江苏高中化学学业水平等级考试化学实验评价的要求与教学启示

摘要： 基于中国高考评价体系理念与要求，解读江苏高中化学学业水平等级考试“单项选择题，聚焦必备知识与关键能力，侧重基础性与综合性；实验综合题，聚焦关键能力与学科素养，侧重应用性、关注创新性”的化学实验评价方向与要求，提出“理解实验操作规范的相关原理”“认识学生必做实验的教学价值”“建构实验问题解决的思维模型”的教学策略。

关键词： 学业水平等级考试； 化学实验评价； 要求与启示

文章编号： 1005-6629（2023）02-0087-07    中图分类号： G633.8    文献标识码： B

“优化考试内容，突出立德树人导向，重点考查学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力。创新试题形式，加强情境设计，注重联系社会生活实际，增加综合性、开放性、应用性、探究性试题”是《国务院办公厅关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》对“深化考试命题改革”的明确要求［1］。

“精选日常生活、生产环保、实验探究、科学研究方面的素材，要求学生运用学科基础知识分析问题和解决问题，以此检测学生的学科素养水平；强化对实验知识和能力的考查，强化对学科能力多维度多层次的考查，强化对新反应、新装置、新成果、新技术的提取、加工和整合信息的能力的考查”是化学科考试服务选才和引导教学的具体体现［2］。

遵循中国高考评价体系“一核、四层、四翼”的要求（见图1），江苏高中化学学业水平等级考试化学实验评价以“实验探究情境”“生产环保情境”为命题载体，聚焦“物质转化与应用、实验原理与方法”等必备知识、“分析与推理、归纳与论证、探究与创新”等关键能力［3］评价学生学科素养的发展水平。试题的分值占化学卷总分的21%，体现出江苏高中化学学业水平等级考试对实验教学与评价的重视程度。

1  江苏高中化学学业水平等级考试化学实验评价的方向与要求

江苏高中化学学业水平等级考试卷围绕化学实验评价设置2道单项选择题和1道实验综合题，3道试题覆盖高中化学实验相关的必备知识与关键能力，兼顾“基础性、综合性、应用性、创新性”的评价要求。

1.1  单项选择题，聚焦必备知识与关键能力，侧重基础性与综合性

单项选择题，命题素材源自高中化学课程和选择性必修课程内容，以典型实验装置、探究实验方案为情境载体，聚焦高中化学实验的必备知识与关键能力，侧重基础性与综合性。

［2021-3］下列由废铜屑制取CuSO4·5H2O的实验原理与装置不能达到实验目的的是（    ）。

甲

乙

丙

丁

A. 用装置甲除去废铜屑表面的油污

B. 用装置乙溶解废铜屑

C. 用装置丙过滤得到CuSO4溶液

D. 用装置丁蒸干溶液获得CuSO4·5H2O

该题以“由废铜屑制取CuSO4·5H2O”为主题，从预处理、核心反应、分离提纯等实验环节，通过实验装置的理解与辨析，评价学生对“Na2CO3溶液去除油污”“H2O2+Cu+H2SO4CuSO4+2H2O”“结晶水合物的制备”等必备知识的理解程度。

［2022-4］实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是（    ）。

A. 用装置甲制取SO2气体

B. 用装置乙制取SO2水溶液

C. 用装置丙吸收尾气中的SO2

D. 用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性

该题以“制取SO2水溶液并探究其酸性”为主题，从气体发生、溶解和尾气处理，水溶液酸碱性测定等实验环节，通过实验装置的理解与辨析基于“理解与辨识”，评价学生对“SO2制备原理”“SO2的性质”“pH试纸的使用”“实验安全常识”等必备知识的理解程度。

第1道单项选择题，以考查实验基础知识为主旨，排在试卷第3～4题。为维护学生答题的信心，该题基于必修课程内容，用学生熟悉的实验主题整合评价内容，以系列实验装置为命题情境，围绕物质制备、提纯及性质探究，评价学生“实验原理与方法”“物质转化与应用”等必备知识的理解程度，侧重基础性，兼顾综合性。气体（Cl2、 NH3）的制备、净化与性质探究，纯碱的制备、分离与性质探究，从海水中提取镁、乙酸乙酯的制备与分离、一定物质的量浓度的溶液配制、常用的物质分离方法等，是以典型实验装置为情境载体命题的常用素材。

［2021-11］室温下，通过下列实验探究NaHCO3、 Na2CO3溶液的性质。

实验1：用pH试纸测量0.1mol·L-1 NaHCO3溶液的pH，测得pH约为8。

实验2：将0.1mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1mol·L-1 CaCl2溶液等体积混合，产生白色沉淀。

实验3：向0.1mol·L-1 Na2CO3溶液中通入CO2，溶液pH从12下降到约为9。

实验4：向0.1mol·L-1 Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水，氯水颜色褪去。

下列说法正确的是（    ）。

A. 由实验1可得出：Ka2（H2CO3）>Kw/Ka1（H2CO3）

B. 实验2中两溶液混合时有：c（Ca2+）·c（CO2-3）<Ksp（CaCO3）

C. 实验3中发生反应的离子方程式为CO2-3＋H2O＋CO22HCO-3

D. 实验4中c反应前（CO2-3）<c反应后（CO2-3）

该题综合必修课程内容“Na2CO3与NaHCO3性质、离子反应方程式、物质的量浓度”，选择性必修内容“电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡”，以实验操作与现象为情境，从“电离常数与水解常数的关系”“浓度商与溶度积的关系”“Na2CO3与CO2、 Na2CO3与饱和氯水反应的实质”等视角，评价学生“分析与推理”“归纳与论证”等关键能力的发展水平。

［2022-11］室温下，下列实验探究方案不能达到探究目的的是（    ）。

选项探究方案探究目的

A向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化（铁及其化合物的性质）Fe2+具有还原性

B向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液，振荡，加热试管，观察溶液颜色变化（不同价态含硫物质的转化）SO2具有漂白性

C向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水，振荡，观察溶液颜色变化（同周期、同主族元素性质的递变）Br2的氧化性比I2的强

D用pH计测量醋酸、盐酸的pH，比较溶液pH大小CH3COOH是弱电解质

该题整合必修课程内容“金属及其化合物、非金属及其化合物、元素周期律”，选择性必修内容“电离平衡、溶液的pH”，以探究方案为情境，基于对“探究方案”化学原理的理解、实验现象与实验结论的逻辑论证，判断探究方案能否达成“探究目的”，评价学生对“分析与推理”“探究与创新”等关键能力的发展水平。

第2道单项选择题，以考查学生的探究水平与逻辑思维能力为主旨，排在试卷第11题。为保证试题的评价效度，该题涵盖必修课程与选择性必修课程内容，以实验探究方案为情境载体，围绕探究目的与实验原理、实验现象与实验结论等关系论证，评价学生“分析与推理”能力的发展水平，侧重基础性，关注应用性。水溶液中的离子反应与平衡、化学反应速率与化学平衡、氧化（还原）性强弱比较、酸（碱）性强弱比较、溶度积常数大小比较、物质的检验与性质探究等，是以探究实验方案为情境载体命题的常用素材。

1.2  实验综合题，聚焦关键能力与学科素养，侧重应用性、关注创新性

综合实验题，命题素材源自科技文献，以陌生物质制备为情境载体，围绕实验原理的理解、实验条件的控制、实验数据的处理、实验方案的设计等问题解决，基于学生“物质转化与应用”“实验方案与原理”等必备知识的理解程度、“分析与推理”“探究与创新”等关键能力的发展水平，评价学生“化学观念”“思维方法”“实验探究”“态度责任”等学科素养的水平达成。

［2021-17］以软锰矿粉（含MnO2及少量Fe、 Al、 Si、 Ca、 Mg等的氧化物）为原料制备电池级MnO2。

（1） 浸取。将一定量软锰矿粉与Na2SO3、 H2SO4溶液中的一种配成悬浊液，加入到三颈瓶中（装置见题17图-1），70℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤。

滴液漏斗中的溶液是____________________，转化为Mn2+的离子方程式为____________________。

（2） 除杂。向已经除去Fe、 Al、 Si的MnSO4溶液（pH约为5）中加入NH4F溶液，溶液中的Ca2+、 Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清液中c（F-）=0.05mol·L-1，则c（Ca2+）/c（Mg2）=____________________。［Ksp（MgF2）=5×10-11， Ksp（CaF2）=5×10-9］

（3） 制备MnCO3。在搅拌下向100mL 1mol·L-1 MnSO4溶液中缓慢滴加1mol·L-1 NH4HCO3溶液，过滤、洗涤、干燥，得到MnCO3固体。需加入NH4HCO3溶液的体积约为 ____________________。

（4） 制备MnO2。MnCO3经热解、酸浸等步骤可制备MnO2。MnCO3在空气气流中热解得到三种价态锰的氧化物，锰元素所占比例（某价态锰的氧化物中锰元素质量/锰元素总质量）随热解温度变化的曲线如题17图-2所示。

已知：MnO与酸反应生成Mn2+；Mn2O3氧化性强于Cl2，加热条件下Mn2O3在酸性溶液中转化为MnO2和Mn2+。为获得较高产率的MnO2，请补充实验方案：取一定量MnCO3置于热解装置中，通空气气流，____________________，固体干燥，得到MnO2（可选用的试剂：1mol·L-1 H2SO4溶液、2mol·L-1 HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液）。

该题聚焦“以软锰矿粉为原料制备电池级MnO2”，基于实验装置图、数据曲线图等情境载体，从“试剂添加方式”“物质转化表征”“化学定量分析”“实验方案设计”等具体问题的解决，综合评价学生“化学观念”“思维方式”“实践探索”“责任态度”等学科观念的水平达成。其中问题（1）涉及物质转化、环境意识、符号表征，问题（2）涉及沉淀溶解平衡及Ksp的计算，问题（3）涉及物质转化和依据化学方程式的计算，问题（4）涉及实验原理、方案设计、操作规范和绿色化学理念。

［2022-16］实验室以二氧化铈（CeO2）废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2（CO3）3，部分实验过程如下：

（1） “酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3+并放出O2，该反应的离子方程式为        。

（2） pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO4溶液反应可生成Ce2（CO3）3沉淀，该沉淀中Cl-含量与加料方式有关。得到含Cl-量较少的Ce2（CO3）3的加料方式为____________________（填序号）。