化學實驗“紙筆測驗”考查目標及試題類型

吳良根

[摘要]通過“紙筆測驗”考核學生的實驗能力是中學化學評價中的難點?；瘜W實驗“紙筆測驗”的考查目標可分為觀察與識-記、操作與運用、分析與表達、設計與評價四個層次?？赏ㄟ^設計體現科學過程和科學方法、與生產和生活實際相聯系、學科交叉及體現開放性思維的化學實驗考查試題對學生的化學實驗能力進行全面綜合的考查。

[關鍵詞]紙筆測驗 化學實驗 考查目標 試題類型

[中圖分類號]G633.8 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2016）08-0072

一、問題的提出

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學規律的發現和理論的建立是以嚴格的化學實驗為基礎，并接受實驗的檢驗。為了提高學生的化學實驗素養與實驗能力，促進學校實驗室建設，全面落實課程改革目標，很多地區都在探索將化學實驗技能的考查列人初中畢業生學業水平考查范圍，并將考查結果列入綜合素質評價范疇，作為學生初中畢業和高中階段學校錄取的依據之一。然而化學實驗技能考查存在費時費力、測試成本高、信度與效度證據不足、評價標準難以統一等問題，因此對學生在化學實驗知識的掌握和理解方面的考查仍以“紙筆測驗”為主。如此又帶來了另一方面的問題：一些學校較少開展化學實驗教學活動，常以“黑板實驗”“投影實驗”或“視頻實驗”來替代演示實驗和學生實驗，學生則依靠背誦實驗來應付“紙筆測試”型實驗考查?；瘜W實驗的考查陷入了一種較為尷尬的境地。如何使“紙筆測驗”能真實、有效地考查、評價學生的實驗能力，并引導中學化學教學重視學生實驗，促進學生積極主動地發展，是擺在化學教學工作者面前的一個重要課題。

二、化學實驗“紙筆測驗”的考查目標

化學實驗考查目標具有層次性，體現由易到難、由簡單到復雜的順序。在化學實驗過程中，學生既有內隱的心理活動又有外顯的行為表現，內隱的心理活動可以通過外顯的行為表現出來。初中化學實驗考查目標的制定以外顯行為作為分類的基點?！凹埞P測試”型中考化學實驗考查目標一般可分為觀察與識記、操作與運用、分析與表達、設計與評價四個層次，它們之間相互聯系、相輔相成，構成了一個完整的目標體系。

（一）觀察與識記目標

觀察是化學實驗的前提，觀察能力是實驗能力的一個重要組成部分。由于“紙筆測驗”不能讓學生對實驗進行觀察，因此不易直接考查學生的觀察能力。但化學知識的獲得和積累過程密切相關，只有觀察能力較強的學生，才能形成準確而牢固的記憶。因此，可以通過對記憶的測試，間接考查學生的實驗觀察能力，這也是目前“紙筆測驗”對實驗觀察能力考查的一個主要特點。此外，由于觀察是獲取知識的最基本手段，是思維過程的基礎之一，所以各類實驗考查題目中觀察能力的考查總是與對知識及其他能力的考查相結合的。

[例1]下列實驗方法無法達到實驗目的是（ ）。

A.用肥皂水鑒別硬水和軟水

B.用燃著的木條鑒別氮氣與二氧化碳

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）操作與運用目標

主要是指掌握化學實驗儀器的構造、原理，正確選擇、使用化學儀器、藥品、技術條件，正確運用實驗操作完成實驗。主要包括三個方面：①正確選擇、使用儀器、藥品、技術條件，識別、繪制裝置圖；②辨識實驗操作中的錯誤并予以改正；③掌握常用儀器裝置、藥品、實驗技術的主要用途，解決一些實際問題。

[例2]下列實驗操作正確的是（ ）。

A.滴加液體 B.測溶液pH C.氧氣驗滿 D.熄滅酒精燈

（三）分析與表述目標

主要是指綜合運用化學知識與基本操作，通過分析、推理、判斷觀察到的實驗現象和記錄的數據，對實驗操作過程進行解釋和說明。主要包括以下三個方面：①運用實驗原理、物質性質對實驗現象及結果進行分析、判斷，發現規律并得出正確結論；②正確分析、處理實驗數據及誤差；③正確分析、表述實驗操作過程及注意事項。

[例3]有同學利用如右圖裝置，通過排水量來測定生成氧氣的體積，反應結束后，發現量筒內收集到的水的體積總是比理論值偏大（水的體積測量正確），其主要原因可能是____。

（四）設計與評價目標

化學實驗設計能力是指學生根據實驗課題所提出的實驗目的，運用學過的化學知識和實驗技能與技巧，選擇恰當的實驗方案來解決問題的過程。設計與評價目標主要包括以下三個方面：①設計儀器連接方案；②擬定實驗操作方案（安排操作順序、自行設計方案）；③評價實驗方案。形式上有儀器裝置連接方案設計，操作順序設計以及新情境下操作方案的設計；內容上包括確定某混合氣體組分的實驗設計，驗證某個化學原理的實驗設計，測定某物質純度的實驗設計，還有驗證某物質是否存在的實驗設計等，有定性設計也有定量設計。對評價的考查則突出考生對實驗方案的全面理解和判斷，其中大多要求考生對方案的簡便性、可行性、安全性及綠色化方面作出評價。

[例4]某化學興趣小組的同學選定稀硫酸和氫氧化鋇溶液做中和反應實驗。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。用玻璃棒充分攪拌后過濾，得白色沉淀和無色液體。

[提出問題]無色液體是什么物質？（不考慮指示劑）

[猜想]小明：無色液體是水；小紅：無色液體是Ba（OH）₂溶液；小麗：無色液體可能是____溶液。

[實驗探究]（1）如果你是小組成員之一，你認為小明猜想的理由是____。

（2）小紅的猜想是否正確？理由是____。

（3）填寫小麗的猜想，并針對她的猜想，請你設計實驗驗證是否正確。

不論是實驗設計還是對實驗方案的評價，均要求在全面掌握基礎知識、基本技能的前提下綜合運用。因此，它們在化學實驗考查目標中屬最高層次，是化學實驗能力中應著重培養的。

三、化學實驗“紙筆測驗”的試題類型

新課程理念下化學實驗考查將重點放在評價學生解決實際問題的能力上，“紙筆測驗”試題的設計要有助于考查學生理解和應用知識的能力。通過具有真實背景的、綜合性和開放性問題的“紙筆測驗”題，既了解學生掌握有關知識、技能和方法的程度，又體現了對學生解決實際問題能力的有效評價，是編制基于真實生產、生活和社會背景，具有一定綜合（學科內和學科間）性和開放性的試題的基本思想。

（一）考核科學過程和科學方法類試題

使學生掌握科學過程和科學方法，形成科學探究能力，是化學新課程的重要目標。在“紙筆測驗”中，設計綜合探究試題，加強對科學探究能力的考查，發揮科學探究的功能，可以使學生在解題過程中得到全面的發展。

[例5]學?；瘜W興趣小組知道二氧化錳能作過氧化氫分解的催化劑后，想再探究其他一些物質如氧化鋁是否也可作過氧化氫的催化劑。請你一起參與他們的探究過程，并填寫下列空白。

（1）問題：Al₂O₃能不能作過氧化氫分解的催化劑呢？

（2）猜想：Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑。

（3）實驗驗證：

（4）結論：Al₂O₃能加快過氧化氫的分解速率，故Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑。

（5）討論：經過討論，有的同學認為只有上述兩個證據，不能證明Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑，還要補充一個探究實驗。

實驗三

實驗目的：探究

實驗步驟：①準確稱量少量Al₂O₃的質量；②完成實驗二；③待反應結束，將實驗二試管里的物質進行過濾，洗滌，____，稱量；④對比反應前后Al₂O₃的質量。

討論：如果Al₂O₃在反應前后質量不變，說明Al₂O₃可以作過氧化氫的催化劑。

（6）但小華同學認為，要證明猜想，上述三個實驗還不夠，還需要再增加一個探究實驗，探究____。

探究設計題型編制的目的是考查學生進行實際探究的能力。通常此類題型注重過程而不過分對結果進行探討，有的涉及探究課題所運用的主要科學研究方法、探究的各個要素及其操作方法，如實驗器材、實驗步驟和實驗數據記錄表格等。選擇有探究價值的科學問題設置情境、考查學生提出猜想的能力、體驗真正意義上的科學探究，是設計此類題型的關鍵。

（二）與生產、生活實際相聯系類試題

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，它源于生活、生產，更服務于生活、生產和社會。因此，要重視試題的實踐性。一是讓學生解決的問題來自于實踐之中，具有實踐意義；二是讓學生在實踐中去解決問題，即“解決實踐中的問題和在實踐中解決問題”。

[例6]A、B、C、D四種化合物，在日常家庭生活中都得到廣泛應用。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是一種調味品的主要成分，用該調味品可除去水壺中的水垢；C常用作干果的干燥劑；把D加入經發酵后的面團中，可使蒸出的饅頭松軟可口?；卮鹣铝袉栴}：

（1）這種調味品是____，C的俗稱是____。

（2）把適量的A滴在一小塊C上，產生大量的A蒸氣，其原因是____。

（3）寫出A與C反應的產物的溶液跟D的溶液反應的化學方程式：____，該反應類型是____。

“從生活走向化學，從化學走向社會”的新課程理念，在目前的實驗“紙筆測驗”題中得到較好的體現。此類試題常以簡答題、信息題等題型出現，以現實生活中的化學事件（事實）為背景提出問題，這些背景來源于生活，是學生比較熟悉的，但在課本中未涉及（或涉及不多），對學生的問題分析能力、語言表達能力有較高的要求。

（三）與其他學科整合類試題

跨學科試題，是命題者以一定的線索把一些相關的知識串聯成具有一定問題情境的知識網絡題，它是以學科交叉與滲透為主的學科間綜合題。

[例7]在一只盛有稀硫酸的燒杯中，漂浮著一塑料小方塊，往燒杯中加人少量某種固體物質后，小方塊浸沒在水中的體積（V_物）變大（假設在此過程中溶液的體積變化忽略不計），則加入的固體可能是（ ）。

A.Fe B.Cu C.Ba（OH）₂ D.Ba（NO₃）₂

這是一道跨學科綜合題，物理中“浮力”的知識是解題的關鍵，同時也涉及物質間的化學變化知識。這就要求學生開放思維，打破學科之間的思維障礙，綜合運用多學科知識解決問題。

（1）加入Fe，Fe+H₂SO₄=Fe₂O₄+H₂↑，溶液質量增加，因溶液體積不變，故溶液密度變大。由G_物=F_浮=ρ_液gV_物物可知V_物變小。

（2）加入Cu，Cu+H₂SO₄不反應，溶液質量、體積、密度都不變，則V_物不變。

（3）加人Ba（OH）₂，Ba（OH）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2H₂O，溶液質量減小，因溶液體積不變，故溶液密度減小。由G_物=F_浮=ρ_液gV_物可知V_物變大。

（4）加入Ba（NO₃）₂，Ba（NO₃）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HN03，溶液質量增加，因溶液體積不變，故溶液密度增大，由G_物=F_浮=ρ_液gV_物可知V_物減小。答案是C。

這類試題從本學科知識及其系統出發，或從本學科與其他學科相關聯的知識出發，在它們的交叉處，要求學生從不同的角度進行觀察、分析，考查學生綜合應用知識的能力。

（四）體現開放性思維類試題

開放性試題解題方法和策略的不確定性，解題思維的發散性，使得不同水平層次的學生都可以從各自角度提出合理的解題方案。良好的開放性試題，應以學生為中心，問題的提出應能夠激發學生的想象力和創造力，有利于全面評價和選拔學生，也有利于提高學生靈活運用化學知識解決問題的能力。

[例8]目前社會上有一些不法分子，以銅鋅合金（金黃色；俗稱黃銅）假冒黃金進行詐騙活動?，F請你設計實驗證明某黃色金屬塊是真金還是黃銅，要求寫出實驗方法、現象和結論。

開放性試題的特點是答案不唯一。所以要學會從多角度、全方位分析問題，解決問題。在平時學習過程中，要學會綜合運用知識，善于靈活應變，探尋一因多果或一果多因，一題多解或多題一解，一裝置多用或多裝置一用。解答此類開放性試題時要明確實驗目的，善于圍繞題設條件進行思維發散。本題所提供的研究課題是驗證某黃色金屬塊是真金還是黃銅，要求學生根據日常生活知識和課本所學知識設計實驗來求證?？梢栽O計多種方案，如：用測密度、試硬度等物理方法，也可以在火焰上灼燒，用稀硫酸、硫酸銅溶液來檢驗等化學方法，解題時要按照實驗一現象一結論的程序完成。

開放性試題在設計時應注意：①命題的內容與研究對象必須是學生較熟悉的，所涉及的知識不能過深，最好是所學知識能解決的；②開放要有度，既不能讓學生漫無目標，也不能隨便回答都可以；既要有利于學生回答，培養學生的發散思維和創新能力，又要有利于教師賦分與評判。

（責任編輯 羅艷）