化學數字素養(yǎng)表現評估試題一、評估框架構建化學數字素養(yǎng)表現評估需圍繞數字化意識、數字技術知識與技能、數字化應用、數字社會責任四大維度展開，結合化學學科特性形成可操作的評估體系。數字化意識層面需考察學生對數字技術賦能化學學習的認知程度，包括是否主動嘗試用虛擬實驗替代危險操作、是否關注化學數據可視化工具的更新動態(tài)等；數字技術知識與技能維度聚焦化學專用軟件操作（如化學結構式繪制軟件ChemDraw、光譜分析軟件Origin）、通用數據處理工具（如Excel函數計算、Python基礎編程）的掌握程度；數字化應用維度強調技術與學科探究的融合能力，例如利用分子模擬軟件探究反應機理、通過在線數據庫驗證實驗假設；數字社會責任則關注數據倫理（如實驗數據真實性校驗）、網絡安全（如化學危險品信息的合規(guī)傳播）等議題。該框架采用三級能力進階模型：基礎級要求能使用預設模板完成標準化任務（如用模板生成實驗報告），進階級需具備工具適配能力（如根據實驗需求選擇合適的數據可視化類型），創(chuàng)新級則強調技術遷移與創(chuàng)造（如開發(fā)簡易化學計算小程序）。評估場景覆蓋課前預習（數字資源檢索）、課中探究（實時數據采集）、課后拓展（跨平臺成果展示）全流程，確保素養(yǎng)評估的完整性。二、試題設計維度與實例（一）數字化意識評估情景分析題某學生在完成"鈉與水反應"實驗報告時，直接下載網絡視頻作為自己的實驗記錄。請從科學探究真實性、數字資源引用規(guī)范兩個角度分析該行為的不當之處，并設計三種利用數字技術優(yōu)化實驗記錄的方案（要求包含實時拍攝、數據同步、多人協(xié)作等要素）。技術敏感度測試提供5款化學學習類APP（如KingDraw、燒杯、ChemSpider等）的核心功能描述，要求學生根據"探究影響化學平衡因素"的學習任務，選擇最適配的工具并說明：①該工具解決傳統(tǒng)實驗的哪些局限；②使用過程中可能產生的數字依賴風險及規(guī)避方法。（二）數字技術知識與技能評估軟件操作題使用ChemDraw繪制以下化合物的結構并標注關鍵參數：順-1,2-二氯乙烯（需顯示立體構型）乙二酸的鍵長數據（精確到小數點后兩位）阿司匹林的核磁共振氫譜模擬（標注化學位移）給定某溫度下KNO?溶解度數據（10組），要求：用Excel創(chuàng)建散點圖并添加趨勢線（顯示回歸方程及R2值）通過函數計算溶解度隨溫度變化的平均速率用條件格式標記超過誤差范圍的數據點編程應用題使用Python（或提供可視化編程界面）完成：#任務：計算不同濃度鹽酸與碳酸鈣反應的理論產氣量defcalculate_gas(conc_hcl,vol_hcl):#1.補充物質的量計算代碼（假設HCl過量）#2.根據理想氣體狀態(tài)方程計算標況下CO?體積returnvolume_co2#測試用例：3mol/L鹽酸50mL與足量CaCO?反應print(calculate_gas(3,0.05))（三）數字化應用評估虛擬實驗設計題在PhET虛擬實驗室平臺完成"酸堿中和滴定"模擬實驗，要求：設計三種濃度梯度的NaOH溶液（0.01mol/L、0.1mol/L、1mol/L）滴定未知鹽酸的方案導出實驗數據并生成滴定曲線（需包含突躍范圍標注）對比虛擬實驗與真實操作的誤差來源，提出用數字技術校正真實實驗誤差的具體方法數據庫探究題登錄PubChem數據庫查詢"青蒿素"的化學信息，完成：提取其分子結構參數（分子量、氫鍵供體數等）并制作信息卡下載近五年相關合成路線文獻的引用數據，用折線圖展示研究熱度變化基于數據庫信息提出青蒿素衍生物的可能修飾位點（需說明數字工具如何輔助結構分析）（四）數字社會責任評估數據倫理辨析題某科研團隊在論文中使用AI生成的紅外光譜圖支持實驗結論，被質疑數據造假。請回答：列舉識別AI生成光譜圖的三種技術手段（如比對特征峰強度分布規(guī)律）設計實驗數據真實性聲明模板（需包含數據采集工具型號、原始數據存儲路徑等要素）分析開放科學框架下，化學實驗數據的共享邊界（如涉及專利技術的數據如何脫敏處理）網絡安全實踐題模擬收到不明郵件附件"最新化學試劑采購清單.xlsx"，要求：列出檢查該文件安全性的五個步驟（從文件屬性到沙箱運行）編寫化學實驗室數據備份方案（需包含加密方式、備份周期、災備恢復流程）評估在班級群分享危險化學反應視頻的合規(guī)風險（引用《網絡安全法》相關條款）三、綜合應用題型設計（一）項目式評估任務"水體酸堿度監(jiān)測"跨平臺項目數據采集：使用pH傳感器連接手機APP，采集校園周邊3個采樣點的水體數據（要求每小時記錄一次，持續(xù)24小時）數據處理：用GoogleSheets創(chuàng)建實時共享數據表用Tableau生成動態(tài)熱力圖（顯示pH值時空分布）用SPSS進行方差分析（比較不同采樣點的顯著性差異）成果展示：制作包含以下要素的交互式報告：嵌入實驗過程短視頻（用剪映添加字幕和數據標注）設計pH值預警模型（當數據超出閾值時自動推送提醒）提供可下載的原始數據壓縮包（采用AES-256加密）（二）技術遷移挑戰(zhàn)題從化學到生活的數字技能遷移給定家用白醋總酸度測定實驗數據（含滴定體積、濃度等），要求：用化學專業(yè)方法計算酸度（以乙酸質量分數表示）用智能家居APP的"家庭水質檢測"功能獲取自來水pH值，對比分析兩者數據采集原理的異同開發(fā)面向中學生的"廚房化學"微信小程序原型（需畫出功能模塊圖，包含食材成分查詢、安全操作指南等）（三）錯誤診斷題數字實驗故障排查提供某學生用溫度傳感器測定中和熱的實驗數據記錄表（含異常數據）及實驗過程錄屏片段（顯示傳感器連接方式），要求：指出數據異常的三個可能原因（從儀器連接、軟件設置、操作規(guī)范角度分析）用Excel條件格式標記可疑數據，并說明判斷依據設計"數字實驗故障診斷流程圖"，包含硬件檢測、軟件調試、數據校驗三個分支四、評分標準制定采用雙維度評分量表，橫向按"技術操作（40%）+學科融合（40%）+社會責任（20%）"分配權重，縱向分"完成度（50%）+創(chuàng)新性（30%）+規(guī)范性（20%）"三級評價。以虛擬實驗題為例，基礎分考察是否能按步驟完成模擬操作，創(chuàng)新分評估是否自定義實驗參數探究未知問題，規(guī)范分則關注實驗記錄的完整性（是否包含環(huán)境溫度、儀器型號等元數據）。對開放題型采用SOLO分類評價法，從"前結構（無法使用數字工具）-單點結構（僅能操作單個工具）-多點結構（能聯(lián)用多個工具）-關聯(lián)結構（工具鏈形成閉環(huán)）-抽象拓展結構（創(chuàng)造新的技術應用場景）"五個層次描述學生表現。評分實施中需注意技術容錯機制：因軟件版本差異導致的操作偏差可酌情扣分，但數據處理邏輯錯誤需嚴格把關；對于自主開發(fā)的數字化成果（如小程序），可采用"功能實現度×技術先進性×實用價值"的乘積計分法，鼓勵技術創(chuàng)新。同時建立過程性評估檔案，通過記錄學生在在線協(xié)作平臺的貢獻度（如Wiki文檔編輯次數）、數字資源的二次創(chuàng)作成果（如改編虛擬實驗腳本）等過程數據，實現素養(yǎng)發(fā)展的動態(tài)追蹤。五、典型試題解析試題原型：利用分子模擬軟件（如Avogadro）探究乙醇與二甲醚的同分異構現象，要求導出兩種分子的球棍模型截圖，計算鍵角數據，并結合分子極性解釋沸點差異?？疾橐c：空間結構可視化能力（能否正確設置分子顯示參數）定量數據獲?。ㄦI長鍵角的精確讀?。┪⒂^結構與宏觀性質關聯(lián)（技術工具如何輔助理解結構決定性質）常見錯誤：未區(qū)分"優(yōu)化結構"與"初始結構"，直接使用未經過能量最小化的模型計算鍵參數截圖未標注原子類型，導致結構分析缺乏依據僅描述沸點數值差異，未用軟件生成的分子偶極矩數據進行定量解釋改進建議：增加"模型驗證"環(huán)節(jié)，要求對比軟件計算值與文獻數據的偏差率引入"參數敏感性分析"，通過微調鍵長觀察能量變化曲線拓展至溶液體系模擬，比較不同溶劑環(huán)境下的分子構象變化該試題通過"觀察-操作-分析-遷移"的任務鏈，實現從技能操作到思維發(fā)展的素養(yǎng)躍遷，符合化學學科核心素養(yǎng)中"宏觀辨識與微觀探析""證據推理與模型認知"等維度的要求，同時考察了學生對數字工具局限性的認知（如模擬結果需實驗驗證）。六、評估實施建議環(huán)境配置：采用"云端+本地"混合模式，基礎操作題在統(tǒng)一部署的虛擬機環(huán)境中完成（確保軟件版本一致），創(chuàng)新應用題開放學生自帶設備（BYOD）以考察工具適配能力。提供工具備選方案（如同時安裝ChemDraw與KingDraw），允許學生選擇熟悉的數字工具完成任務。時間分配：基礎技能題控制在20分鐘內（如軟件操作），綜合應用題可設置為跨課時任務（如項目式評估），并利用學習管理系統(tǒng)（LMS）分階段提交成果（如數據采集階段、分析階段、展示階段）。反饋機制：采用AI輔助評分+教師復核模式，客觀題由系統(tǒng)自動判分（如代碼運行結果、數據計算準確性），開放題使用AI語義分析工具輔助識別關鍵素養(yǎng)表現（如方案設計中的創(chuàng)新點），教師重點審核高階思維表現。建立錯題數字檔案，自動推送同類練習進行針對性強化。特殊支持：為數字資源獲取受限學生提供離線數據包（包含必要軟件安裝包、文獻素材），對操