高考化学试卷“证据推理”素养考查特点研究——以重庆市2021年高考化学试卷为例

高考化学试卷“证据推理”素养考查特点研究——以重庆市2021年高考化学试卷为例

张帝凤1,牟新利1*,幸奠银2 ,李欢欢1

1重庆三峡学院环境与化学工程学院，重庆404120；2, 重庆市万州高级中学, 重庆404120

[摘要] 本文将以重庆市2021年新高考化学试卷为例，基于《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》中提出的化学学科核心素养——素养“证据推理”的内涵及其研究，将“证据推理”进行解构为三个要素，并将证据按其形式划分为四种类型，从而进行试题研究分析。从证据推理、模型认知角度简析解决问题的关键思考过程，对学生“证据推理与模型认知”核心素养发展水平的有效考查。

[关键词] 高中化学；试题；证据推理；核心素养

[作者简介]张帝凤（1998-）女，重庆云阳人，学科教学（化学）专业研究生。*通讯作者，牟新利（1979-）男，湖北利川人，副教授，从事化学与环境方面教学科研工作。

“证据推理与模型认知”是《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》中五大化学学科核心素养之一，其内涵为具有证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或伪证；建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立认知模型，并能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律[1]。“证据推理”也是素养中一个重要的成分。新课程考试评价以核心素养为测试宗旨，考查学生的发展状况和学业质量标准的达成程度。高考是大规模、权威性考试评价，高考试题对 “证据推理”化学学科核心素养的考查体现了化学学科育人的要求[2]。通过对重庆市2021年高考化学试题进行编码、分析，考查“证据推理”化学学科核心素养的内容、要求及呈现方式，总结出考查的规律、特点，从学业评价角度反观化学教学，并用以指导教学，从而为改进化学教学提出建议。

1 基于“证据推理”化学学科核心素养的试题分析思路

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》中对于“证据推理”素养的要求是：“能从物质及其变化的事实中提取证据，对有关的化学问题提出假设，能依据证据证明或伪证假设；能从宏观和微观结合上收集证据，能依据证据从不同视角分析问题，推理出合理的结论；能从定性与定量的结合上收集证据，能通过定性分析和定量计算推理出合理的结论；能依据各类物质及其反应的不同特征寻找充分的证据，能解释证据与结论之间的关系”[2]。已有研究将“证据推理”学科核心素养解构为三个要素。见下表1：

表1 “证据推理”学科核心素养三要素[2]

在化学试题中，证据与不同的情景有着紧密度的联系。已有研究将证据按其呈现形式进行分类，分为四种。见下表2：

表2 证据呈现形式及其内涵[2]

上述关于“证据推理”学科核心素养三要素和证据的四种呈现形式构成了试题的编码框架。以重庆市2021年新高考化学试题进行编码。

【例1】（2021年新高考化学Ⅱ卷第15题）电镀在工业生产中具有重要作用。某电镀厂生产的废水经预处理后含有Cr2O72-少量的Cu2+、Ni2+，能够采用以下流程进行逐一分离，实现资源再利用。

图1 某电镀厂废水处理流程图

已知：Ksp(CuS)=6.3×10-36和Ksp(NiS)=3.0×10-19回答下列问题：

（1）Cr2O72-中Cr元素的化合价为____________________。

（2）还原池中有Cr3+生成，反应的离子方程式为____________________。

（3）沉淀1为Cr(OH)3,其性质与Al(OH)3相似，则Cr(OH)3与NaOH溶液反应的化学方程式为____________________。

（4）Na2S溶液呈碱性的原因是___________（用离子方程式表示），沉淀2为_______。

（5）若废水中还含有Cd2+,pH=4时Cd2+的浓度为_______mol/L，用该结果说明Cd2+影响上述流程进行分离的原因是____________________（设H2S平衡浓度为1.0×10-6mol/L，已知：H2S的K1=1.0×10-7，K2=7.0×10-15

，Ksp(CdS)=7.0×10-27）。

表3 2021年新高考全国Ⅱ卷第15题的编码结果

注：题号一列中题号命名规则为“×-×-×”，如15-4-1表示第15题第4小题第1空。

2 基于“证据推理”化学学科核心素养的试题分析结果

2.1 “证据推理”核心素养的考查特征

对2021年重庆高考化学试卷中的每一道选择题和综合题的每一空的考查内容进行编码频次统计，将统计结果按选择题、必考题和选考题进行汇总，采用Excel软件作出了“证据推理”学科核心素养三要素考查情况统计图，如图2所示。

图2 2021年重庆高考化学试卷中“证据推理”学科核心素养三要素考查情况统计

从总体考查频次来看，2021年重庆高考化学试题对于“证据推理”学科核心素养的考查比较多，符合新课程标准中对“证据推理”素养的考查。从题型分布上来看，必考题更加注重“证据推理”的考查，无论是“证据解读”、“证据评估”还是“证据与结论的关系”要素都比选择题和选考题的考查频次要多。从对各子要素的考查情况来看，对于“证据解读”“证据与结论的关系”要素的考查频次比较高。例如，对“证据解读”要素的考查，整张试卷考查了14次；对“证据与结论的关系”要素的考查，整张试卷考查了11次。对“证据评估”要素的考查比较少，整张试卷中只考查了2次。

总的来说，2021年重庆高考化学试卷对于“证据推理”素养的考查已经非常突出，这符合新课程标准所提倡的“基于化学学科核心素养的评价”。从各子要素的考查情况来看，命题者更倾向于“证据解读”“证据与结论的关系”两要素，对于“证据评估”要素的考查还比较少。

2.2 “证据呈现形式”的考查特征

对2021年重庆高考化学试卷中的每一道选择题和每一个综合题考查的证据呈现形式进行编码频次统计，将根据统计结果按选择题、必考题和选考题进行汇总，采用Excel软件作出了“证据呈现形式”考查情况统计图，如图3所示。

图3 2021年重庆高考化学试卷中“证据的呈现形式”的考查情况统计

可以看出，证据的呈现形式在2021年重庆化学试卷中所涉及到反应机理、工艺流程、实验数据、实验方案等4种形式的考查频次。从题型分布上来看，选择题和必考题的考查频次最高，达到了6次，而选考题仅有2次。从对各子要素的考查情况来看，对于“反应机理”“工艺流程”“实验方案”证据呈现形式的考查频次比较高，均为4次，而“实验数据”的考查频次相对较低，仅有两次，且只出现在选择题和必考题中，选考题中并未涉及。

通过研析真题，可以发现高中试题中考查的反应机理多来源于于学科前沿的成果报道。这位开阔学生的化学学科视野，培养学生的学术思维，让学生体会化学学科在生产生活中的重要作用，符合核心素养导向的理念。

通过对2021年重庆高考化学试卷中“证据推理”素养要素以及证据呈现形式进行统计分析可以发现，这套试题对于“证据推理”学科核心素养的考查主要通过呈现反应机理、实验数据、工艺流程及实验方案等多种形式的证据，基于真实情境命制试题，既有对证据推理各子要素的考查，也有综合性证据推理能力的考查。试题的情境载体均来源于社会生产与生活，但对学生而言具有一定的陌生度，这符合素养导向的要求，即学科核心素养是在真实情境中解决复杂问题时才表现出来。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）. 北京: 人民教育出版社, 2020: 6, 31.

[2]白云, 李娜娜, 邓阳. “证据推理”在高考化学试题（全国卷）中的考查特点[J]. 化学教育（中英文）, 2022, 43(15): 1.

[3]张莉娜, 张伟, 葛继宁. “证据推理与模型认知”素养在高考中的考查及复习[J]. 高中数理化, 2022(04): 48-52.