一起形成一個(gè)整體，需要學(xué)生挖掘隱蔽的信息，在分析圖表的過程中能體現(xiàn)學(xué)生整理和分析信息的能力、信息轉(zhuǎn)化的能力、演繹推理能力等綜合能力。教材中的圖表可以作為教學(xué)載體，教師深入挖掘圖表信息，培養(yǎng)學(xué)生分析圖表的綜合能力。新魯科版必修教材在“聯(lián)想·質(zhì)疑”“觀察·思考”“交流·研討”等多個(gè)欄目中都涉及到了不同類型的圖表信息，而新人教版教材的圖表信息主要體現(xiàn)在“實(shí)驗(yàn)”“探究”“科學(xué)·技術(shù)·社會”“思考與討論”等欄目中，新蘇教版教材則在“觀察思考”“實(shí)驗(yàn)探究”“拓展視野”等欄目中穿插圖表信息，三個(gè)版本的教材都從不同方面體現(xiàn)出圖表的重要性。在教學(xué)過程中，教師充分借助圖表內(nèi)容，通過觀察發(fā)現(xiàn)學(xué)生在圖表學(xué)習(xí)過程中暴露出的能力不足，進(jìn)一步提升學(xué)生認(rèn)真分析圖表、觀察提取信息等綜合能力。

2.重視創(chuàng)設(shè)學(xué)科前沿和模型模擬情境，發(fā)展學(xué)生真實(shí)情境下實(shí)際問題的解決能力

新課標(biāo)在教學(xué)與評價(jià)建議中提出“教師在教學(xué)中應(yīng)重視創(chuàng)設(shè)真實(shí)且富有價(jià)值的問題情境”，命題原則中則是強(qiáng)調(diào)不同陌生度和復(fù)雜度的真實(shí)情境，上述分析命題特點(diǎn)也體現(xiàn)出高考化學(xué)圖表信息題情境類型豐富，尤其是學(xué)科前沿和模型模擬情境對學(xué)生來說陌生且難度較大，教師在教學(xué)中可以結(jié)合學(xué)科最新科研成果和微觀化學(xué)反應(yīng)過程，以學(xué)科必備知識為考查基礎(chǔ)，發(fā)展與提高學(xué)生解決陌生、復(fù)雜問題的能力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的核心素養(yǎng)形成與發(fā)展。相應(yīng)地，在這個(gè)過程中教師通過閱讀大量的文獻(xiàn)、關(guān)注學(xué)科前沿等能夠提升自身的教學(xué)能力和素養(yǎng)，提高在教學(xué)中融人不同情境素材有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的能力與學(xué)科思維。

3.重視信息的圖表表征，構(gòu)建“四重表征”模型

一般而言，化學(xué)上的“三重表征”指“宏觀一微觀一符號”三重表征，錢揚(yáng)義基于手持實(shí)驗(yàn)即時(shí)收集數(shù)據(jù)和自動(dòng)生成曲線的技術(shù)背景，首次提出“宏觀表征一微觀表征一符號表征一曲線表征”的四重表征模型，用于定量實(shí)驗(yàn)研究，提高學(xué)生基于數(shù)據(jù)從定量角度來認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)并進(jìn)行預(yù)測和計(jì)算的能力。對于較為復(fù)雜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程，利用手持實(shí)驗(yàn)?zāi)軐⒊橄蟮奈⒂^反應(yīng)過程以具體的數(shù)字曲線表示，如pH曲線、透光率曲線、電導(dǎo)率曲線和氣壓曲線等。近年來高考化學(xué)圖表信息題的數(shù)據(jù)曲線圖一般出現(xiàn)在選擇題最后一題以及綜合題中，主要考查選修化學(xué)反應(yīng)原理內(nèi)容，側(cè)重化學(xué)反應(yīng)速率、方向和限度、水溶液中的離子反應(yīng)與平衡等，難度較大。在實(shí)際教學(xué)中，教師宜重視信息的圖表表征，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生從曲線的走勢分析宏觀現(xiàn)象變化、微觀的微粒變化以及用化學(xué)符號表征變化過程，使學(xué)生建立分析曲線的四重表征模型，培養(yǎng)學(xué)生的定量思維和數(shù)據(jù)處理分析能力，形成解數(shù)據(jù)曲線圖的一般方法。

基金項(xiàng)目：本文系2020年度教師教育研究項(xiàng)目“基于核心素養(yǎng)發(fā)展的化學(xué)公費(fèi)師范生專業(yè)必修課《化學(xué)教學(xué)技能訓(xùn)練》課程內(nèi)容構(gòu)建與教學(xué)模式研究”（項(xiàng)目編號：JSJY2020012）和陜西師范大學(xué)基礎(chǔ)教育改革2019年度項(xiàng)目“核心素養(yǎng)視域下中學(xué)教師素養(yǎng)為本的教學(xué)設(shè)計(jì)能力提升策略與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號：JCJY021）階段性研究成果。

（收稿日期：2022 -02 - 18）