高中化學學業(yè)水平試題研究基于核心素養(yǎng)的視角

高中化學學業(yè)水平試題研究：基于核心素養(yǎng)的視角浙江省教育科學2015年度重點規(guī)劃課題“高中化學學業(yè)水平試題擬制對教與學影響的實踐研究浙江省教育科學2015年度重點規(guī)劃課題“高中化學學業(yè)水平試題擬制對教與學影響的實踐研究”（編號2015SB025）研究成果之一王星喬1汪紀苗2包朝龍1（1.寧波市鄞州中學浙江寧波315104；2.寧波市鄞州高級中學浙江寧波315194）摘要從高中化學核心素養(yǎng)的5個維度出發(fā)，構(gòu)建了評估化學學業(yè)水平試題特征的分析框架，對4份浙江省高中化學學業(yè)水平試題展開了研究。結(jié)果表明，浙江省高中化學學業(yè)水平試題在廣度上基本涵蓋了核心素養(yǎng)各維度的考查，在深度上對核心素養(yǎng)各維度的考查總體處于中游水平，“科學精神與社會責任”維度的考查所占比重過小，核心素養(yǎng)各維度高水平的考查所占的比重較小等。關(guān)鍵詞化學核心素養(yǎng)；學業(yè)水平試題；宏觀辨識與微觀探析；科學探究與創(chuàng)新意識當前，核心素養(yǎng)為世界各國與國際組織所重視，我國教育部在2014年3月印發(fā)的《教育部關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》中首次提出了“核心素養(yǎng)體系”概念，并作為統(tǒng)領(lǐng)我國新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的指導思想。那么，核心素養(yǎng)的評價將無疑是深化課程改革的焦點之一［1］。當前，化學學科學業(yè)水平考試是否涉及到化學核心素養(yǎng)的考查？其考查的水平如何？有哪些特點與不足？本研究采用定量的方法來回答這些問題。1研究方法1.1研究對象浙江省率先成為高考改革試點省份之一，高中化學學科于2017年退出以往的統(tǒng)一高考，選考的學生參加化學學業(yè)水平測試（占70%比重）并同時加試選考試題（占30%比重），成績計入高考總分，明確了學業(yè)水平考試在人才選拔中的功能與地位［2］。本研究以浙江省近4份（2015年1月、2015年7月、2015年10月、2016年4月）高中學業(yè)水平考試化學試題為研究對象。其中前2份（2015年1月、2015年7月）為實施新高考改革之前的學業(yè)水平考試，后2份（2015年10月、2016年4月）為實施新高考改革之后的學業(yè)水平考試。1.2分析框架高中化學學科核心素養(yǎng)是學生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是學生具有化學學科特質(zhì)的關(guān)鍵能力和品格。學生通過接受高中化學課程的學習，在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度和價值觀等方面全面發(fā)展過程中形成和發(fā)展化學核心素養(yǎng)。本研究根據(jù)普通高中化學課程標準（征求意見稿），將高中化學學科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念和平衡思想”、“證據(jù)推理和模型認知”、“科學探究與創(chuàng)新意識”和“科學精神與社會責任”5個維度，并作了水平層次劃分、水平層次簡述、編碼和賦值，最終確立了表1的分析框架

[3]：表1化學核心素養(yǎng)分析框架分析維度水平層次水平層次簡述賦值編碼宏觀辨識與微觀探析（MM）一根據(jù)實驗現(xiàn)象或宏觀特征辨識物質(zhì)及其反應，能對常見的物質(zhì)及反應進行分類和表征1MM-1-二二能運用微粒結(jié)構(gòu)圖式描述物質(zhì)及其變化過程，能從微觀結(jié)構(gòu)解釋物質(zhì)性質(zhì)的差異和變化規(guī)律2MM-2三從原子、分子水平分析常見物質(zhì)及變化微觀特征，運用化學符號和定量手段說明物質(zhì)組成及變化3MM-3四能從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)預測物質(zhì)性質(zhì)和一定條件下可能發(fā)生反應；能從宏觀與微觀的結(jié)合研究物質(zhì)及其變化4MM-4變化觀念與平衡思想（CE）一歸納物質(zhì)及其變化的共性和特征，認識化學變化伴隨著能量變化；概括化學變化的條件、特征及規(guī)律1CE-1-二二能從原子、分子水平分析化學變化；能用動態(tài)平衡觀點分析化學變化；能定量分析化學變化及能量變化2CE-2三認識反應條件對化學變化的影響，運用化學反應原理進行分析；初步學會控制變量法3CE-3四能運用對立統(tǒng)一和定性定量結(jié)合方式揭示化學變化本質(zhì)特征；能對化學變化做出預測，并運用于實際情境4CE-4證據(jù)推理與模型認知（EM）一能從事實中提取證據(jù)并依據(jù)證據(jù)證明或證偽假設(shè)；能識別常見物質(zhì)模型和化學反應的理論模型1EM-1-二二能宏微結(jié)合收集證據(jù)，推出合理結(jié)論；能描述和表示理論模型，并運用模型解釋或推測物質(zhì)組成及變化2EM-2三能從定性與定量結(jié)合上進行推理；能對模型和原型的關(guān)系進行評價；能說明模型的使用條件3EM-3四能對復雜化學問題關(guān)鍵要素進行分析以構(gòu)建模型，能選擇模型解決復雜問題；能探尋模型優(yōu)化需要的證據(jù)4EM-4科學探究與創(chuàng)新意識（SI）一能根據(jù)教材問題設(shè)計簡單實驗方案，完成實驗操作，對實驗現(xiàn)象做出解釋，提出進一步研究需要的問題1SI-1-二二能對簡單化學問題提出假設(shè)，設(shè)計實驗方案，與冋學合作完成實驗操作，基于實驗事實得出結(jié)論2SI-2三能在與冋學討論基礎(chǔ)上提出探究問題、提出實驗方案，獨立完成實驗，分析得出結(jié)論3SI-3四能根據(jù)文獻和實際需要提出綜合性探究課題，并能提4SI-4出方案、優(yōu)化方案，處理實驗信息，反思實驗結(jié)果科學精神與社會責任（SS）能列舉事實說明化學的貢獻，主動關(guān)心與環(huán)境和資源有關(guān)的社會問題，形成合理利用資源的觀念具有綠色化學觀念，能運用所學知識分析化學過程對人類健康、社會可持續(xù)發(fā)展的雙重影響能依據(jù)實際條件并運用所學知識和方法解決生產(chǎn)、生SS-1SS-2科學精神與社會責任（SS）能列舉事實說明化學的貢獻，主動關(guān)心與環(huán)境和資源有關(guān)的社會問題，形成合理利用資源的觀念具有綠色化學觀念，能運用所學知識分析化學過程對人類健康、社會可持續(xù)發(fā)展的雙重影響能依據(jù)實際條件并運用所學知識和方法解決生產(chǎn)、生SS-1SS-2SS-3活中簡單的化學問題能依據(jù)綠色化學思想和科學倫理對化學過程進行分SS-4能依據(jù)綠色化學思想和科學倫理對化學過程進行分SS-4析，做出合理決策；能處理化學工藝設(shè)計存在的問題在對于每個分析因素進行量化的統(tǒng)計過程中，為了減少誤差，我們采用其加權(quán)平均值的d二d二丄工nd,inijijj（工n.二n；i二123,4,5；j二1,2,3,4）ijj其中dj（i=1,2,3,4,5）依次表示宏觀辨識與微觀探析（MM）、變化觀念與平衡思想（CE）、證據(jù)推理與模型認知（EM）、科學探究與創(chuàng)新意識（SI）、科學精神與社會責任（SS）5個維度上的加權(quán)均值；d表示第i個因素在第j水平的權(quán)重，各水平賦值方法見表1；n表示第ijiji個因素第j水平在該題目組中的頻數(shù)，總和為該題目組的總數(shù)n。1.3編碼樣例現(xiàn)以浙江省2016年4月學業(yè)水平考試第15題為例：15．有關(guān)苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，下列說法正確的是戶\＜叫廠*/CH3、丨、與丨是同分異構(gòu)體2^CH3J^CH3苯在空氣中不易燃燒完全，燃燒時冒濃煙煤干餾得到的煤焦油可以分離出苯，苯是無色無味的液態(tài)烴向2mL苯中加入1mL酸性高錳酸鉀溶液，振蕩后靜置，可觀察到液體分層，上層呈紫紅色為確保該分析框架的科學性與客觀性，本文作者先獨自進行編碼，得到的數(shù)據(jù)用SPSS軟件處理，計算出斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)為0.79，表明編碼結(jié)果具有較好的可靠性。然后對有異議的編碼討論協(xié)商一致。本題按照上述分析框架，經(jīng)過編碼小組討論統(tǒng)一意見后可得到以下編碼結(jié)果：選項A選項B選項C選項DMM-3，EM-1MM-1CE-1，MM-1SI-12研究結(jié)果與討論

核心素養(yǎng)各維度類型比較根據(jù)以上分析框架，我們對4份試題中涉及的核心素養(yǎng)各維度考查的項目數(shù)進行統(tǒng)計和分析，結(jié)果如表2所示。表2四份試題中核心素養(yǎng)各維度考查項目數(shù)統(tǒng)計項目MM2015年1月242015年7項目MM2015年1月242015年7月26CE137EM1316SI78SS21年10月21年4月1814161013合計59585455從廣度上來看，4份學考試題均涵蓋了核心素養(yǎng)各維度的考查。學業(yè)水平考試對教學具有反撥作用，這有利于核心素養(yǎng)各維度在平時教學中的落實。為了更加直觀比較學業(yè)水平考試中核心素養(yǎng)各維度考查的特點，我們依據(jù)表格作出比重折線圖。T—2015T—2015片：1打-H-2OJ.5年7：丨-*-2015年10月士一201呂年4月圖1學業(yè)水平考試中核心素養(yǎng)各維度類型比重變化從圖1可見，浙江省高中化學學業(yè)水平試題在核心素養(yǎng)各維度考查比重上按以下順序呈現(xiàn)逐漸減小趨勢：“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念和平衡思想”、“證據(jù)推理和模型認知”、“科學探究與創(chuàng)新意識”和“科學精神與社會責任”?！昂暧^辨識與微觀探析”這一維度在四份試題中所占的比重均是最大，這說明浙江省高中化學學業(yè)水平試題側(cè)重考查物質(zhì)的分類、微觀結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及符號表征能力，培養(yǎng)學生“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的學科觀念。特別需要指出的是，“科學精神與社會責任”這一維度在4份試題中所占的比重均是最小，忽視了試題“情感態(tài)度與價值觀”的滲透功能，這是否也會導致中學教學中出現(xiàn)重“知識與技能”輕“情感態(tài)度與價值觀”的不良傾向？此外，從歷時發(fā)展變化來看，“宏觀辨識與微觀探析”這一維度在新高考改革之后比重呈現(xiàn)減少趨勢，“變化觀念和平衡思想”這一維度呈現(xiàn)增大的趨勢這說明化學變化的本質(zhì)特征和運用化學反應原理研究化學變化受到受到學業(yè)水平考試的重

視。核心素養(yǎng)各維度水平層次要求比較根據(jù)表1的分析框架，我們對4份學業(yè)水平試題所涉及到的核心素養(yǎng)各維度水平層次的頻數(shù)進行了統(tǒng)計分析，并采用加權(quán)平均的計算方法對各維度的水平特征進行了量化計算，結(jié)果如表3所示。表3核心素養(yǎng)各維度水平層次頻數(shù)統(tǒng)計與分析分析維度水平層次賦值編碼2015年1月2015年7月2015年10月2016年4月頻數(shù)加權(quán)均值頻數(shù)加權(quán)均值頻數(shù)加權(quán)均值頻數(shù)加權(quán)均值宏觀辨-一一1MM-119151619識與微-二二2MM-251.6571.81141.85171.77觀探析三3MM-389107(MM)四4MM-40001變化觀-一一1CE-12347念與平-二二2CE-2131.8741.57111.88131.76衡思想三3CE-30000(CE)四4CE-40011證據(jù)推-一一1EM-13521理與模-二二2EM-2112.19101.8282.21102.42型認知三3EM-37237(EM)四4EM-40011科學探-一一1SI-181199究與創(chuàng)-二二2SI-261.4341.2311.1031.25新意識三3SI-30000(SI)四4SI-40000科學精-一一1SS-11130神與社-二二2SS-202.0011.5021.4012.50會責任三3SS-31001（SS）四4SS-40000從表3可以看出，核心素養(yǎng)各維度水平層次的考查總體處于中游水平，加權(quán)平均值絕大多數(shù)處于1.50-2.50之間。不同于選拔功能強的傳統(tǒng)高考試題或新高考中的加試題，學業(yè)水平試題的功能主要是鑒定科目的學習是否達到課程標準的要求，因此核心素養(yǎng)的水平層次不可能要求過高。從橫向各維度水平層次來看，“宏觀辨識與微觀探析”維度水平層次的均值在2015年7月、2015年10月、2016年4月三份試題中幾乎一致，非常穩(wěn)定，2015年1月份的學業(yè)水平試題的加權(quán)均值略有降低；“變化觀念與平衡思想”維度水平層次的均也較穩(wěn)

定，2015年7月份的學業(yè)水平試題的加權(quán)均值偏低，主要原因在于試題水平二考查涉及的比重明顯降低；“證據(jù)推理與模型認知”維度的水平特征加權(quán)均值呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，表明新高考改革后的學業(yè)水平試題更加注重應用各類模型來解釋化學問題；在“科學精神與社會責任”維度上，水平層次要求的加權(quán)均值變化并沒有明顯的規(guī)律，波動較大。從縱向比較來看，學業(yè)水平考試對“證據(jù)推理與模型認知”維度水平層次要求最高，其次是“科學探究與創(chuàng)新意識”水平層次要求相對較低，這可能與該維度高水平層次要求難以用紙筆測驗進行考查有一定的關(guān)聯(lián)。核心素養(yǎng)各維度水平層次分布發(fā)展變化為了探究學業(yè)水平試題中核心素養(yǎng)各維度水平層次分布發(fā)展變化，我們根據(jù)表3中的數(shù)據(jù)計算得到各維度水平層次分布的比重，并得到各維度的水平層次分布結(jié)果。2016''4^-SS2D15年10月$S2015^壽月2016;|--4/1-512015<-10d-SI2015年7月-512015：'1■]-SI2016^-4；I-EMJri01J-EM2015年7；]-EM如丨5肝I；I-FM2016;^4.J-CE101^10.'l-CE2015^-'7：J-匚E2015#'：1'JCE年4/1-MM2015年10?]-MM2015^7J]-MM2015乍1月-MM?…ill?…iiii…Illi…ill”.IIIIIIIlllllllllllllllllllllIIIlliHIIllllllllllllk?：illlllllllllllllllllll?…ill?…iiii…Illi…ill”.IIIIIIIlllllllllllllllllllllIIIlliHIIllllllllllllk?：illlllllllllllllllllllMM-1:iMM-2illMM-3■MM-4n：CE-1■■-CE-2■匚E-EBCE-4■rM-1「胡-2■rM-3=FM-1緊51-1b.51-2SI-3SSI4XSS-1KSS-2USS-3圖2學業(yè)水平試題各維度水平層次分布比重變化從圖2可以看出，在“宏觀辨識與微觀探析”維度上，水平層次一在各份試卷中所占的比重均為最大，這說明常見物質(zhì)的性質(zhì)及其反應受到學業(yè)水平考試的重視，其次是水平層次二在4份試卷中的比重呈現(xiàn)遞增的趨勢，“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念需要加強；在“變化觀念與平衡思想”這一維度上，水平層次二在4份試卷中占據(jù)最大比重，這表明學業(yè)水平考試注重從定性定量或能量轉(zhuǎn)化角度對化學反應進行分析和研究。水平層次三未涉及主要原因是浙江省學業(yè)水平考試不要求掌握反應條件對反應速率和化學平衡的影響；在“證據(jù)推理與模型認知”維度上，水平層次二在4份試卷中所占的比重均為最大，意味著學業(yè)水平考試強調(diào)基于證據(jù)運用規(guī)律來分析解決問題，重視理論模型的認知與運用，水平層次四在新高考改革之后受到關(guān)注，平時教學中要加強應用模型解決較復雜化學問題的能力培養(yǎng)；在“科學探究與創(chuàng)新意識”維度上，4份試卷主要集中考查水平層次一，高水平層次要求的試題沒有涉及，這對教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力帶來一定的不利影響。從縱向來看，水平層次一、二等水平層次要求在各維度中占據(jù)較大的比重，而水平層次三、四等高水平層次要求所占的比重較小，表明當前學業(yè)水平考試主要關(guān)注基本的知識技能、學科觀念等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。3研究結(jié)論、建議與反思3.1研究結(jié)論研究表明，浙江省高中化學學業(yè)水平試題在廣度上基本涵蓋了核心素養(yǎng)各維度的考查，在深度上核心素養(yǎng)各維度水平層次的考查要求總體處于中游水平，一定程度上體現(xiàn)了學業(yè)水平考試性質(zhì)的特點。但是我們也應注意到，浙江省高中化學學業(yè)水平試題存在“科學精神與社會責任”維度所占比重過小、各維度高水平層次要求所占的比重較小等現(xiàn)狀，不利于核心素養(yǎng)全面深化落實。3.2建議首先，加強核心素養(yǎng)各維度考查的均衡性。從核心素養(yǎng)各維度本身來看，各維度的重要性程度本應是沒有區(qū)別的，無論是哪一個維度的缺失或弱化，都不能稱為化學學科素養(yǎng)“健全”的公民。為此，在學業(yè)水平試題開發(fā)上可借鑒PISA科學素養(yǎng)測評的成功經(jīng)驗，使試題情境更加貼近生活實際、關(guān)注社會熱點，使試題成為弘揚化學學科正面價值、提高學生實際問題解決能力的載體［4］。其次，提高核心素養(yǎng)各維度高水平層次要求的比重?！墩憬「咧谢瘜W學業(yè)水平考試暨高考選考科目考試標準》指出：“學業(yè)水平考試成績既是高中學生畢業(yè)的基本依據(jù)，又是高校招生錄取的重要依據(jù)”［5］。按照浙江省新高考改革方案，學業(yè)水平考試成績在高考化學學科成績中占70%比重。據(jù)此，浙江省高中化學學業(yè)水平考試不僅是學業(yè)“達標型”檢測，而且也承載者學業(yè)水平等級層次劃分和高考選拔功能。因此，浙江省高中化學學業(yè)水平試題可適當提高核心素養(yǎng)各維度高水平層次要求的比重，既有利于提升試題的選拔功能，又可引導高中化學的課堂教學，從而提高學生化學素養(yǎng)的整體水平。最后，研制基于核心素養(yǎng)的學業(yè)水平考試標準。目前，新一輪普通高中課程改革正在構(gòu)建基于學科素養(yǎng)的新型高中化學課程標準，這一課程標準必定成為考試命題的依據(jù)。當前，浙江省高中化學學業(yè)水平試題所出現(xiàn)的核心素養(yǎng)各維