夏建華

摘要：PISA科學(xué)評(píng)價(jià)的理念對(duì)高考化學(xué)科學(xué)探究題的編制有著積極的啟迪作用。本文簡(jiǎn)介了PISA命題的相關(guān)理念，以2014年安徽省高考理綜28題為例，從試題情境設(shè)置、試題建構(gòu)框架與分析（框架、題干和設(shè)問(wèn)分析）、答案與賦分等方面分析了科學(xué)探究題的編制理念和方法，以期更好地促進(jìn)高中化學(xué)試題命制的研究，提升高考命題對(duì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)的引領(lǐng)和反撥功能。

關(guān)鍵詞：PISA科學(xué)評(píng)價(jià)；科學(xué)探究題；析氫腐蝕；吸氧腐蝕

文章編號(hào)：1005–6629（2014）9–0065–04 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

科學(xué)探究是高中化學(xué)課程改革的核心內(nèi)容，讓學(xué)生通過(guò)探究學(xué)習(xí)化學(xué)是化學(xué)教學(xué)改革一道亮麗的風(fēng)景線?？荚嚺c評(píng)價(jià)過(guò)程中以突出考查學(xué)生科學(xué)探究能力的試題稱(chēng)為科學(xué)探究題。安徽高考理綜化學(xué)第28題是一道具有代表性的科學(xué)探究試題，也是試卷的亮點(diǎn)和壓軸題，每年的難度都在0.4左右，區(qū)分度為0.5～0.6，試題的甄別功能顯著。從高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和高考化學(xué)考試大綱角度來(lái)看，這道題的立意在于重現(xiàn)課堂中科學(xué)探究的實(shí)景，體現(xiàn)科學(xué)探究的基本過(guò)程和核心要素。試題融合了科學(xué)探究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、解釋現(xiàn)象和結(jié)論、對(duì)結(jié)論或方案進(jìn)行評(píng)價(jià)等要素，主要考查考生利用所學(xué)電化學(xué)知識(shí)獲取信息的能力、分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)和探究能力。該題的設(shè)置主要借鑒了PISA科學(xué)評(píng)價(jià)的相關(guān)理念，著重考查學(xué)生的科學(xué)能力素養(yǎng)，其中以考查解釋科學(xué)現(xiàn)象能力素養(yǎng)和科學(xué)舉證能力素養(yǎng)為主要目標(biāo)，考查的難度相似于PISA科學(xué)評(píng)價(jià)“等級(jí)6”的目標(biāo)。該題對(duì)高中化學(xué)有效實(shí)施科學(xué)探究、改變學(xué)習(xí)方式有著積極的引領(lǐng)和反撥作用。

1 PISA科學(xué)評(píng)價(jià)的相關(guān)理念

PISA測(cè)試是由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織1997年創(chuàng)立的國(guó)際學(xué)生評(píng)價(jià)項(xiàng)目，被視為檢驗(yàn)各國(guó)教育體制和未來(lái)人才競(jìng)爭(zhēng)能力的重要指標(biāo)。PISA科學(xué)評(píng)價(jià)命題的以下相關(guān)理念[1]對(duì)我國(guó)高考命題有一定的借鑒和啟迪作用。

1.1 重視情境設(shè)計(jì)

PISA科學(xué)評(píng)價(jià)的每道試題都有一個(gè)鮮活的情境，每個(gè)情境都是由應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用背景的二維坐標(biāo)構(gòu)成，其中應(yīng)用領(lǐng)域主要涵蓋健康、自然資源、環(huán)境、危險(xiǎn)和先進(jìn)科技等方面；應(yīng)用背景主要涉及個(gè)人的、社會(huì)的和全球的等方面。這些源于生活的情境為學(xué)生運(yùn)用知識(shí)、發(fā)揮能力提供了舞臺(tái)，也體現(xiàn)了科學(xué)在促進(jìn)人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展過(guò)程中的價(jià)值。

1.2 關(guān)注能力考查

PISA測(cè)試對(duì)科學(xué)能力素養(yǎng)的認(rèn)識(shí)有獨(dú)到的內(nèi)涵，其界定如下：

1.2.1 形成科學(xué)問(wèn)題的能力素養(yǎng)

透過(guò)科學(xué)研究辨識(shí)可能的問(wèn)題；在科學(xué)信息當(dāng)中發(fā)現(xiàn)研究的關(guān)鍵；在科學(xué)研究當(dāng)中辨識(shí)主要特征。

1.2.2 解釋科學(xué)現(xiàn)象的能力素養(yǎng)

在主題情境當(dāng)中應(yīng)用科學(xué)知識(shí)；科學(xué)地描述或解釋現(xiàn)象并且預(yù)測(cè)改變；給予恰當(dāng)?shù)拿枋觥⒔忉屌c預(yù)測(cè)。

1.2.3 科學(xué)舉證的能力素養(yǎng)

佐以科學(xué)證據(jù)建立與延伸出結(jié)論；發(fā)現(xiàn)在結(jié)論背后的假設(shè)、證據(jù)與論述；將科學(xué)應(yīng)用于社會(huì)與技術(shù)的發(fā)展。

1.3 編制評(píng)價(jià)層級(jí)

PISA科學(xué)評(píng)價(jià)試題的答案多樣化、開(kāi)放性和分類(lèi)給分借鑒了SOLO分類(lèi)理論。這種“雙位編碼”設(shè)計(jì)，可以更好地給教師與學(xué)生反饋?zhàn)罴训慕虒W(xué)信息，體現(xiàn)了對(duì)不同思維水平學(xué)生的能力甄別。SOLO分類(lèi)理論可用表1表示：

2 科學(xué)探究題示例——以安徽2014年高考第28題為例

某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類(lèi)型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞（如圖1）。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時(shí)測(cè)量容器中的壓強(qiáng)變化。

（2）編號(hào)①實(shí)驗(yàn)測(cè)得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖2。t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)，其原因是鐵發(fā)生了 腐蝕，請(qǐng)?jiān)趫D3中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時(shí)電子流動(dòng)方向；此時(shí)，炭粉表面發(fā)生了 （填“氧化”或“還原”）反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是 。

（3）該小組對(duì)圖2中0～t1時(shí)壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二：

假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體；

假設(shè)二： ；

……

（4）為驗(yàn)證假設(shè)一，某同學(xué)設(shè)計(jì)了檢驗(yàn)收集的氣體中是否含有H2的方案。請(qǐng)你再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)一，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論。

3 科學(xué)探究題分析——以安徽2014年高考第28題為例

3.1 創(chuàng)設(shè)有意義情境

試題的情境設(shè)置借鑒了PISA試題編制的理念，以金屬的腐蝕為情境，圍繞中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)中遇到的實(shí)驗(yàn)開(kāi)展一系列的科學(xué)探究。金屬的腐蝕造成的損失超過(guò)了地球上各種災(zāi)害造成的損失總和，了解金屬腐蝕的原因和尋求防止金屬腐蝕的方法具有重要意義。以金屬的腐蝕這個(gè)全球性關(guān)注的背景設(shè)置試題顯示較高的試題立意。在學(xué)習(xí)金屬腐蝕的過(guò)程中，教材把金屬的腐蝕分為化學(xué)腐蝕（非電解質(zhì)條件下）和電化學(xué)腐蝕（電解質(zhì)條件下）兩類(lèi)，電化學(xué)腐蝕又分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕。其中在酸性條件下主要發(fā)生析氫腐蝕，在水膜酸性很弱或者中性時(shí)主要發(fā)生吸氧腐蝕。但是在弱酸性條件下，是僅發(fā)生某類(lèi)腐蝕，還是兩類(lèi)腐蝕同時(shí)發(fā)生，是一個(gè)值得深入探究的問(wèn)題。試題的情境從某版本教材上鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕探究實(shí)驗(yàn)入手，引導(dǎo)學(xué)生圍繞情境設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)解釋和科學(xué)舉證。

3.2 參考PISA能力培養(yǎng)建構(gòu)試題框架

試題建構(gòu)框架如圖4，其流程為：從一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到獲取實(shí)驗(yàn)證據(jù)——壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線，從曲線分析引發(fā)出兩個(gè)問(wèn)題，分別讓學(xué)生進(jìn)行科學(xué)解釋和科學(xué)舉證。試題考查的知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)較全面，從高考考試大綱界定的能力角度來(lái)看，能力目標(biāo)主要考查學(xué)生信息的接收和整合的能力、分析和解決化學(xué)問(wèn)題能力、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和探究能力。知識(shí)目標(biāo)主要考查原電池和金屬的電化學(xué)腐蝕知識(shí)。從PISA科學(xué)評(píng)價(jià)理念分析，試題考查的能力素養(yǎng)主要有：形成科學(xué)問(wèn)題的能力素養(yǎng)（在科學(xué)信息當(dāng)中發(fā)現(xiàn)研究的關(guān)鍵，在科學(xué)研究當(dāng)中辨識(shí)主要特征）；解釋科學(xué)現(xiàn)象的能力素養(yǎng)（在主題情境當(dāng)中應(yīng)用科學(xué)知識(shí)，科學(xué)地描述或解釋現(xiàn)象并且預(yù)測(cè)改變）；科學(xué)舉證的能力素養(yǎng)（發(fā)現(xiàn)在結(jié)論背后的假設(shè)，佐以科學(xué)證據(jù)建立結(jié)論）以及控制變量的科學(xué)方法。知識(shí)目標(biāo)主要考查原電池和金屬的電化學(xué)腐蝕知識(shí)及科學(xué)本質(zhì)（科學(xué)探究和科學(xué)解釋?zhuān)?

3.2.1 形成科學(xué)問(wèn)題的能力素養(yǎng)考查

第（1）小題主要考查學(xué)生運(yùn)用控制變量思想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，試題給出了一個(gè)“為以下實(shí)驗(yàn)作參照”的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇鐵粉的用量、根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)逆推實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。從PISA科學(xué)評(píng)價(jià)理念來(lái)看，主要涉及形成科學(xué)問(wèn)題的能力素養(yǎng)，要求學(xué)生在題給信息當(dāng)中發(fā)現(xiàn)研究的關(guān)鍵（如實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?duì)照組的試劑用量），在科學(xué)研究當(dāng)中辨識(shí)主要特征（控制變量）。

3.2.2 運(yùn)用知識(shí)解釋現(xiàn)象能力的考查

第（2）小題主要考查考生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解釋科學(xué)現(xiàn)象（壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線）的能力素養(yǎng)。試題包括四個(gè)遞進(jìn)式的問(wèn)題，第1小問(wèn)首先給出了實(shí)驗(yàn)測(cè)出的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線，提出了問(wèn)題：t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)，讓考生分析其中的原因?？忌\(yùn)用學(xué)過(guò)的電化學(xué)知識(shí)可以判斷：因?yàn)檫@里的化學(xué)變化均為放熱反應(yīng)，則壓強(qiáng)減小不可能是反應(yīng)熱效應(yīng)的結(jié)果，只能是容器內(nèi)的氣體發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)而減少，從而推斷出一定發(fā)生了吸氧腐蝕。第2小問(wèn)是確定了吸氧腐蝕后再要求考生畫(huà)出電子流動(dòng)方向，主要是考查考生在新情境下靈活運(yùn)用學(xué)過(guò)的原電池知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。原電池形成條件是：有兩個(gè)電極（鐵粉和碳粉）、電解質(zhì)溶液和閉合電路。鐵作為負(fù)極失去電子，氧氣在碳粉表面得到電子，電子在外電路的流向是從鐵粉到碳粉，金屬本身就是電子導(dǎo)體?？忌趫D3中畫(huà)出電子從Fe流向C就可以。此問(wèn)對(duì)考生思維的變通性要求較高，解題時(shí)思維要突破常規(guī)，將細(xì)細(xì)的導(dǎo)線拓展為整塊金屬導(dǎo)體。第3、4小問(wèn)考查的是碳粉表面發(fā)生的電極反應(yīng)，考生可以從原電池知識(shí)判斷出碳粉作為正極，氧氣在碳電極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：2H2O+O2+4e-=4OH-（或4H++O2+4e-= 2H2O）。

3.2.3 科學(xué)舉證能力的考查

第（3）小題主要考查考生針對(duì)曲線變化提出假設(shè)的科學(xué)舉證能力。為探究0～t1時(shí)壓強(qiáng)變大的原因。試題給出了假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體。要求考生寫(xiě)出假設(shè)二。此問(wèn)題對(duì)考生的思維品質(zhì)要求較高，提出假設(shè)的過(guò)程中要根據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行推理，即恒容的密閉體系中，壓強(qiáng)增大只可能有兩個(gè)原因：一是增加了氣體，如析氫腐蝕產(chǎn)生了氫氣；二是溫度升高，氣體膨脹導(dǎo)致壓強(qiáng)增大。而析氫和吸氧腐蝕都是放熱反應(yīng)，其中析氫腐蝕產(chǎn)生的氫氣和放出的熱量都能使壓強(qiáng)增大；而吸氧腐蝕放出的熱量和氧氣的減少對(duì)壓強(qiáng)的貢獻(xiàn)取決于兩者的相對(duì)強(qiáng)弱。考生可能給出的答案有：溫度升高壓強(qiáng)增大；發(fā)生析氫腐蝕放出熱量；發(fā)生吸氧腐蝕放出熱量；醋酸揮發(fā)；醋酸中的水揮發(fā)等。

辯證地認(rèn)識(shí)吸氧腐蝕的發(fā)生與體系壓強(qiáng)的變化關(guān)系對(duì)考生思維的要求較高?？忌呀?jīng)從第（2）題曲線上獲取了信息：吸氧腐蝕的發(fā)生是導(dǎo)致容器內(nèi)壓強(qiáng)小于起始?jí)簭?qiáng)的唯一原因，但并不表明發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)壓強(qiáng)一定會(huì)減小。因?yàn)槲醺g是放熱反應(yīng)，而吸氧腐蝕過(guò)程中放出熱量和減少氧氣對(duì)壓強(qiáng)的貢獻(xiàn)一方面取決于兩者的相對(duì)強(qiáng)弱，另一方面體系不是絕熱體系，體系與環(huán)境的熱交換也影響壓強(qiáng)的大小。反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，由于氧氣濃度較大，吸氧腐蝕速率快，在短時(shí)間放出熱量較多，導(dǎo)致體系溫度升高較快，對(duì)壓強(qiáng)增大的貢獻(xiàn)相對(duì)較強(qiáng)。但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，吸氧腐蝕的速率變緩，且體系和外界環(huán)境進(jìn)行熱量交換導(dǎo)致體系的溫度呈現(xiàn)下降，最后恢復(fù)至室溫，故最終壓強(qiáng)會(huì)減小。因此，吸氧腐蝕的開(kāi)始階段，放出的熱量會(huì)導(dǎo)致體系的壓強(qiáng)增大；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氧氣減少和溫度降低使得體系壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)。用數(shù)字實(shí)驗(yàn)測(cè)得的相關(guān)數(shù)據(jù)（如圖5）也提供了相關(guān)證據(jù)。

第（4）小題主要考查考生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)的科學(xué)舉證能力素養(yǎng)。試題給出信息：為驗(yàn)證假設(shè)一，某同學(xué)設(shè)計(jì)了檢驗(yàn)收集的氣體中是否含有H2的方案。該環(huán)節(jié)的目的是引導(dǎo)考生在此方案外設(shè)計(jì)出更多的創(chuàng)新方案，因?yàn)槲鰵涓g速率較慢，放出的H2少，通常很難用檢驗(yàn)H2可燃性的方法驗(yàn)證（除H2傳感器外）。但考生不具備這些知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，可能會(huì)用檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物的存在來(lái)驗(yàn)證反應(yīng)的發(fā)生，從而首選這個(gè)方案。

要求考生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)一，主要考查考生信息的接收和整合的能力、運(yùn)用已有知識(shí)和科學(xué)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)的能力。考生可能的解題思路如圖6，解題時(shí)考生需要從試題中提取以下信息：這是一個(gè)已發(fā)生吸氧腐蝕、可能發(fā)生析氫腐蝕的混合體系。在該體系中，發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)呈現(xiàn)的現(xiàn)象有：O2減少、放熱、生成Fe2+和pH的增大。如果同時(shí)發(fā)生了析氫腐蝕，則必定伴隨著放出H2、放熱、生成Fe2+以及pH的增大。據(jù)此，要驗(yàn)證同時(shí)發(fā)生析氫腐蝕，只有生成H2是其獨(dú)有的，而檢驗(yàn)Fe2+等方案都不可行。此時(shí)，考生只能選擇控制變量的方法將體系控制在無(wú)氧狀況下，控制了吸氧腐蝕后只要在體系中檢驗(yàn)到有H2產(chǎn)生、壓強(qiáng)增大、溫度升高、生成Fe2+或者pH增大都能證明發(fā)生了析氫腐蝕。

3.3 借鑒SOLO理論的賦分設(shè)計(jì)

筆者參考了PISA賦分和SOLO分類(lèi)理論，對(duì)第（4）小題開(kāi)放性設(shè)問(wèn)提出了如下的賦分建議，以便讓不同思維水平的學(xué)生都能得到合理的成績(jī)，為學(xué)生創(chuàng)造性解決問(wèn)題提供了舞臺(tái)。部分開(kāi)放性答案和評(píng)分建議如下。

第（4）小題：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)一。該設(shè)問(wèn)可借鑒SOLO分類(lèi)理論進(jìn)行賦分（其中拓展抽象結(jié)構(gòu)層次思維水平在這里沒(méi)有發(fā)生），讓不同思維水平的學(xué)生都能得到合理的分?jǐn)?shù)。

零分（第一層次）：學(xué)生的思維處于前結(jié)構(gòu)水平，解題時(shí)被無(wú)關(guān)信息和已有經(jīng)驗(yàn)誤導(dǎo)，無(wú)法理解和解決問(wèn)題。設(shè)計(jì)的方案存在科學(xué)性問(wèn)題或者無(wú)答。

部分得分（第二層次）：學(xué)生的思維處于單一結(jié)構(gòu)水平，只能通過(guò)一個(gè)與問(wèn)題相關(guān)的線索來(lái)建立問(wèn)題和答案之間的聯(lián)系。如根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，能根?jù)發(fā)生析氫腐蝕時(shí)生成的物質(zhì)（氫氣、生成Fe2+）和產(chǎn)生的現(xiàn)象（溫度升高、壓強(qiáng)增大）來(lái)確定因變量，如選擇檢驗(yàn)Fe2+、測(cè)量pH的改變或測(cè)量溫度變化等，但未能考慮到體系中同時(shí)伴隨著吸氧腐蝕，兩者的這些產(chǎn)物和現(xiàn)象是相同的。

部分得分（第三層次）：學(xué)生思維處于多元結(jié)構(gòu)水平，能利用多個(gè)相互獨(dú)立的線索和信息來(lái)連接問(wèn)題與答案。該水平的學(xué)生在解題時(shí)能根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，考慮對(duì)照組，根據(jù)控制變量的思想確定自變量（影響因素），選擇實(shí)驗(yàn)觀測(cè)點(diǎn)獲取因變量信息等。該層次考生解答如下：

解答1：選擇醋酸的濃度作為自變量，用不同濃度的醋酸和編號(hào)①實(shí)驗(yàn)作對(duì)比實(shí)驗(yàn)（根據(jù)對(duì)照組設(shè)計(jì)試劑用量和實(shí)驗(yàn)裝置），根據(jù)壓強(qiáng)的變化判斷假設(shè)一是否成立。

解答2：用NaCl溶液代替醋酸作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，根據(jù)壓強(qiáng)的變化判斷假設(shè)一是否成立。

解答1和2方案存在的主要問(wèn)題是沒(méi)有將系統(tǒng)中同時(shí)發(fā)生的吸氧腐蝕關(guān)聯(lián)起來(lái)考慮，雖然控制了自變量（醋酸的濃度），因變量會(huì)有不同的變化（析氫腐蝕發(fā)生的程度不同），但系統(tǒng)中存在的吸氧腐蝕也受酸的濃度的影響，導(dǎo)致這種一個(gè)自變量引發(fā)兩種因變量改變的實(shí)驗(yàn)體系不能得出正確的結(jié)論。

解答3：將碳作為自變量，設(shè)計(jì)了用同濃度的醋酸和鐵粉反應(yīng)，根據(jù)是否有氣泡產(chǎn)生判斷假設(shè)一是否成立。

該方案也不完整，如果有氣泡表明假設(shè)一成立；但如果短時(shí)間內(nèi)沒(méi)觀察到氣泡，不表示在有碳粉條件下也不會(huì)產(chǎn)生氣泡，不能證明假設(shè)一不成立。

滿分（第四層次）：學(xué)生思維水平處于關(guān)聯(lián)水平，學(xué)生能夠?qū)?wèn)題情境下各個(gè)線索之間建立本質(zhì)聯(lián)系，使其成為一個(gè)有機(jī)整體；具體分析如圖6及相關(guān)論述。除了題給的“控制在無(wú)氧條件下按編號(hào)①方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量壓強(qiáng)變化”的設(shè)計(jì)方案外，以下兩種方案也有創(chuàng)意[2]：

解答1：按圖7所示裝置，把鐵粉、碳粉參照編號(hào)①實(shí)驗(yàn)用量混合均勻后放進(jìn)注滿90%醋酸溶液的試管中，靜置觀察，如果有液體從玻璃管上口溢出，試管口聚集少量氣體，則發(fā)生了析氫腐蝕，假設(shè)一成立，否則假設(shè)一不成立。

解答2：將鐵和碳放入90%的醋酸溶液中（控制在無(wú)氧狀態(tài)下）組成原電池，若有電流產(chǎn)生，則假設(shè)一成立，否則不成立。

由此可見(jiàn)，關(guān)于這種以等級(jí)描述為特征的質(zhì)性分類(lèi)評(píng)價(jià)方法，較之傳統(tǒng)的采點(diǎn)計(jì)分方法有著明顯的優(yōu)勢(shì)。一是SOLO評(píng)價(jià)力求從學(xué)生的回答中分析出他能夠達(dá)到哪一思維層次并賦予相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，以提高試題的區(qū)分度；二是具有較強(qiáng)的操作性，很多化學(xué)問(wèn)題都可以根據(jù)該方法進(jìn)行思維層次劃分，對(duì)編制化學(xué)試題，尤其是科學(xué)探究題有很強(qiáng)的借鑒作用；三是為檢測(cè)學(xué)生的高級(jí)思維能力提供了一個(gè)切實(shí)可行的思路；四是對(duì)化學(xué)教學(xué)有一定的反撥功能，教師可以根據(jù)教學(xué)計(jì)劃預(yù)先確定學(xué)生學(xué)習(xí)某一化學(xué)知識(shí)時(shí)要達(dá)到哪一思維層次，并按照循序漸進(jìn)的方法逐步提高學(xué)生的思維水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] OECD.PISA2006 Science Competence for Tomorrows World Volumel-Analysis，2007：20～22，35～40，82～85，104～107.

[2]劉懷樂(lè).對(duì)一道實(shí)驗(yàn)試題的再思考[J].化學(xué)教學(xué)，2011，（9）：76～77.

解答1：選擇醋酸的濃度作為自變量，用不同濃度的醋酸和編號(hào)①實(shí)驗(yàn)作對(duì)比實(shí)驗(yàn)（根據(jù)對(duì)照組設(shè)計(jì)試劑用量和實(shí)驗(yàn)裝置），根據(jù)壓強(qiáng)的變化判斷假設(shè)一是否成立。

解答2：用NaCl溶液代替醋酸作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，根據(jù)壓強(qiáng)的變化判斷假設(shè)一是否成立。

解答1和2方案存在的主要問(wèn)題是沒(méi)有將系統(tǒng)中同時(shí)發(fā)生的吸氧腐蝕關(guān)聯(lián)起來(lái)考慮，雖然控制了自變量（醋酸的濃度），因變量會(huì)有不同的變化（析氫腐蝕發(fā)生的程度不同），但系統(tǒng)中存在的吸氧腐蝕也受酸的濃度的影響，導(dǎo)致這種一個(gè)自變量引發(fā)兩種因變量改變的實(shí)驗(yàn)體系不能得出正確的結(jié)論。

解答3：將碳作為自變量，設(shè)計(jì)了用同濃度的醋酸和鐵粉反應(yīng)，根據(jù)是否有氣泡產(chǎn)生判斷假設(shè)一是否成立。

該方案也不完整，如果有氣泡表明假設(shè)一成立；但如果短時(shí)間內(nèi)沒(méi)觀察到氣泡，不表示在有碳粉條件下也不會(huì)產(chǎn)生氣泡，不能證明假設(shè)一不成立。

滿分（第四層次）：學(xué)生思維水平處于關(guān)聯(lián)水平，學(xué)生能夠?qū)?wèn)題情境下各個(gè)線索之間建立本質(zhì)聯(lián)系，使其成為一個(gè)有機(jī)整體；具體分析如圖6及相關(guān)論述。除了題給的“控制在無(wú)氧條件下按編號(hào)①方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量壓強(qiáng)變化”的設(shè)計(jì)方案外，以下兩種方案也有創(chuàng)意[2]：

解答1：按圖7所示裝置，把鐵粉、碳粉參照編號(hào)①實(shí)驗(yàn)用量混合均勻后放進(jìn)注滿90%醋酸溶液的試管中，靜置觀察，如果有液體從玻璃管上口溢出，試管口聚集少量氣體，則發(fā)生了析氫腐蝕，假設(shè)一成立，否則假設(shè)一不成立。

解答2：將鐵和碳放入90%的醋酸溶液中（控制在無(wú)氧狀態(tài)下）組成原電池，若有電流產(chǎn)生，則假設(shè)一成立，否則不成立。

由此可見(jiàn)，關(guān)于這種以等級(jí)描述為特征的質(zhì)性分類(lèi)評(píng)價(jià)方法，較之傳統(tǒng)的采點(diǎn)計(jì)分方法有著明顯的優(yōu)勢(shì)。一是SOLO評(píng)價(jià)力求從學(xué)生的回答中分析出他能夠達(dá)到哪一思維層次并賦予相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，以提高試題的區(qū)分度；二是具有較強(qiáng)的操作性，很多化學(xué)問(wèn)題都可以根據(jù)該方法進(jìn)行思維層次劃分，對(duì)編制化學(xué)試題，尤其是科學(xué)探究題有很強(qiáng)的借鑒作用；三是為檢測(cè)學(xué)生的高級(jí)思維能力提供了一個(gè)切實(shí)可行的思路；四是對(duì)化學(xué)教學(xué)有一定的反撥功能，教師可以根據(jù)教學(xué)計(jì)劃預(yù)先確定學(xué)生學(xué)習(xí)某一化學(xué)知識(shí)時(shí)要達(dá)到哪一思維層次，并按照循序漸進(jìn)的方法逐步提高學(xué)生的思維水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] OECD.PISA2006 Science Competence for Tomorrows World Volumel-Analysis，2007：20～22，35～40，82～85，104～107.

[2]劉懷樂(lè).對(duì)一道實(shí)驗(yàn)試題的再思考[J].化學(xué)教學(xué)，2011，（9）：76～77.

解答1：選擇醋酸的濃度作為自變量，用不同濃度的醋酸和編號(hào)①實(shí)驗(yàn)作對(duì)比實(shí)驗(yàn)（根據(jù)對(duì)照組設(shè)計(jì)試劑用量和實(shí)驗(yàn)裝置），根據(jù)壓強(qiáng)的變化判斷假設(shè)一是否成立。

解答2：用NaCl溶液代替醋酸作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，根據(jù)壓強(qiáng)的變化判斷假設(shè)一是否成立。

解答1和2方案存在的主要問(wèn)題是沒(méi)有將系統(tǒng)中同時(shí)發(fā)生的吸氧腐蝕關(guān)聯(lián)起來(lái)考慮，雖然控制了自變量（醋酸的濃度），因變量會(huì)有不同的變化（析氫腐蝕發(fā)生的程度不同），但系統(tǒng)中存在的吸氧腐蝕也受酸的濃度的影響，導(dǎo)致這種一個(gè)自變量引發(fā)兩種因變量改變的實(shí)驗(yàn)體系不能得出正確的結(jié)論。

解答3：將碳作為自變量，設(shè)計(jì)了用同濃度的醋酸和鐵粉反應(yīng)，根據(jù)是否有氣泡產(chǎn)生判斷假設(shè)一是否成立。

該方案也不完整，如果有氣泡表明假設(shè)一成立；但如果短時(shí)間內(nèi)沒(méi)觀察到氣泡，不表示在有碳粉條件下也不會(huì)產(chǎn)生氣泡，不能證明假設(shè)一不成立。

滿分（第四層次）：學(xué)生思維水平處于關(guān)聯(lián)水平，學(xué)生能夠?qū)?wèn)題情境下各個(gè)線索之間建立本質(zhì)聯(lián)系，使其成為一個(gè)有機(jī)整體；具體分析如圖6及相關(guān)論述。除了題給的“控制在無(wú)氧條件下按編號(hào)①方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量壓強(qiáng)變化”的設(shè)計(jì)方案外，以下兩種方案也有創(chuàng)意[2]：

解答1：按圖7所示裝置，把鐵粉、碳粉參照編號(hào)①實(shí)驗(yàn)用量混合均勻后放進(jìn)注滿90%醋酸溶液的試管中，靜置觀察，如果有液體從玻璃管上口溢出，試管口聚集少量氣體，則發(fā)生了析氫腐蝕，假設(shè)一成立，否則假設(shè)一不成立。

解答2：將鐵和碳放入90%的醋酸溶液中（控制在無(wú)氧狀態(tài)下）組成原電池，若有電流產(chǎn)生，則假設(shè)一成立，否則不成立。

由此可見(jiàn)，關(guān)于這種以等級(jí)描述為特征的質(zhì)性分類(lèi)評(píng)價(jià)方法，較之傳統(tǒng)的采點(diǎn)計(jì)分方法有著明顯的優(yōu)勢(shì)。一是SOLO評(píng)價(jià)力求從學(xué)生的回答中分析出他能夠達(dá)到哪一思維層次并賦予相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，以提高試題的區(qū)分度；二是具有較強(qiáng)的操作性，很多化學(xué)問(wèn)題都可以根據(jù)該方法進(jìn)行思維層次劃分，對(duì)編制化學(xué)試題，尤其是科學(xué)探究題有很強(qiáng)的借鑒作用；三是為檢測(cè)學(xué)生的高級(jí)思維能力提供了一個(gè)切實(shí)可行的思路；四是對(duì)化學(xué)教學(xué)有一定的反撥功能，教師可以根據(jù)教學(xué)計(jì)劃預(yù)先確定學(xué)生學(xué)習(xí)某一化學(xué)知識(shí)時(shí)要達(dá)到哪一思維層次，并按照循序漸進(jìn)的方法逐步提高學(xué)生的思維水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] OECD.PISA2006 Science Competence for Tomorrows World Volumel-Analysis，2007：20～22，35～40，82～85，104～107.

[2]劉懷樂(lè).對(duì)一道實(shí)驗(yàn)試題的再思考[J].化學(xué)教學(xué)，2011，（9）：76～77.