黃劍鋒 湯希雁

【摘 要】文章以2022年高考全國甲卷理綜化學試題為例，基于情境化高考試題的特點進行分析。情境化高考化學試題以真實情境為測試載體，融知識于真實情境中，以真實情境考查關鍵能力，考查化學學科核心素養(yǎng)。對高考試題的分析了解，既有利于課堂教學改革，也有利于高考備考的精準開展，更有利于提高教學效率。

【關鍵詞】真實情境；測試載體；關鍵能力；化學學科核心素養(yǎng)

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》和《中國高考評價體系》都強調(diào)，真實情境是高考試題中的測試載體。2022年全國高考化學試題的命制正是體現(xiàn)了試題的情境性。筆者以2022年高考全國甲卷理綜化學試題（以下簡稱全國甲卷化學試題）為例進行分析，探討高考化學試題如何通過試題情境承載核心價值、學科素養(yǎng)、關鍵能力、必備知識的考查內(nèi)容，實現(xiàn)考查要求，使教師了解與把握高考化學試題命制的特點、考查側(cè)重點，以便為日常教學、高考備考提供參考。

一、試題的真實情境分析

《中國高考評價體系》指出，高考命題應合理創(chuàng)設情境，設置新穎的試題呈現(xiàn)方式和設問方式，促進學生主動思考，發(fā)現(xiàn)新問題，找到新規(guī)律，得出新結(jié)論［1］?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017年版2020年修訂）》中呈現(xiàn)的以化學學科核心素養(yǎng)為導向的命題框架［2］，要求情境和知識同時服務于問題的提出與解決，問題、情境、知識之間存在密切聯(lián)系。分析發(fā)現(xiàn)，全國甲卷化學試題命制的顯著特點就是情境化，其試題情境包括學習探索情境、生活實踐情境、學術(shù)探索情境三種類型。學習探索情境是指以化學學科專業(yè)語言與符號為表現(xiàn)形式，按照學科邏輯呈現(xiàn)的情境；生活實踐情境是指根據(jù)生活中的化學現(xiàn)象及其變化的內(nèi)在邏輯呈現(xiàn)的真實情境；學術(shù)探索情境是指以化學科學研究問題為背景，按照學術(shù)研究的一般路徑呈現(xiàn)的真實情境［3］。筆者對全國甲卷化學試題情境進行分析，整理如下（見表1）。

由表1可以發(fā)現(xiàn)，全國甲卷化學試題情境以學習探索情境為主，以化學用語、阿伏加德羅常數(shù)、實驗現(xiàn)象及結(jié)論、物質(zhì)制備與純化等為背景。學習探索情境試題主要用于檢測知識復述與再現(xiàn)，體現(xiàn)試題的基礎性。生活實踐情境試題以日常生活中常見物質(zhì)的使用、環(huán)境污染、工業(yè)生產(chǎn)流程、新型材料為背景，主要用于檢測知識遷移與應用，體現(xiàn)試題的綜合性與應用性。學術(shù)探索情境試題以新型電池原理、物質(zhì)轉(zhuǎn)化方法、最新合成方法等為背景，主要檢測學生的真實問題解決能力，體現(xiàn)試題的綜合性與創(chuàng)新性。

二、基于真實情境的關鍵能力考查分析

情境化試題主要包括目的、背景、問題和知識4個基本要素，其本質(zhì)特征是將目的、問題和知識融合在一定的背景之中，［4］考查學生的化學學科關鍵能力——理解與辨析能力、分析與推測能力、歸納與論證能力、探究與創(chuàng)新能力。經(jīng)分析，全國甲卷化學試題對理解與辨析能力進行有針對性的考查，對歸納與論證能力適度考查，重點考查分析與推測能力。

（一）理解與辨析能力的考查

高考化學試題對學生理解與辨析能力的考查，側(cè)重于學生復述再現(xiàn)能力的考查。例如，考查學生對物質(zhì)顏色的記憶、基本反應類型、主要化學組成成分、主要化學性質(zhì)及教材原型實驗的復述再現(xiàn)等。

例1 （全國甲卷化學試題第8題）輔酶Q10具有預防動脈硬化的功效，其結(jié)構(gòu)簡式如圖1。下列有關輔酶Q10的說法正確的是（? ）

A.分子式為C60H90O4

B.分子中含有14個甲基

C.分子中的四個氧原子不在同一平面

D.可發(fā)生加成反應，不能發(fā)生取代反應

本題情境背景是輔酶Q10結(jié)構(gòu)簡式的鍵線式?；诖吮尘暗臏y試任務是讓學生運用物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)圖式，分析有機物的結(jié)構(gòu)特點，判斷其在一定條件下可能發(fā)生的化學反應?？疾閷W生對有機反應類型、甲基、共平面等基本概念的理解能力。全國甲卷化學試題中的第8、第9、第11、第12、第13、第27題都是關于理解與辨析能力的考查。

（二）歸納與論證能力的考查

高考化學試題對學生歸納與論證能力的考查，主要通過將關鍵信息隱含于題干、圖表數(shù)據(jù)中，讓學生結(jié)合已有核心主干知識，提取、整合、歸納、整理關鍵信息，進行邏輯推理，得出相應結(jié)論。此類試題的問題通常有解釋為什么、分析原因、選擇措施等，從而考查學生從不同信息呈現(xiàn)形式中準確提取有效信息的能力。

例2 （全國甲卷化學試題第28題）金屬鈦（Ti）在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領域有著重要用途。目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石（TiO2）轉(zhuǎn)化為TiCl4，再進一步還原得到鈦。回答下列問題：

（1）TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃時反應的熱化學方程式及其平衡常數(shù)如下：

（ⅰ）直接氯化：TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）? [Δ]H1=172kJ·mol-1，Kp1=1.0×10-2；

（ⅱ）碳氯化：TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g） [Δ] H2=-51kJ·mol-1，Kp2=1.2×1012Pa；

①反應2C（s）+O2（g）=2CO（g）的[ΔH]為

kJ·mol-1，Kp=? ? Pa。

②碳氯化的反應趨勢遠大于直接氯化，其原因是? ? ? 。

③對于碳氯化反應：增大壓強，平衡

移動（填“向左”“向右”或“不”）；溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率? ? ? ? ?（填“變大” “變小” 或 “不變”）。

（2）在1.0×105Pa，將TiO2、C、Cl2（g）以物質(zhì)的量比1∶2.2∶2進行反應。體系中氣體平衡組成比例（物質(zhì)的量分數(shù)）隨溫度變化的理論計算結(jié)果如圖2所示。

①反應C（s）+CO2（g）=2CO（g）的平衡常數(shù)Kp（1400℃）=? ? Pa。

②圖中顯示，在200℃平衡時TiO2幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl4，但實際生產(chǎn)中反應溫度卻遠高于此溫度，其原因是? ? ? ?。

（3）TiO2碳氯化是一個“氣—固—固”反應，有利于TiO2—C“固—固”接觸的措施是? ? 。

本題情境背景是TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4的兩種方法：直接氯化法和碳氯化法。一是考查學生能夠從信息中提取碳氯化反應和直接氯化反應的特點，進行分析歸納，根據(jù)熵變[Δ]S、焓變[Δ]H進行判斷得出結(jié)論，判斷改變溫度、壓強平衡移動的情況。二是考查學生從題目提供碳氯化反應體系中氣體平衡組成比例（物質(zhì)的量分數(shù)）隨溫度變化的數(shù)據(jù)，分析計算Kp（1400℃），闡釋實際生產(chǎn)中需要綜合考慮反應的速率、產(chǎn)率等，推論實際反應溫度遠高于200℃的原因，以及有利于“固—固”接觸應該采取的措施。

（三）分析與推測能力的考查

高考化學試題對學生分析與推測能力的考查，主要通過融合在化學反應原理、實驗原理與方法、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的試題中進行考查，以考查學生分析解釋、推論預測及從抽象理論到具體應用的能力。

例3 （全國甲卷化學試題第35題節(jié)選）2008年北京奧運會的“水立方”，在2022年冬奧會上華麗轉(zhuǎn)身為“冰立方”，實現(xiàn)了奧運場館的再利用，其美麗的透光氣囊材料由乙烯（CH2=CH2）與四氟乙烯（CF2=CF2）的共聚物（ETFE）制成。回答下列問題：

圖3、圖4、圖5分別表示C、N、O和F的逐級電離能I變化趨勢（縱坐標的標度不同）。第一電離能的變化圖是? ? （填標號），判斷的根據(jù)是? ? ；第三電離能的變化圖是? ? （填標號）。

學生解答本題需要具備從原子結(jié)構(gòu)推測性質(zhì)的能力，從N原子的2p能級為半充滿狀態(tài)分析，判斷N元素的第一電離能比C、O兩種元素高。C原子在失去2個電子后的2s能級為全充滿狀態(tài)，由此判斷C元素的第三電離能稍高，得出答案。

三、融合在真實情境中的知識分析

情境化試題的本質(zhì)是將目的、問題和知識融合在一定的背景之中，以實現(xiàn)檢測學生應對各種復雜現(xiàn)實情境所必需的相關素養(yǎng)的目的。因此，試題情境的背景中蘊含著許多學科知識。例1選取了輔酶Q10結(jié)構(gòu)簡式的鍵線式作為背景，這一背景中除4個選項所對應的知識外，還包括結(jié)構(gòu)中各碳原子的雜化類型、含碳碳雙鍵數(shù)、與Br2加成需要Br2的物質(zhì)的量、核磁共振氫譜圖中峰的個數(shù)與面積比等其他相關知識。不同的背景蘊含不同知識，結(jié)合近年來高考化學試題的實際情況，可將情境化高考試題的背景分為STSE、學科知識、科學實驗、化工生產(chǎn)等。

（一）以STSE為背景

背景中通常包含化學與資源、能源、材料、技術(shù)、社會、生活、環(huán)境、中華優(yōu)秀文化傳統(tǒng)等相關化學知識，例如全國甲卷化學試題第7題以化學與生活為背景，所包含的化學知識有次氯酸鈣與鹽酸反應，酸雨的主要物質(zhì)，棉花、麻和蠶絲的組成，干冰用途。

（二）以學科知識為背景

背景中包含中學化學課程標準范疇的化學知識，即化學學科必備知識。如化學語言與概念（化學用語）、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)）、反應變化與規(guī)律（熱力學、動力學、電化學、電解質(zhì)溶液）、物質(zhì)轉(zhuǎn)化與應用（無機物和有機物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化）、實驗原理與方法（定性與定量、分離與提純、條件與控制）等核心知識。

例4 （全國甲卷化學試題第12題）Q、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，其最外層電子數(shù)之和為19。Q與X、Y、Z位于不同周期，X、Y相鄰，Y原子最外層電子數(shù)是Q原子內(nèi)層電子數(shù)的2倍。下列說法正確的是（? ）

A.非金屬性：X＞Q

B.單質(zhì)的熔點：X＞Y

C.簡單氫化物的沸點：Z＞Q

D.最高價含氧酸的酸性：Z＞Y

本題以物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識為背景，包括元素在周期表中的位置，元素原子結(jié)構(gòu)特點，元素的非金屬性強弱，物質(zhì)熔、沸點高低比較，酸性強弱比較等知識。

（三）以科學實驗為背景

此類試題經(jīng)常以實驗裝置圖、實驗操作、實驗現(xiàn)象及圖表的實驗數(shù)據(jù)等形式呈現(xiàn)背景要素。全國甲卷化學試題第13題以中學化學課程標準范疇中的基本實驗為背景，包括實驗測定比較CH3COO-和HCO3-的水解常數(shù)，檢驗鐵銹中是否含有二價鐵，探究氫離子濃度對CrO42-、Cr2O72-相互轉(zhuǎn)化的影響，檢驗乙醇中是否含有水的基本實驗知識。全國甲卷化學試題第27題以工業(yè)生產(chǎn)硫化鈉并進行純化實驗裝置為背景，其中包括完成該實驗的基本原理、基本操作、操作注意事項、原因分析等基本實驗知識。

（四）以化工生產(chǎn)為背景

此類試題通常以化學工藝流程、有機合成路線、生產(chǎn)過程和生產(chǎn)條件等相關的圖像和數(shù)據(jù)為背景。全國甲卷化學試題第26題以硫酸鋅制備工藝流程為背景，融合Zn、Ca、Mg、Fe、Cu等化合物的基本知識，物質(zhì)轉(zhuǎn)化中涉及溶液pH的調(diào)整、氧化還原反應、復分解反應、水解反應，流程中涉及沉淀溶解平衡原理的應用、常見物質(zhì)的分離及實驗操作等知識。全國甲卷化學試題第36題以多環(huán)化合物的合成路線為背景，融合物質(zhì)的化學名稱、反應類型、反應產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式、官能團名稱、有機物結(jié)構(gòu)簡式、手性碳原子等知識。

四、以情境考查化學學科核心素養(yǎng)

情境化試題考查學生的學科知識、學科能力和學科素養(yǎng)，而零碎化的化學知識與技能無法考查化學學科核心素養(yǎng)，只有圍繞在某一情境的背景中，將知識、能力、素養(yǎng)融合在一起，才能進行有效考查。

例5 （全國甲卷化學試題第10題）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖6所示（KOH溶液中，Zn2+以Zn（OH）42-存在）。電池放電時，下列敘述錯誤的是（? ）

A.Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移

B.Ⅰ區(qū)的SO42-通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移

C. MnO2電極反應：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O

D.電池總反應：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn（OH）42-+

Mn2++2H2O

本題以雙隔膜電池為情境背景，有效考查了化學學科核心素養(yǎng)（見表2）。

由此分析發(fā)現(xiàn)，化學學科核心素養(yǎng)在情境化高考試題中體現(xiàn)得“淋漓盡致”，高考試題不只是測試學生所掌握的基礎知識和技能，還是重點考查學生運用知識解決真實背景下問題的能力，在解決問題過程中全面展現(xiàn)學生的化學學科核心素養(yǎng)。

綜上所述，情境化試題的特點是以真實情境為測試載體，基于真實情境考查關鍵能力，將知識融于真實情境中，圍繞情境考查學生的化學學科核心素養(yǎng)。對試題的研究無論是對于日常課堂教學，還是把握高考方向、精準備考等都具有重要的意義，能有效提高教學質(zhì)量。

參考文獻：

［1］教育部考試中心.中國高考評價體系［M］.北京：人民教育出版社，2019.

［2］中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［3］江合佩，單旭峰.基于高考評價體系的化學試題研究：以2019年考考化學試題為例［J］.教育測量與評價，2020（2）：11-19.

［4］陸軍.情境化試題的基本要素、背景類型與品質(zhì)追求：以2019年高考全國Ⅰ卷理科綜合化學試題為例［J］.化學教學，2019（12）：76-81.

（責任編輯：羅小熒）