一、問(wèn)題的提出
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和理論的建立都是以嚴(yán)格的化學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),并接受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)的。為了提高學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,促進(jìn)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè),全面落實(shí)課程改革目標(biāo),很多地區(qū)都在探索將化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的考查列入初中畢業(yè)生學(xué)業(yè)水平考查范圍,并將考查結(jié)果列入綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)范疇,作為學(xué)生初中畢業(yè)和參加高中階段學(xué)校錄取的依據(jù)之一。[1]然而化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能考查存在著費(fèi)時(shí)費(fèi)力、測(cè)試成本高、信度與效度證據(jù)不足、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一等問(wèn)題,因此對(duì)學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握和理解方面的考查仍以 “紙筆測(cè)驗(yàn)”為主。這樣就又帶來(lái)了另一方面的問(wèn)題:一些學(xué)校較少開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng),常以“黑板實(shí)驗(yàn)”“投影實(shí)驗(yàn)”或“視頻實(shí)驗(yàn)”來(lái)替代演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn),學(xué)生則依靠“背誦實(shí)驗(yàn)”來(lái)應(yīng)付“紙筆測(cè)試”型實(shí)驗(yàn)考查……化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查陷入了一種較為尷尬的境地。[2]如何使“紙筆測(cè)驗(yàn)”能真實(shí)、有效地考查、評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,并引?dǎo)中學(xué)化學(xué)教學(xué)重視學(xué)生實(shí)驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地發(fā)展,是擺在化學(xué)教學(xué)工作者面前的一個(gè)重要課題。
二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)“紙筆測(cè)驗(yàn)”的考查目標(biāo)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查目標(biāo)具有層次性,體現(xiàn)出由易到難、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的順序。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查目標(biāo)的制定以外顯行為作為分類(lèi)的基點(diǎn)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,學(xué)生既有內(nèi)隱的心理活動(dòng)又有外顯的行為表現(xiàn),內(nèi)隱的心理活動(dòng)可以通過(guò)外顯的行為表現(xiàn)出來(lái)?!凹埞P測(cè)試”型化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查目標(biāo)一般可分為觀察與識(shí)記、操作與運(yùn)用、分析與表述、設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)四個(gè)層次,它們之間相互聯(lián)系、相輔相成地構(gòu)成了一個(gè)完整的目標(biāo)體系。
(一)觀察與識(shí)記目標(biāo)
觀察是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的前提,觀察能力是實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊粋€(gè)重要組成部分。由于“紙筆測(cè)驗(yàn)”不能讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察,因此不易直接考查學(xué)生的觀察能力。化學(xué)知識(shí)的獲得和積累過(guò)程密切相關(guān),只有觀察能力較強(qiáng)的學(xué)生,才能形成準(zhǔn)確而牢固的記憶。因此,可以通過(guò)對(duì)記憶的測(cè)試,間接地考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力,這也是目前“紙筆測(cè)驗(yàn)”對(duì)實(shí)驗(yàn)觀察能力考查的一個(gè)主要特點(diǎn)。此外,由于觀察是獲取知識(shí)的最基本手段,是思維過(guò)程的基礎(chǔ)之一,所以,各類(lèi)實(shí)驗(yàn)考查題目中對(duì)觀察能力的考查總是與對(duì)知識(shí)及其他能力的考查相結(jié)合。
例:下列實(shí)驗(yàn)方法無(wú)法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵?)
A.用肥皂水鑒別硬水和軟水
B.用燃著的木條鑒別氮?dú)馀c二氧化碳
C.用熟石灰中和廢液中的鹽酸
D.用紫色石蕊試液鑒別稀硫酸和蒸餾水
(二)操作與運(yùn)用目標(biāo)
操作與運(yùn)用主要是指掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的構(gòu)造、原理,正確選擇、使用化學(xué)儀器、藥品、技術(shù)條件,正確運(yùn)用實(shí)驗(yàn)操作完成實(shí)驗(yàn)。主要包括三個(gè)方面:①正確選擇、使用儀器、藥品、技術(shù)條件,識(shí)別、繪制裝置圖;②辨識(shí)實(shí)驗(yàn)操作中的錯(cuò)誤并予以改正;③掌握常用儀器的裝置、藥品、實(shí)驗(yàn)技術(shù)的主要用途,解決一些實(shí)際問(wèn)題。
例:下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是( )
(三)分析與表述目標(biāo)
分析與表述主要是指綜合運(yùn)用化學(xué)知識(shí)與基本操作,通過(guò)分析、推理、判斷,對(duì)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程進(jìn)行解釋說(shuō)明。包括以下三個(gè)方面:①運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原理、物質(zhì)性質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果進(jìn)行分析、判斷,發(fā)現(xiàn)規(guī)律并得出正確結(jié)論;②正確分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及誤差;③正確分析、表述實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程及注意事項(xiàng)。
例:有同學(xué)利用如左圖裝置,通過(guò)排水量來(lái)測(cè)定生成氧氣的體積。反應(yīng)結(jié)束后,發(fā)現(xiàn)量筒內(nèi)收集到的水的體積總是比理論值偏大(水的體積測(cè)量正確),其主要原因可能是________________。
(四)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)目標(biāo)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是指學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題所提出的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,運(yùn)用學(xué)過(guò)的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能與技巧,選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方案來(lái)解決問(wèn)題的過(guò)程。主要包括以下三個(gè)方面內(nèi)容:①設(shè)計(jì)儀器連接方案;②擬定實(shí)驗(yàn)操作方案(安排操作順序、自行設(shè)計(jì)方案);③評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案。形式上有儀器裝置連接方案設(shè)計(jì)、操作順序設(shè)計(jì)以及新情境下操作方案的設(shè)計(jì);內(nèi)容上包括確定某混合氣體組分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證某個(gè)化學(xué)原理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、測(cè)定某物質(zhì)純度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),還有驗(yàn)證某物質(zhì)是否存在的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等,既有定性設(shè)計(jì)也有定量設(shè)計(jì)。對(duì)評(píng)價(jià)的考查則突出考生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的全面理解和判斷,其中大多要求考生對(duì)方案的簡(jiǎn)便性、可行性、安全性及綠色做出評(píng)價(jià)。
例:某化學(xué)興趣小組的同學(xué)選定稀硫酸和氫氧化鋇溶液做中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。在燒杯中加入一定量的氫氧化鋇溶液后滴入幾滴酚酞試液,再向燒杯中加入一定量的稀硫酸。用玻璃棒充分?jǐn)嚢韬筮^(guò)濾,得白色沉淀和無(wú)色液體。
[提出問(wèn)題]無(wú)色液體是什么物質(zhì)?(不考慮指示劑)
[猜想]小明:無(wú)色液體是水;小紅:無(wú)色液體是Ba(OH)2溶液;小麗認(rèn)為無(wú)色液體可能是______溶液。
[實(shí)驗(yàn)探究](1)如果你是小組成員之一,你認(rèn)為小明猜想的理由是____________。
(2)小紅的猜想是否正確?理由是____________。
(3)填寫(xiě)小麗的猜想,并針對(duì)她的猜想,請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是否正確。
不論是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還是對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià),均要求在全面掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的前提下綜合運(yùn)用。因此,它們?cè)诨瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)目標(biāo)中屬最高層次,是化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χ袘?yīng)著重培養(yǎng)的重要方面。
三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)“紙筆測(cè)驗(yàn)”的試題類(lèi)型
新課程理念下化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查將重點(diǎn)放在評(píng)價(jià)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力上,“紙筆測(cè)驗(yàn)”試題的設(shè)計(jì)要有助于考查學(xué)生理解和應(yīng)用知識(shí)的能力。通過(guò)具有真實(shí)背景的、綜合性和開(kāi)放性問(wèn)題的“紙筆測(cè)驗(yàn)”題,既了解學(xué)生掌握有關(guān)知識(shí)、技能和方法的程度,又體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力進(jìn)行有效評(píng)價(jià)的關(guān)鍵,是編制基于真實(shí)生產(chǎn)、生活和社會(huì)背景,具有一定綜合性(學(xué)科內(nèi)和學(xué)科間)和開(kāi)放性的試題的基本思想。[3]
(一)考核科學(xué)過(guò)程和科學(xué)方法類(lèi)試題
使學(xué)生掌握科學(xué)過(guò)程和科學(xué)方法,形成科學(xué)探究能力,是化學(xué)新課程的重要目標(biāo)。在“紙筆測(cè)驗(yàn)”中,設(shè)計(jì)綜合探究試題,加強(qiáng)對(duì)科學(xué)探究能力的考查,發(fā)揮科學(xué)探究的功能,可以使學(xué)生在解題過(guò)程中得到全面的發(fā)展。
例:學(xué)?;瘜W(xué)興趣小組知道二氧化錳能作過(guò)氧化氫分解的催化劑后,想再探究其他一些物質(zhì)如氧化鋁是否也可作過(guò)氧化氫的催化劑。請(qǐng)你一起參與他們的探究過(guò)程,并填寫(xiě)下列空白。
(1)問(wèn)題:Al2O3能不能作過(guò)氧化氫分解的催化劑?
(2)猜想:Al2O3能作過(guò)氧化氫分解的催化劑。
(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:
(4)結(jié)論:Al2O3能加快過(guò)氧化氫的分解速率,故Al2O3能作過(guò)氧化氫分解的催化劑。
(5)討論:經(jīng)過(guò)討論,有的同學(xué)認(rèn)為只有上述兩個(gè)證據(jù),不能證明Al2O3能作過(guò)氧化氫分解的催化劑,還要補(bǔ)充一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)三
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄縚______________________。
實(shí)驗(yàn)步驟:①準(zhǔn)確稱(chēng)量少量Al2O3的質(zhì)量;②完成實(shí)驗(yàn)二;③待反應(yīng)結(jié)束后,將實(shí)驗(yàn)二試管里的物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾,洗滌,__ __,稱(chēng)量;④對(duì)比反應(yīng)前后Al2O3的質(zhì)量。
討論:如果Al2O3在反應(yīng)前后質(zhì)量不變,說(shuō)明Al2O3可以作過(guò)氧化氫的催化劑。
(6)但小華同學(xué)認(rèn)為,要證明猜想,上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)還不夠,還需要再增加一個(gè)探究實(shí)驗(yàn),探究_________________________。
探究設(shè)計(jì)題型編制的目的是考查學(xué)生進(jìn)行實(shí)際探究的能力。通常此類(lèi)題型注重過(guò)程而不過(guò)分對(duì)結(jié)果進(jìn)行探討,有的涉及探究課題所運(yùn)用的主要科學(xué)研究方法,探究各個(gè)要素及其操作方法。選擇有探究?jī)r(jià)值的科學(xué)問(wèn)題設(shè)置情境、考查學(xué)生提出猜想的能力、體驗(yàn)真正意義上的科學(xué)探究,是設(shè)計(jì)此類(lèi)題型的關(guān)鍵。
(二)與生產(chǎn)、生活實(shí)際相聯(lián)系類(lèi)試題
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),它源于生活、生產(chǎn),更要服務(wù)于生活、生產(chǎn)和社會(huì)。因此,要重視試題的實(shí)踐性。一是讓學(xué)生解決的問(wèn)題來(lái)自于實(shí)踐之中,具有實(shí)踐意義;二是指讓學(xué)生在實(shí)踐中去解決問(wèn)題,即“解決實(shí)踐中的問(wèn)題和在實(shí)踐中解決問(wèn)題”。
例:A、B、C、D四種化合物,在日常家庭生活中都得到廣泛應(yīng)用。其中A、B通常情況下為液體,C、D為固體。A是生命之源,人們每天都必須飲用它;B是一種調(diào)味品的主要成分,用該調(diào)味品可除去水壺中的水垢;C常用作干果的干燥劑;把D加入經(jīng)發(fā)酵后的面團(tuán)中,可以使蒸出的饅頭松軟可口?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)這種調(diào)味品是_________,C的俗稱(chēng)是_________。
(2)把適量的A滴在一小塊C上,產(chǎn)生大量的A蒸氣,其原因是_________。
(3)寫(xiě)出A與C反應(yīng)的產(chǎn)物的溶液跟D的溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________,該反應(yīng)類(lèi)型是_________。
從生活走向化學(xué)、從化學(xué)走向社會(huì)的新課程理念,在目前的實(shí)驗(yàn)“紙筆測(cè)驗(yàn)”題中得到較好的體現(xiàn)。此類(lèi)試題常以簡(jiǎn)答題、信息題等題型出現(xiàn),以現(xiàn)實(shí)生活中的化學(xué)事件(事實(shí))為背景提出問(wèn)題,這些背景來(lái)源于生活,是學(xué)生比較熟悉的,但在課本中未涉及(或涉及不多),對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題能力、語(yǔ)言表達(dá)能力有較高的要求。
(三)與其他學(xué)科整合類(lèi)試題
跨學(xué)科試題,是命題者以一定的線索把一些相關(guān)的知識(shí)串聯(lián)成具有一定問(wèn)題情境的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)題,它是以學(xué)科交叉與滲透為主的學(xué)科間綜合。主要考查學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。
例:在一只盛有稀硫酸的燒杯中,漂浮著一個(gè)塑料小方塊,往燒杯中加入少量某種固體物質(zhì)后,小方塊浸沒(méi)在水中的體積(V物)變大(假設(shè)在此過(guò)程中溶液的體積變化忽略不計(jì)),則加入的固體可能是( )
A.Fe B.Cu C.Ba(OH)2 D.Ba(NO3)2
這是一道跨學(xué)科綜合題。物理中“浮力”的知識(shí)是解題的關(guān)鍵,同時(shí)也涉及物質(zhì)間的化學(xué)變化知識(shí)。這就要求學(xué)生開(kāi)放思維,打破學(xué)科之間的思維障礙,綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題。
(四)體現(xiàn)開(kāi)放性思維類(lèi)試題
開(kāi)放性試題解題方法和策略的不確定性、解題思維的發(fā)散性,使得不同水平層次的學(xué)生都可以從各自角度提出合理的解題方案。良好的開(kāi)放性試題,應(yīng)以學(xué)生為中心,問(wèn)題的提出應(yīng)能夠激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,有利于全面評(píng)價(jià)和選拔學(xué)生,也有利于提高學(xué)生靈活運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
例:目前社會(huì)上有一些不法分子,以銅鋅合金(金黃色,俗稱(chēng)黃銅)假冒黃金進(jìn)行詐騙活動(dòng)?,F(xiàn)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該黃色金屬塊是真金還是黃銅,要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方法、現(xiàn)象和結(jié)論。
解答此類(lèi)開(kāi)放性試題時(shí)要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,善于圍繞題設(shè)條件進(jìn)行發(fā)散思維。本題所提供的研究課題是驗(yàn)證銅鋅混合物不是金,要求學(xué)生根據(jù)日常生活知識(shí)和課本所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)求證??梢栽O(shè)計(jì)多種方案,如測(cè)密度、試硬度等物理方法,也可以在火焰上灼燒、用稀硫酸或硫酸銅溶液來(lái)檢驗(yàn)等化學(xué)方法,解題時(shí)要按照實(shí)驗(yàn)→現(xiàn)象→結(jié)論的順序完成。
開(kāi)放性試題在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意:①命題的內(nèi)容與研究對(duì)象必須是學(xué)生較熟悉的,所涉及的知識(shí)不能過(guò)深,最好是所學(xué)知識(shí)能解決的;②開(kāi)放要有度,既不能讓學(xué)生漫無(wú)目標(biāo),也不能隨便回答就可以;既要有利于學(xué)生回答,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力,又要有利于教師賦分與評(píng)判。
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