基于学科素养导向的
试题评析与备考建议
——以2022年福建省高考化学试题
第9、10题为例
摘要：以2022年福建省高考化学试题第9、10题为例，基于化学学科核心素养从试题立意、关键能力层面进行研究，分析学生思维误区，建构试题解题模型，提出高三复习备考建议，得出适应新高考的备考策略不再是归纳解题套路、实施题海战术，而是加强关键能力和学科素养的训练，培养可迁移的高阶思维模式。
关键词：学科素养；问题情境；高中化学；试题评析；备考建议
2022年是中国高考综合改革全面实施之年，福建省高考化学试题通过科学、稳妥、细致的试题设计，以平和的命题风格和适宜的试题方式呈现，题型、结构和难度都与2021年保持总体稳定，使试题更加符合师生心理预期，契合疫情影响下的教学实际。试题严格依据课程标准，确保“内容不超范围，深度不超要求”，注重考查必备知识和化学思维，引导减少“机械刷题”现象，助力教育评价改革落实落地。试题在保持稳定性和亲和性的基础上，尝试进行创新和突破，凸显学科关键能力和思维品质考查，聚焦学科核心素养，主要体现在两个方面：一是丰富试题情境化设计，增强学以致用和活学活用的结合力度，从日常生活、生产实践中广泛选材创设情境，考查学生分析、解决实际问题的能力，引导实现从“解题”到“解决问题”的转变；二是创新信息呈现方式，优化问题考查角度，注重考查思维过程，鼓励学生利用化学基本概念和原理进行科学推理，在分析和解决化学问题中考查信息识别、加工与处理等学科关键能力。[1]以下结合2022年福建省高考化学试题第9、10题，以学科素养为导向，确定试题考查的关键能力与必备知识，并提出高三化学复习备考建议。
试题1（2022年福建卷，9）：[2]一种化学“自充电”的锌—有机物电池，电解质为KOH和Zn(CH3COO)2水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如图1所示。下列说法正确的是
A.化学自充电时，c(OH-)增大
B.化学自充电时，电能转化为化学能
C.化学自充电时，锌电极反应式：Zn2++2e- =Zn
D.放电时，外电路通过0.02mol电子，正极材料损耗0.78g
【试题立意】本题以化学“自充电”锌—有机物电池为情境，属于生产环保类情境。涉及的锌—有机物电池为复旦大学王永刚教授团队近年来研究的新成果。它由聚-1,5—萘二胺（正极）、锌箔（负极）和碱性电解液[6mol?L-1KOH+0.2mol?L-1 Zn(CH3COO)2]组成。该电池的精妙之处在于：一是放电时正极反应基于K+和C=N基团之间的配位反应，即C=N/C-N-K转化；二是放电后正极中的K—N键很容易被O2通过氧化还原反应破坏，即锌—有机物电池可以在O2的存在下快速恢复到初始状态，即进行化学“自充电”。该电池具有一定的应用前景，该试题情境较新，且较好地控制了难度，主要考查原电池的工作原理等必备知识。
【关键能力】本题在陌生的研究对象及问题情境下，主要考查学生信息获取与加工、逻辑推理与论证和批判性思维与辩证的能力。
3.批判性思维与辩证能力
(1)结构不良问题的分析。
该题并没有像常规题目那样给出电池构造示意图，也没有涉及离子交换膜的种类，因此需要兼顾试题提供的“电极充放电原理图示”和根据原电池工作原理来确定相应的电极反应式，才能做出正确的判断。
(2)非常规的思维突破。
要深刻理解“某电极无需外接电源即能实现化学自充电”的含义，因此“自充电”时没有外接电源，不存在电能转化为化学能的过程，但发生了氧化还原反应。
为K+会脱离电极导致正极材料损耗，有20.02%考生错判D选项。
【模型建构】解电化学选择题的方法步骤
第一步，确定装置类型：根据题给信息判断电化学装置的类型。
第二步，确定考查点和解题切入点：从选项逆向审读题给信息，确定解题切入点。
第三步，逐项分析判断：根据电化学装置的反应原理分析判断。
【备考建议】
本类试题属于必考题，在备考时要引起足够的重视，需要注意以下几点：
（1）回归教材，以教材为重点，摒弃机械刷题的做法。不论多复杂陌生的情境、多复杂新颖的装置，都离不开教材中原电池和电解池的模型。
（2）重视基础知识，抓实原电池、电解池工作原理的学习。此类试题的基础是原电池和电解池的工作原理，考查点也是基于工作原理的变化，因此要抓好基础知识的学习，并能够根据真实情境进行迁移应用。
（3）重视常考点的备考。从上述分析来看，本类试题的常考点主要涉及电极名称的判断、电极反应式和总反应式的书写或正误判断、电子和离子移动方向的判断、电解质溶液变化的判断、离子交换膜的使用和相关定量计算等。
（4）重视近几年高考试题的探究，通过高考试题研究了解高考考查要求，查找对照知识掌握和能力要求上的不足，在此基础上探究高考命题趋势，有针对性地复习并不断提高问题解决能力。
【试题立意】污水中过量的氨氮会使水体富营养化，导致水质恶化，危害人体健康。该题以次氯酸盐氧化含氨氮的废水为素材，将生产环保实际与中学化学相关知识有机结合，考查内容涉及氧化还原反应、溶液中的离子平衡、定量计算等知识和能力。
【关键能力】本题题干以文字类信息、化学用语信息和图表信息的形式呈现，在复杂、陌生的研究对象及问题情境下，主要考查学生从所给的图表中提取和筛选关键数据，并进行数据转化，将题干重要信息进行识别和加工，并与所学知识进行匹配和运用，进而分析解决实际问题，实现对学生信息理解、数据处理等能力以及证据推理与模型认知等学科核心素养的考查。
(3)基于试题的进阶思考。
本题以氨氮废水处理为情境，将氧化还原反应、溶液中离子平衡等基础知识的考查与定量计算融合在一起。从题干看，试题信息量大，综合性强，信息呈现方式多元，侧重于信息获取与加工、逻辑推理与论证、批判性思维与辩证等关键能力的考查，聚焦证据推理与模型认知等学科核心素养的培育。从答题结果看，全省有47.78%的考生选择正确选项C，比预期正确率高，显示考生数形转化能力较强、氧化还原反应知识掌握较为牢固。
化学学科理解是对化学学科知识及其思维方式和方法的一种本源性、结构化的认识。[4]学科能力是学科理解的外在表征，也是形成学科素养的直接要素，学科能力是打通学科理解到学科素养的关键变量。在高中化学复习教学中，尤其是在地市质量检测命题时，可以选取具有价值引领功能的真实情境为素材，设计能促进学科理解的问题，考查关键能力，回归学科本质。[5]基于本题素材，笔者尝试对命题进行了积极的探索，提出以下两点思考：一是四个选项的排列顺序是否可以调整？本题的思维考查方式是先定量计算后定性分析，但多数学生的计算能力相对薄弱，一开始就进行数据分析和计算能力考查，不利于学生快速入题，答题心理也容易受影响。可以先让学生读懂题意，理解消化题目的大量信息后，再考查定量计算。即调整原来选项的排列顺序，先定性考查后面三个选项的内容，再定量考查利用题中的离子方程式进行定量判断和化学计算。二是为了更突出考查学生的定量思维能力，增大试题难度和提高区分度，可以适当调整选项的考查内容。
例如，将原C选项内容设计为“x>x1时，x越大，生成N2的量越多”，将原A选项内容设计为“x1的数值为0.00975”或“x1的数值大于0.0095”，等等。（x1数值的计算列式为：0.006×95%×3/2+0.006×5%×4=0.00975）。以下是调整后的选项设计：
【模型建构】解该选择题的方法步骤
第一步，看选项、明设问、定重点：根据各选项的设问确定信息提取和加工的侧重点。
第二步，找信息、巧推理、判正误：根据题中的信息进行合理地推理分析，逐项判断正误。
【备考建议】在研究物质转化的教学过程中，教师应有意识地引导学生以下几点：[2]
（1）从宏观与微观、定性与定量视角分析化学反应，从离子、分子视角解释物质的变化与性质并表征物质的转化；
（2）在真实问题情境中感悟元素守恒、电荷守恒的基本规律，总结分析物质转化的通用方法；
（3）强化数形转换能力的培养，确保能快速、准确地获取有效信息，精准分析和解决问题。
高考化学试题依托高考评价体系，从思维能力的过程性、思维过程的可视性、材料信息的丰富性、试题要素的灵活性等方面增强设问的开放性和探究性，将考查的重心放在学生的思维品质和综合应用所学知识解决真实问题的能力上，聚焦于关键能力和学科素养的考查上，有效地甄别学生的思维品质、高阶思维能力和创新潜能。为此，有效应对新高考的策略是“授人以渔（加强关键能力和学科素养的培养）”而非“授人以鱼（解题套路和题海战术）”，通过长期规范、专业的针对性学习，培养学生可迁移的高阶思维模型。只有掌握了这一套关键能力的“渔”，学生才能有效自如地应对新高考。[6]平时教学中，教师需注重培养学生的信息处理能力，不同信息的呈现方式，引导学生根据信息类型辨别、筛选和提取有效信息。对真实情境的有效信息进行加工时，教师可通过翻译、迁移、深化和创新等方式，针对性地选择合适的问题和情境，培养学生信息加工的有效性，进而激发其学习潜能，提升其自主学习能力。[7]
参考文献：
［1］ 中国高考报告学术委员会.高考试题分析·化学（2023）[M].北京：现代教育出版社,2022:3.
［2］福建省教育考试院.福建省普通高考学科评价报告（思想政治、历史、地理、物理、化学、生物）[M].福建：福建人民出版社,2022:131,133,135.
［3］章启帆,李勇,徐婷,等.次氯酸钠催化氧化法处理氨氮废水的研究［J］.无机盐工业, 2018（1）.
［4］郑长龙.核心素养导向化学教学设计[M].北京：人民教育出版社,2012:61.
［5］单旭峰.回归学科本质 促进学科理解——2021年高考全国卷化学试题评析[J].中学化学教学参考,2021(13).
［6］中国高考报告学术委员会.高考政策与命题解读（2023）[M].北京：现代教育出版社,2022:27,33.
［7］钟辉生,钟文锋,郭军民.基于真实情境的信息加工方式探析：以2022年高考全国卷理综化学试题为例[J].中学化学教学参考,2022(15).
作者：严业安 三明第一中学
基金项目：全国教育科学规划单位资助教育部规划课题“STEM视域下中学理化项目式学习课程实践研究”（课题批准号：FHB180605）
责编：叶燕珠排版：林雨岚
复核：赖一郎终审：徐小敏
来源：学术与资源交流中心
福建基础教育研究2023年第5期
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