程波

摘要： 化學(xué)學(xué)科能力構(gòu)成及其表現(xiàn)的理論模型建立了學(xué)科核心知識與學(xué)科能力素養(yǎng)之間的實質(zhì)性聯(lián)系，整合了能力素養(yǎng)的內(nèi)涵本質(zhì)和外在表現(xiàn)，為習(xí)題教學(xué)提供了評價依據(jù)。以該理論模型為依托，探討基于學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力培養(yǎng)的習(xí)題評價的一般方法，結(jié)合具體實例，從習(xí)題目標、情境素材、問題任務(wù)和學(xué)科思維等四個維度進行評價。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)學(xué)科能力; 核心素養(yǎng); 習(xí)題評價; 理論模型

文章編號： 10056629（2019）10007305中圖分類號： G633.8文獻標識碼： B

2010年頒布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010～2020年）》中指出，基礎(chǔ)教育階段要著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。2017年教育部頒布了《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版）》提出： 學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力[1]。由此可見，基于學(xué)習(xí)、實踐和創(chuàng)新的學(xué)科能力培養(yǎng)，既是學(xué)生形成關(guān)鍵能力的要求，也是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的目標。北京師范大學(xué)王磊教授等通過對中小學(xué)學(xué)科能力表現(xiàn)的研究，構(gòu)建了基于學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實踐和遷移創(chuàng)新導(dǎo)向的學(xué)科能力活動表現(xiàn)、內(nèi)涵構(gòu)成及其發(fā)展水平的多維整合模型[2]（見圖1）。

該模型建立了學(xué)科核心知識與學(xué)科能力素養(yǎng)之間的實質(zhì)性聯(lián)系，整合了能力素養(yǎng)的內(nèi)涵本質(zhì)和外在表現(xiàn)。將此模型中學(xué)科能力活動及表現(xiàn)應(yīng)用于課堂習(xí)題評價中，能提高習(xí)題評價的全面性和科學(xué)性，同時利于學(xué)生在知識學(xué)習(xí)中潛移默化地提升學(xué)科能力，發(fā)展核心素養(yǎng)。本文將學(xué)科能力活動及表現(xiàn)從問題情境、評價標準等角度進一步細化，并結(jié)合具體實例，探討習(xí)題評價的一般方法和具體內(nèi)容。

1 基于學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力培養(yǎng)的習(xí)題評價方法

由圖1可知，學(xué)生學(xué)科能力活動及表現(xiàn)水平從A1～C3逐漸提高，其中A類學(xué)習(xí)理解屬于知識意義建構(gòu)，包括認識角度的建立和知識經(jīng)驗結(jié)構(gòu)化，具體表現(xiàn)為： 通過化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)，能記住典型物質(zhì)的重要性質(zhì)、重要規(guī)律和典型原型，能基于數(shù)據(jù)、現(xiàn)象等實驗事實概括物質(zhì)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，能建立核心概念及其相關(guān)概念之間的關(guān)聯(lián)，能運用元素觀、轉(zhuǎn)化觀、微粒觀、平衡觀、系統(tǒng)觀等認識物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)的能力;B類應(yīng)用實踐屬于知識功能化，包括認識思路的形成和知識經(jīng)驗程序化，具體表現(xiàn)為： 在學(xué)習(xí)活動中，能運用核心知識、基于某一認識角度分析、解釋實驗室、生產(chǎn)、生活實際中的問題，能設(shè)計簡單實驗研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和轉(zhuǎn)化，在問題解決的過程中，內(nèi)化認識角度、形成并完善認識思路，實現(xiàn)對化學(xué)知識的系統(tǒng)化認識;C類遷移創(chuàng)新屬于知識素養(yǎng)化，包括認識方式自主化和知識經(jīng)驗系統(tǒng)化，具體表現(xiàn)為： 在化學(xué)學(xué)習(xí)的某一特定領(lǐng)域的問題解決活動中，能運用核心知識、基于多個認識角度分析、解釋實驗室、生產(chǎn)、生活實際中的問題，能夠進行遠遷移、發(fā)現(xiàn)新知識，進行創(chuàng)意設(shè)計解決實驗室、生產(chǎn)、生活中的問題，創(chuàng)造性地應(yīng)用活動程序經(jīng)驗來設(shè)計新穎方案或分析得出結(jié)論[3]。

基于以上認識，在習(xí)題評價時，我們可根據(jù)問題情境和具體知識，建立起具體習(xí)題考查的知識內(nèi)涵和能力水平的一一對應(yīng)關(guān)系，如圖2所示。例如“A1辨識記憶”是最低階的能力水平，屬于熟悉原型（即知道教材中的定義、基本概念、說法等）層次，學(xué)生不需進行知識的概括和關(guān)聯(lián)，只需機械式的了解、知道就能達到要求?！癇3簡單設(shè)計”屬于給定角度的設(shè)計，雖然能讓學(xué)生體會到設(shè)計的方法和程序，但思維深度較淺，方向性較強、創(chuàng)新性不足。“C1復(fù)雜推理”需要學(xué)生具有一定的知識積累和學(xué)科素養(yǎng)后，自主運用知識進行推理，推理過程中涉及到知識的遷移和一定的創(chuàng)新性?！癈3創(chuàng)新思維”是最高階的能力水平，需要學(xué)生多角度分析、綜合、拓展等，通過訓(xùn)練可培養(yǎng)其較高的思維品質(zhì)和創(chuàng)新精神。當然一道習(xí)題尤其是綜合性習(xí)題，考查的能力水平也不是彼此孤立的，而是具有一定的聯(lián)系，各有側(cè)重，相輔相成[4]。

2 典型習(xí)題示例

典例： 某同學(xué)欲用密度為1.84g·mL-1、質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸配制250mL 0.5mol·L-1的稀硫酸，請你幫助他完成這一任務(wù)。

（1） 計算并填寫下表：

3 典例分析

一般來說，習(xí)題評價應(yīng)包括習(xí)題目標、情境素材、問題任務(wù)、學(xué)科思維等四個評價維度，其中情境素材、問題任務(wù)側(cè)重于學(xué)科能力水平分析，習(xí)題目標、學(xué)科思維側(cè)重從核心素養(yǎng)角度進行評價，具體評價要求和問題任務(wù)如圖3、圖4所示。

3.1 習(xí)題目標

本題以實驗為依托，加深學(xué)生對“用濃溶液配制一定物質(zhì)的量濃度的稀溶液”的認識和理解，了解配制過程中應(yīng)注意的問題以及容量瓶的使用，學(xué)會對配制過程中的誤差進行分析。通過習(xí)題練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹治學(xué)的態(tài)度和分析計算推理獲取實驗結(jié)論、處理實驗事故、依據(jù)證據(jù)分析解決實際問題的科學(xué)探究能力，發(fā)展他們“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。

具體練習(xí)目標： 要求學(xué)生達到“了解容量瓶和量筒的使用方法及注意事項;理解物質(zhì)的量濃度的概念;會運用物質(zhì)的量濃度概念進行簡單計算;學(xué)會配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的方法和技能;掌握配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的誤差分析方法”等學(xué)業(yè)要求，提升學(xué)生的實驗分析和思維能力，培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和求真務(wù)實的作風(fēng)。

3.2 情境素材

本練習(xí)以“用密度為1.84g·mL-1、質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸配制250mL 0.5mol·L-1的稀硫酸”為載體，創(chuàng)設(shè)了有綜合計算、有實驗操作、有分析推理的練習(xí)情境。該情境對于學(xué)生來說既熟悉但又陌生，具有一定的難度，需要學(xué)生結(jié)合信息，能自主調(diào)用一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制所涉及到的計算方法、操作規(guī)程及理由、誤差分析及實驗事故處理等相關(guān)知識解決問題。

3.3 問題任務(wù)

參照化學(xué)學(xué)科能力構(gòu)成及其表現(xiàn)的理論模型，針對本題考查內(nèi)容設(shè)計問題任務(wù)結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

第（1）題屬于辨識記憶水平的考查。主要是考查有關(guān)溶液稀釋（或濃縮）的計算方法及量筒、容量瓶的使用。在解決本小題時，不僅要考慮稀釋定律——溶液稀釋（或濃縮）前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量保持不變，還要考慮量筒的量程與精確度、數(shù)據(jù)取舍及容量瓶的規(guī)格等問題，即不僅有化學(xué)計算的定量概念，還要有解決實際問題的視角和能力。

第（2）題屬于簡單設(shè)計水平的考查。主要是考查“用密度為1.84g·mL-1、質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸配制250mL 0.5mol·L-1的稀硫酸”的實驗操作方法和技能，進一步提升學(xué)生的實驗分析及設(shè)計能力。

第（3）題屬于復(fù)雜推理水平的考查。主要考查學(xué)生對“配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的操作規(guī)程”的理解，提升學(xué)生的實驗分析和思維能力，培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和求真務(wù)實的作風(fēng)。

第（4）題屬于復(fù)雜推理水平的考查。主要考查配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的誤差分析方法，提升學(xué)生的實驗分析和思維能力，培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和求真務(wù)實的作風(fēng)。

第（5）題屬于創(chuàng)新思維水平的考查。主要考查學(xué)生對實驗事故處理能力，提升他們解決實際問題的科學(xué)探究能力，培養(yǎng)他們的責(zé)任意識和科學(xué)態(tài)度。

3.4 學(xué)科思維

第（1）題： 學(xué)生首先需要熟悉稀釋定律： 溶液稀釋（或濃縮）前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量保持不變，其次還要考慮單位換算、量筒的量程與精確度、數(shù)據(jù)取舍及容量瓶的規(guī)格問題，然后根據(jù)公式計算濃硫酸的物質(zhì)的量濃度為18.4mol·L-1，最后設(shè)所需濃硫酸的體積為V，根據(jù)稀釋定律，稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，所以V×18.4mol·L-1=250mL×0.5mol·L-1，解得V=6.8mL;因配制250mL 0.5mol·L-1的稀硫酸，故需要250mL容量瓶。

第（2）題： 學(xué)生首先需要思考配制步驟有量取、稀釋、移液、洗滌、定容、搖勻等操作;然后按順序把字母序號填在指定位置： BCAFED。

第（3）題： 首先需要結(jié)合物質(zhì)的量濃度定義式，深刻理解“配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的操作規(guī)程”，懂得將洗滌液全部注入容量瓶中的目的是保證溶質(zhì)全部轉(zhuǎn)移到容量瓶內(nèi);溶液注入容量瓶前須恢復(fù)至室溫的原因是濃硫酸稀釋時會放熱，應(yīng)恢復(fù)室溫;不冷卻即轉(zhuǎn)移定容會導(dǎo)致所配溶液的體積偏小，所配溶液濃度偏大。

第（4）題： 學(xué)生首先需要明確誤差產(chǎn)生的原因，然后根據(jù)c=n/V再判斷，具體分析如下：

① 沒有進行A操作，燒杯和玻璃棒上都有殘留的溶質(zhì)，沒有洗滌燒杯和玻璃棒，會導(dǎo)致溶質(zhì)的物質(zhì)的量減少，配制的溶液濃度偏低。

② 加蒸餾水時不慎超過了容量瓶瓶頸上的刻度線，溶液體積偏大，所配溶液濃度偏低。

③ 定容時俯視讀數(shù)，加入的蒸餾水體積偏小，配制的溶液體積偏小，溶液的濃度偏高，如圖5所示。

第（5）題： 首先要了解實驗過程中錯誤操作對實驗結(jié)果的影響。如②加蒸餾水時不慎超過了容量瓶瓶頸上的刻度線，導(dǎo)致實驗結(jié)果偏低且無法修補，則需洗凈容量瓶后重新配制。

4 幾點思考

（1） 利用化學(xué)學(xué)科能力構(gòu)成及其表現(xiàn)的理論模型對習(xí)題進行評價，使評價的角度和內(nèi)容實現(xiàn)了從過去單純的知識點分析到學(xué)科能力分析的轉(zhuǎn)變，宏觀上更加符合課程改革的發(fā)展要求和實施方向，微觀上更方便應(yīng)用于教學(xué)實踐中。

（2） 具體評價時根據(jù)習(xí)題的目標、情境、任務(wù)等找準對應(yīng)學(xué)科能力表現(xiàn)進行分析，揭示習(xí)題中蘊含的能力要求和素養(yǎng)發(fā)展，從能力和素養(yǎng)的角度考量習(xí)題的立意和訓(xùn)練目標，使評價更具針對性和精準性，提高習(xí)題評價質(zhì)量，發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)。

（3） 對不同類型的習(xí)題進行分析時應(yīng)有不同的側(cè)重點，如無機物主題的學(xué)科能力水平要從物質(zhì)（元素）的組成到性質(zhì)（轉(zhuǎn)化）再到保存、使用、檢驗、鑒定、分離、制備等視角分析;化學(xué)反應(yīng)原理主題主要從知識經(jīng)驗（能量轉(zhuǎn)化、化學(xué)反應(yīng)規(guī)律、電解質(zhì)溶液等）到反應(yīng)的規(guī)律探索、模型建構(gòu)、設(shè)計調(diào)控等視角分析。

（4） 教師對習(xí)題進行科學(xué)評價、系統(tǒng)分析，可以進一步明確習(xí)題的立意、考查方向等與學(xué)業(yè)質(zhì)量標準的一致性問題，為選題、命題等提供質(zhì)量保障。同時，科學(xué)、系統(tǒng)地評價習(xí)題對教師的課堂教學(xué)也有引領(lǐng)和反駁功能。

學(xué)科能力是學(xué)科核心素養(yǎng)的核心，是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是學(xué)科課程教學(xué)實現(xiàn)立德樹人教育目標的基本要求和必要途徑[5]?；趯W(xué)科能力培養(yǎng)的習(xí)題評價能夠描述學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實踐和遷移創(chuàng)新能力的表現(xiàn)水平，有利于實現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的融合培養(yǎng)，為“教、學(xué)、評”一體化研究奠定基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學(xué)課程標準（2017年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018： 3.

[2][3]王磊等. 基于學(xué)生核心素養(yǎng)的化學(xué)學(xué)科能力研究[M]. 北京： 北京師范大學(xué)出版社， 2017： 5， 18～19.

[4]楊季冬， 王后雄. 高中化學(xué)關(guān)鍵能力的內(nèi)涵及構(gòu)成要素研究[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2019， （4）： 6.

[5]王磊， 支瑤. 化學(xué)學(xué)科能力及其表現(xiàn)研究[J]. 教育學(xué)報， 2016， （4）： 46～56.