張莉娜 賀 新 陳健偉

(1.北京教育學(xué)院數(shù)學(xué)與科學(xué)教育評(píng)價(jià)研究中心 2.中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué))

隨著考試大綱的取消,新課程的高考要依據(jù)?普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)?(以下簡(jiǎn)稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”),實(shí)施素養(yǎng)導(dǎo)向的考試評(píng)價(jià).課程標(biāo)準(zhǔn)基于學(xué)科本質(zhì),凝練了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”,并明確指出,高中化學(xué)課程的教學(xué)和考試評(píng)價(jià)都要以發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨,開(kāi)展“素養(yǎng)為本”的教學(xué),倡導(dǎo)基于化學(xué)核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià),即依據(jù)化學(xué)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),評(píng)價(jià)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的達(dá)成情況.我們以原創(chuàng)試題“嫦娥五號(hào)上的國(guó)旗”為例,介紹命制指向化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的高三原創(chuàng)試題的思路以及試題的使用.

1 “嫦娥五號(hào)上的國(guó)旗”試題命制依據(jù)

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的高三試題命制旨在依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)學(xué)生素養(yǎng)的達(dá)成情況,為改進(jìn)教學(xué),促進(jìn)學(xué)生發(fā)展服務(wù).因此試題應(yīng)以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向,準(zhǔn)確把握“素養(yǎng)”“情境”“問(wèn)題”和“知識(shí)”這4個(gè)要素在命題中的定位及相互聯(lián)系,構(gòu)建以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的命題框架,如圖1所示.

圖1

上述框架表明,“情境”和“知識(shí)”同時(shí)服務(wù)于“問(wèn)題”的提出與解決;“問(wèn)題”指向評(píng)價(jià)關(guān)鍵能力的達(dá)成程度,例如“理解”“應(yīng)用”等;“知識(shí)”指向具有促進(jìn)學(xué)生形成化學(xué)核心素養(yǎng)價(jià)值的重要概念,例如“物質(zhì)結(jié)構(gòu)”“化學(xué)反應(yīng)”等;“情境”是表現(xiàn)問(wèn)題的素材和載體,承載供給信息等作用.“問(wèn)題”“情境”“知識(shí)”三者之間存在著密切的聯(lián)系;情境的設(shè)計(jì)、知識(shí)的運(yùn)用、問(wèn)題的提出與解決均應(yīng)有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià).

2 “嫦娥五號(hào)上的國(guó)旗”試題命制思路

依據(jù)上述框架,呈現(xiàn)原創(chuàng)試題“嫦娥五號(hào)上的國(guó)旗”及其解析.

【試題】北京時(shí)間2020年12月17日1時(shí)59分,嫦娥五號(hào)返回器在內(nèi)蒙古四子王旗著陸場(chǎng)安全著陸,這標(biāo)志著探月工程嫦娥五號(hào)任務(wù)取得圓滿成功.嫦娥五號(hào)任務(wù)不僅標(biāo)志著中國(guó)航天向前邁出了重大一步,也將為深化人類對(duì)月球成因和太陽(yáng)系演化歷史的科學(xué)認(rèn)知作出貢獻(xiàn).嫦娥五號(hào)上的國(guó)旗科技含量十足,能夠耐高、低溫,防靜電,防月球塵埃,在月球表面極端惡劣的環(huán)境下,依然可以不褪色、不串色、不變形.這面國(guó)旗以國(guó)產(chǎn)高性能芳綸纖維材料為原料,包含多項(xiàng)高科技技術(shù):利用“高效短流程嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)”,國(guó)旗面料攻克了高模量差異纖維高品質(zhì)紗線制備的技術(shù)難題,利用“優(yōu)質(zhì)天然高分子材料的超細(xì)粉體化及其高附加值的再利用技術(shù)”制備了微納米蠶絲粉體;利用小分子調(diào)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了芳綸纖維的結(jié)構(gòu)調(diào)控及顏色構(gòu)建,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了極端紫外條件下優(yōu)良的耐日曬牢度;利用其與顏料粒子的協(xié)同作用,從本質(zhì)上解決了極端條件下顏料熱升華及熱遷移牢度問(wèn)題.

通過(guò)這些高科技技術(shù),最終實(shí)現(xiàn)了嫦娥五號(hào)在月球上展現(xiàn)的那一抹“中國(guó)紅”.芳綸MPIA 的合成路線如圖2所示.

圖2

(1)嫦娥五號(hào)上的國(guó)旗具有的科技含量有_________(填序號(hào)).

①耐高、低溫

②防月球靜電、塵埃

③極端惡劣的環(huán)境下,可能會(huì)褪色、串色或變形

(2)A 是一種芳香烴,其名稱為_(kāi)_______;反應(yīng)條件a為_(kāi)_______.

(3)B到C的反應(yīng)類型為_(kāi)_______.

(4)下列關(guān)于D 的說(shuō)法正確的是________(填序號(hào)).

①與A 互為同系物

②同分異構(gòu)體共有2種

③可直接與酸性高錳酸鉀反應(yīng)生成F

④一氯取代產(chǎn)物有3種

(5)Ce4＋可將D 氧化為E,生成Ce3＋,反應(yīng)過(guò)程中D 和Ce4＋的物質(zhì)的量之比為_(kāi)________.

(6)下列關(guān)于高性能芳綸纖維材料的敘述正確的是_________(填序號(hào)).

①是有機(jī)高分子材料

②主要成分是纖維素

③小分子調(diào)控芳綸是化學(xué)變化

④利用芳綸與顏料粒子的協(xié)同作用,能促進(jìn)顏料的升華

(7)請(qǐng)寫(xiě)出G 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:_______.

(1)①②.

(2)苯;濃硫酸、濃硝酸、加熱.

(3)還原反應(yīng).

(4)①③.

【試題分析】關(guān)于本試題設(shè)計(jì)的分析.

1)測(cè)試對(duì)象(學(xué)生水平)

本試題的測(cè)試對(duì)象為高中三年級(jí)的學(xué)生,這部分學(xué)生是在完成必修和選擇性必修化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,選擇化學(xué)作為計(jì)入高校招生錄取總成績(jī)的學(xué)業(yè)水平考試科目.

2)測(cè)試宗旨(核心素養(yǎng))

2.1.3 冠幅 冠幅表示植株的蓋度。2015年4種種植模式油用牡丹的冠幅表現(xiàn)為：油用牡丹-碧桃套種>油用牡丹-核桃套種>油用牡丹單一種植>油用牡丹-香椿套種；2016年油用牡丹的冠幅表現(xiàn)為：油用牡丹-香椿套種>油用牡丹-碧桃套種>油用牡丹-核桃套種>油用牡丹單一種植。油用牡丹-香椿套種在2015冠幅最低，而2016年冠幅最大，說(shuō)明，該模式油用牡丹的長(zhǎng)勢(shì)最明顯，其次是油用牡丹-碧桃套種模式的生長(zhǎng)較好。

本題測(cè)試宗旨主要是“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),涉及“宏觀辨識(shí)與微觀探析”和“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”核心素養(yǎng)的考查.要求學(xué)生能從原子、分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、變化,能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問(wèn)題;具有證據(jù)意識(shí),能基于證據(jù)對(duì)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及變化提出可能的假設(shè),通過(guò)分析推理加以證實(shí)或證偽;建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系,并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象.

3)測(cè)試載體(真實(shí)情境)

本試題以我國(guó)探月工程嫦娥五號(hào)返回器著陸的新聞等為背景,創(chuàng)設(shè)了真實(shí)、有意義的測(cè)試情境:研究芳綸MPIA 的合成路線.結(jié)合中學(xué)的教學(xué)實(shí)際,設(shè)計(jì)出該試題的測(cè)試任務(wù),有利于考查學(xué)生從微觀(官能團(tuán))視角分析有機(jī)物的性質(zhì)及反應(yīng),同時(shí)也能促進(jìn)學(xué)生思考、推理和判斷分析水平的發(fā)展,有利于測(cè)試學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)的達(dá)成水平.

4)測(cè)試任務(wù)(實(shí)際問(wèn)題)

課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生“能寫(xiě)出烴及其衍生物的官能團(tuán)、簡(jiǎn)單代表物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和名稱”“能描述和分析各類有機(jī)化合物的典型代表物的重要反應(yīng)”“能綜合應(yīng)用有關(guān)知識(shí)完成推斷有機(jī)化合物、檢驗(yàn)官能團(tuán)、設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線等任務(wù)”“能對(duì)單體和高分子進(jìn)行相互推斷,能分析高分子的合成路線”.本題依據(jù)測(cè)試宗旨和目標(biāo),基于真實(shí)、有意義的測(cè)試情境向?qū)W生提出了7個(gè)實(shí)際問(wèn)題,涉及物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì),物質(zhì)轉(zhuǎn)化,定量分析等方面,同時(shí)考查了學(xué)生依據(jù)情境信息分析推斷得出結(jié)論的能力.試題依托合成路線圖,將化學(xué)知識(shí)與前沿科學(xué)技術(shù)融合在其中,要求學(xué)生在理解合成路線的基礎(chǔ)上,能依據(jù)情境信息進(jìn)行分析推斷,判斷反應(yīng)類型,書(shū)寫(xiě)苯等典型有機(jī)物,并根據(jù)高中階段重要的有機(jī)反應(yīng)等知識(shí)推斷有機(jī)化合物、分析有機(jī)合成路線,對(duì)單體和高分子進(jìn)行相互推斷.

試題充分體現(xiàn)了測(cè)試任務(wù)與真實(shí)情境之間的緊密聯(lián)系,符合當(dāng)下的素養(yǎng)考查趨勢(shì).

第(1)問(wèn)和第(6)問(wèn)要求學(xué)生從情境信息中分析出嫦娥五號(hào)上的國(guó)旗具有的科技含量,并得出高性能芳綸纖維材料的相關(guān)推斷結(jié)論,測(cè)試學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”素養(yǎng)(學(xué)業(yè)質(zhì)量水平3:能說(shuō)明官能團(tuán)對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響;能結(jié)合實(shí)際問(wèn)題情境認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化和合成在社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、提高生活質(zhì)量等方面的重要貢獻(xiàn))是否達(dá)成.

第(2)問(wèn)和第(3)問(wèn)要求學(xué)生掌握典型有機(jī)物苯的名稱及其重要反應(yīng)、有機(jī)反應(yīng)類型等知識(shí),測(cè)試學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)(學(xué)業(yè)質(zhì)量水平4:要求學(xué)生能在物質(zhì)及其變化的情境中對(duì)物質(zhì)及其變化進(jìn)行分析和推斷)是否達(dá)成.

第(4)問(wèn)具有一定綜合性,需要學(xué)生認(rèn)真理解有機(jī)合成路線圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系,綜合運(yùn)用同系物、同分異構(gòu)體和有機(jī)反應(yīng)的相關(guān)知識(shí),并能對(duì)單體和高分子進(jìn)行相互推斷,能分析高分子的合成路線,測(cè)試學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)(學(xué)業(yè)質(zhì)量水平4)是否達(dá)成.

第(5)問(wèn)要求學(xué)生在綜合運(yùn)用氧化還原相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行定量分析,推出合理的結(jié)論,測(cè)試學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)(學(xué)業(yè)質(zhì)量水平3)是否達(dá)成.

第(7)問(wèn)需要學(xué)生分析有機(jī)合成路線圖中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系,對(duì)單體和高分子進(jìn)行相互推斷,能分析高分子的合成路線,測(cè)試學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)(學(xué)業(yè)質(zhì)量水平4)是否達(dá)成.

5)解決問(wèn)題的工具(化學(xué)知識(shí))

本試題要求學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)及從試題中領(lǐng)悟到的相關(guān)知識(shí)來(lái)解決所提出的問(wèn)題,這些知識(shí)包括:掌握典型有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)與反應(yīng)[第(2)(3)(6)問(wèn)];通過(guò)定性和定量分析得出氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑的比例[第(5)問(wèn)];對(duì)有機(jī)物以及有機(jī)合成路線進(jìn)行分析和推斷[第(4)(7)問(wèn)].

3 “嫦娥五號(hào)上的國(guó)旗”試題應(yīng)用及反思

“嫦娥五號(hào)上的國(guó)旗”是高三化學(xué)檢測(cè)題,用于有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)檢測(cè),幫助學(xué)生鞏固和活化知識(shí).試題根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn),從科技前沿的實(shí)際問(wèn)題入手,以文字?jǐn)⑹龊陀袡C(jī)合成路線圖的形式將物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與轉(zhuǎn)化、定量分析等相關(guān)知識(shí)包裝起來(lái),創(chuàng)設(shè)真實(shí)、有價(jià)值、有較高思維要求的問(wèn)題情境,不僅引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注了科技前沿問(wèn)題,而且考查了學(xué)生對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和理論的理解,并遷移應(yīng)用到真實(shí)問(wèn)題的分析和解決的過(guò)程中,該試題能有效地評(píng)價(jià)學(xué)生在陌生的情境中,能否將知識(shí)融會(huì)貫通,能否基于“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”和“宏觀辨識(shí)與微觀探析”推理得出有機(jī)物的合成路線.