命制化学实验探究原创试题的实践与思考

陈廷俊

摘要：分析了近年江苏高考化学实验探究试题的考查要求和命题特点，以铁元素及其化合物实验探究题的命制过程为例，阐述了命制原创试题的命题意图和操作程序。通过对学生成绩的统计分析，结合试题的难度、区分度和学生的答题错误，建议命制原创试题要关注材料的真实性、问题的层次性和思维的深刻性。

关键词：化学实验；原创题；铁元素及其化合物

文章编号：1005–6629（2015）1–0077–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 江苏高考实验探究题的考查要求和命题特点

2014年江苏省普通高中《学业水平测试（选修科目）说明》在“考试内容及要求”部分明确指出：（1）了解并初步实践化学实验研究的一般过程，掌握并应用化学实验的基本方法和技能；（2）具有较强的问题意识，能够在给定情境中通过分析、判断提出有探究价值的化学问题；（3）能设计解决简单化学问题的实验探究方案，能运用观察、实验、阅读资料等多种手段收集证据，能运用比较、分类、归纳、概括等方法形成探究结论；（4）能对探究方案、探究过程、探究结论等进行分析、比较和评价，能用化学用语准确地表达探究结果，并应用探究结果解决相关问题[1]。

分析近四年江苏高考实验探究综合题发现，试题均以真实的化学工业流程为命题材料，加强了对化学实验原理、氧化还原反应规律，物质制备、分离、提纯、检验，仪器选择、实验方案补写与设计等知识点的考查。要求学生能读懂工业流程和图表信息，从化学视角分析解决实际问题，能根据要求正确补写和设计化学实验方案。试题注重对学生化学思维能力的考查，有一定的难度和具有较好的信度、区分度，体现了高中化学课程的“宽基础、厚实践、重能力”的特色。本文以铁元素及其化合物实验探究题的命制为例，阐述该类试题命制意图和程序，并结合测试结果讨论此类原创试题命制需注意的问题。

2 命题意图

试题选用“工业上以FeSO4为原料制备CoxFe3-xO4”为命题材料，综合考查学生在工业生产流程背景下对实验原理的理解，加热固体实验仪器的选用，沉淀洗涤操作和现象、实验关键步骤的理解，实验方案的完善以及对题目所给信息的获取、处理和应用能力。引导中学教师重视实验教学，重视培养学生的化学实验能力，充分发挥化学实验在学习中的作用。涉及的典型考点为：

（1）新情境下氧化还原反应化学方程式的书写。让学生通过类比“FeSO4与NaOH反应生成的Fe（OH）2不稳定，在空气中易被氧化为Fe（OH）3”，书写“向FeSO4溶液中加入NaOH溶液，在40℃下搅拌生成FeOOH晶种的反应的化学方程式”，重点考查学生运用氧化还原反应规律解决问题的能力。

（2）化学实验原理的考查。“生长槽中放入铁皮的目的”和“吹入空气的作用”是步骤（1）中反应的延续，让学生通过分析铁皮消耗生长槽中的H2SO4生成FeSO4，吹入的空气又氧化FeSO4生成FeOOH，使晶种生长，进一步加深对化学反应原理的理解和应用。

（3）实验室加热固体操作的考查。FeOOH在200～ 300℃下加热脱水生成Fe2O3，让学生选择相关实验仪器，重点考查学生的实验基本操作能力。

（4）实验安全知识。主要考查H2（CO）等还原CuO（Fe2O3）时要先通入气体排出装置中的空气，以防止发生爆炸。

（5）沉淀的洗涤操作。通过考查检验粗产品是否洗涤干净的实验操作和现象，训练学生的实验规范表达能力，帮助学生复习SO4 2-的检验方法。

（6）制备CoSO4·7H2O晶体实验步骤补充完善。主要考查学生阅读和提取信息的能力，通过查阅Fe（OH）3、Fe（OH）2、Co（OH）2的溶度积，向学生提供相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH，让学生找到分离Fe（OH）3沉淀的pH范围。实验补充完善的关键点是学生要能够分析“LiCoO2→CoSO4”中钴元素化合价是降低的，应该选择还原剂而不是氧化剂，加深对H2O2性质的理解。

3 原创试题命制程序

江苏化学高考按分数确定等级：前5%为A+、5%～ 20%为A、20%～50%为B、50%～90%为C，属于常模参照测验。测量学家伊贝尔认为常模参照考试试题的区分度在0.4以上表明此题的区分度很好，0.3～0.39表明此题的区分度较好，0.2～0.29表明此题的区分度不太好需修改，0.19以下表明此题的区分度不好应淘汰。标准差越小，表明数据越聚集；标准差越大，表明数据越离散。标准差的大小因测验而定，如果一个测验是学术测验，标准差大，表示学生分数的离散程度大，更能够测量出学生的学业水平。不同难度的题目对于不同水平的人来说区分度是不同的。鉴于全体受测者的能力分布往往是呈正态的，测验中题目难度的分布也基本为正态分布，即难、中、易都有分布，中等难度题目最多。只有这样才能保证整个测验有较高的鉴别力。从统计结果来看：试题平均得分6分，难度0.4，区分度0.46，标准差0.82。试题偏难、具有较好的区分度。其中19-（1）（2）区分度较低，但从命题的预期要求来讲，就是为了区分A等级，这与A等级占20%比例的要求基本一致，具有较高的效度和信度。同时，也反映了新情境下氧化还原反应方程式的书写依然是学生学习的难点，为下阶段复习指明了方向。

5 对命制原创试题的思考

5.1 材料的真实性

选取真实材料和信息是命制高质量原创试题的关键。倪娟认为：“凡在学科知识角度或与社会化工实际生产领域相一致的题目就是真实的，而非真实性问题约定俗成地理解就是错误的知识或错误的情境，也就是不科学、不真实的。[4]”刘江田认为：“原创的真实性化学试题能减少考试的练习效应，有利于公平、客观地考查学生的学业水平和分析解决实际问题的能力，有效地遏制题海战术，引导化学教学全面落实化学课程目标。[5]”可见，命题材料的真实性可以拉近学生在校学习与今后社会实践活动的距离，降低考生获取和解读信息的难度，克服学习内容的抽象性，促进理解和记忆的保持；有利于学习的强化和迁移，有利于问题的设计和参考答案的编制，从而提高试题质量。

5.2 问题的层次性

心理学研究表明，成功体验对动机的激发作用大于失败体验，成功体验不仅可对动机起强化作用，而且容易使学生产生成功感和自我满足感。因此，原创试题在设计问题时要根据学生的认知规律和接受水平、课程标准和考试说明的要求，兼顾各层次学生之间存在的个体差异，所设计问题的难度应有区别，要有一定的梯度，突出层次性。好的试题是考生与化学的一次对话和交流，大部分考生看不懂和不会做的问题不是好问题，好的问题应该让学生感觉可读、可做。实际上，在进行定稿之前的“磨题”，大部分时间是用来降低问题“门坎”，使问题更具层次感，为问题的解决提供认知基础，让大多数考生都能“进门”。只有“进门”，才能有机会“解题”，才能获得成功的体验，不断增强学习化学的自信心。

5.3 思维的深刻性

《普通高中化学课程标准》（实验）指出：高中化学课程评价既要促进全体高中学生在科学素养各个方面的共同发展，又要有利于高中学生的个性发展。高中阶段测试应重视考查学生综合运用所学知识、技能和方法分析和解决问题的能力，而不单是强化解答习题的技能，应注意选择具有真实情景的综合性、开放性的问题，而不宜孤立地对基础知识和基本技能进行测试[6]。显然，高考越来越强调以“能力立意”的命题思想，试题多以化学基本原理和典型的物质性质为知识载体，从认识分析实际问题角度设问，考查的内容是对教材中常见实验基本原理、操作技能的认识和分析。因此，问题设计要充分体现化学实验的实践性和探究性，训练学生化学思维的深刻性。让学生通过对化学实验的分析和讨论，根据问题的基本特征和化学信息进行多角度观察、联想、归纳、推理，抓住事物的本质规律，深入理解问题的特征及知识点之间的联系，学会透过现象看到问题的本质，发展运用化学思想方法解决实际问题的思维能力。

后记：感谢南京市教研室刘江田老师和参与命题的陈懿、孙永辉、蒋金虎、戴建良、徐守兵、江伟老师！

参考文献：

[1]江苏省教育考试院. 2014年江苏省普通高中《学业水平测试（选修科目）说明》（物理化学生物）[M].南京：江苏教育出版社，2013：11，28.

[2]李和平.现代精细化工生产工艺流程图解（第1版）[M].北京：化学工业出版社，2014：2，316～318.

[3]丁慧，潘帅军等.由锂离子电池正极废料制备电池级硫酸钴的研究[J]，河南师范大学学报（自然科学版），2007，35（2）：193～194.

[4]倪娟.论化学高考命题思想——真实性[J].化学教育，2013，（3）：37～41.

[5]刘江田.真实性化学问题命题研究[J].化学教育，2007，（1）：13～16.

[6]中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003：35.