化学实验“纸笔测验”考查目标及试题类型

吴良根

[摘要]通过“纸笔测验”考核学生的实验能力是中学化学评价中的难点。化学实验“纸笔测验”的考查目标可分为观察与识-记、操作与运用、分析与表达、设计与评价四个层次。可通过设计体现科学过程和科学方法、与生产和生活实际相联系、学科交叉及体现开放性思维的化学实验考查试题对学生的化学实验能力进行全面综合的考查。

[关键词]纸笔测验 化学实验 考查目标 试题类型

[中图分类号]G633.8 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2016）08-0072

一、问题的提出

化学是一门以实验为基础的自然科学，化学规律的发现和理论的建立是以严格的化学实验为基础，并接受实验的检验。为了提高学生的化学实验素养与实验能力，促进学校实验室建设，全面落实课程改革目标，很多地区都在探索将化学实验技能的考查列人初中毕业生学业水平考查范围，并将考查结果列入综合素质评价范畴，作为学生初中毕业和高中阶段学校录取的依据之一。然而化学实验技能考查存在费时费力、测试成本高、信度与效度证据不足、评价标准难以统一等问题，因此对学生在化学实验知识的掌握和理解方面的考查仍以“纸笔测验”为主。如此又带来了另一方面的问题：一些学校较少开展化学实验教学活动，常以“黑板实验”“投影实验”或“视频实验”来替代演示实验和学生实验，学生则依靠背诵实验来应付“纸笔测试”型实验考查。化学实验的考查陷入了一种较为尴尬的境地。如何使“纸笔测验”能真实、有效地考查、评价学生的实验能力，并引导中学化学教学重视学生实验，促进学生积极主动地發展，是摆在化学教学工作者面前的一个重要课题。

二、化学实验“纸笔测验”的考查目标

化学实验考查目标具有层次性，体现由易到难、由简单到复杂的顺序。在化学实验过程中，学生既有内隐的心理活动又有外显的行为表现，内隐的心理活动可以通过外显的行为表现出来。初中化学实验考查目标的制定以外显行为作为分类的基点。“纸笔测试”型中考化学实验考查目标一般可分为观察与识记、操作与运用、分析与表达、设计与评价四个层次，它们之间相互联系、相辅相成，构成了一个完整的目标体系。

（一）观察与识记目标

观察是化学实验的前提，观察能力是实验能力的一个重要组成部分。由于“纸笔测验”不能让学生对实验进行观察，因此不易直接考查学生的观察能力。但化学知识的获得和积累过程密切相关，只有观察能力较强的学生，才能形成准确而牢固的记忆。因此，可以通过对记忆的测试，间接考查学生的实验观察能力，这也是目前“纸笔测验”对实验观察能力考查的一个主要特点。此外，由于观察是获取知识的最基本手段，是思维过程的基础之一，所以各类实验考查题目中观察能力的考查总是与对知识及其他能力的考查相结合的。

[例1]下列实验方法无法达到实验目的是（ ）。

A.用肥皂水鉴别硬水和软水

B.用燃着的木条鉴别氮气与二氧化碳

C.用熟石灰中和废液中的盐酸

D.用紫色石蕊试液鉴别稀硫酸和蒸馏水

（二）操作与运用目标

主要是指掌握化学实验仪器的构造、原理，正确选择、使用化学仪器、药品、技术条件，正确运用实验操作完成实验。主要包括三个方面：①正确选择、使用仪器、药品、技术条件，识别、绘制装置图；②辨识实验操作中的错误并予以改正；③掌握常用仪器装置、药品、实验技术的主要用途，解决一些实际问题。

[例2]下列实验操作正确的是（ ）。

A.滴加液体 B.测溶液pH C.氧气验满 D.熄灭酒精灯

（三）分析与表述目标

主要是指综合运用化学知识与基本操作，通过分析、推理、判断观察到的实验现象和记录的数据，对实验操作过程进行解释和说明。主要包括以下三个方面：①运用实验原理、物质性质对实验现象及结果进行分析、判断，发现规律并得出正确结论；②正确分析、处理实验数据及误差；③正确分析、表述实验操作过程及注意事项。

[例3]有同学利用如右图装置，通过排水量来测定生成氧气的体积，反应结束后，发现量筒内收集到的水的体积总是比理论值偏大（水的体积测量正确），其主要原因可能是____。

（四）设计与评价目标

化学实验设计能力是指学生根据实验课题所提出的实验目的，运用学过的化学知识和实验技能与技巧，选择恰当的实验方案来解决问题的过程。设计与评价目标主要包括以下三个方面：①设计仪器连接方案；②拟定实验操作方案（安排操作顺序、自行设计方案）；③评价实验方案。形式上有仪器装置连接方案设计，操作顺序设计以及新情境下操作方案的设计；内容上包括确定某混合气体组分的实验设计，验证某个化学原理的实验设计，测定某物质纯度的实验设计，还有验证某物质是否存在的实验设计等，有定性设计也有定量设计。对评价的考查则突出考生对实验方案的全面理解和判断，其中大多要求考生对方案的简便性、可行性、安全性及绿色化方面作出评价。

[例4]某化学兴趣小组的同学选定稀硫酸和氢氧化钡溶液做中和反应实验。在烧杯中加入一定量的氢氧化钡溶液后滴入几滴酚酞试液，再向烧杯中加入一定量的稀硫酸。用玻璃棒充分搅拌后过滤，得白色沉淀和无色液体。

[提出问题]无色液体是什么物质？（不考虑指示剂）

[猜想]小明：无色液体是水；小红：无色液体是Ba（OH）₂溶液；小丽：无色液体可能是____溶液。

[实验探究]（1）如果你是小组成员之一，你认为小明猜想的理由是____。

（2）小红的猜想是否正确？理由是____。

（3）填写小丽的猜想，并针对她的猜想，请你设计实验验证是否正确。

不论是实验设计还是对实验方案的评价，均要求在全面掌握基础知识、基本技能的前提下综合运用。因此，它们在化学实验考查目标中属最高层次，是化学实验能力中应着重培养的。

三、化学实验“纸笔测验”的试题类型

新课程理念下化学实验考查将重点放在评价学生解决实际问题的能力上，“纸笔测验”试题的设计要有助于考查学生理解和应用知识的能力。通过具有真实背景的、综合性和开放性问题的“纸笔测验”题，既了解学生掌握有关知识、技能和方法的程度，又体现了对学生解决实际问题能力的有效评价，是编制基于真实生产、生活和社会背景，具有一定综合（学科内和学科间）性和开放性的试题的基本思想。

（一）考核科学过程和科学方法类试题

使学生掌握科学过程和科学方法，形成科学探究能力，是化学新课程的重要目标。在“纸笔测验”中，设计综合探究试题，加强对科学探究能力的考查，发挥科学探究的功能，可以使学生在解题过程中得到全面的发展。

[例5]学校化学兴趣小组知道二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂后，想再探究其他一些物质如氧化铝是否也可作过氧化氢的催化剂。请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白。

（1）问题：Al₂O₃能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？

（2）猜想：Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂。

（3）实验验证：

（4）结论：Al₂O₃能加快过氧化氢的分解速率，故Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂。

（5）讨论：经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂，还要补充一个探究实验。

实验三

实验目的：探究

实验步骤：①准确称量少量Al₂O₃的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤，洗涤，____，称量；④对比反应前后Al₂O₃的质量。

讨论：如果Al₂O₃在反应前后质量不变，说明Al₂O₃可以作过氧化氢的催化剂。

（6）但小华同学认为，要证明猜想，上述三个实验还不够，还需要再增加一个探究实验，探究____。

探究设计题型编制的目的是考查学生进行实际探究的能力。通常此类题型注重过程而不过分对结果进行探讨，有的涉及探究课题所运用的主要科学研究方法、探究的各个要素及其操作方法，如实验器材、实验步骤和实验数据记录表格等。选择有探究价值的科学问题设置情境、考查学生提出猜想的能力、体验真正意义上的科学探究，是设计此类题型的关键。

（二）与生产、生活实际相联系类试题

化学是一门以实验为基础的自然科学，它源于生活、生产，更服务于生活、生产和社会。因此，要重视试题的实践性。一是让学生解决的问题来自于实践之中，具有实践意义；二是让学生在实践中去解决问题，即“解决实践中的问题和在实践中解决问题”。

[例6]A、B、C、D四种化合物，在日常家庭生活中都得到广泛应用。其中A、B通常情况下为液体，C、D为固体。A是生命之源，人们每天都必须饮用它；B是一种调味品的主要成分，用该调味品可除去水壶中的水垢；C常用作干果的干燥剂；把D加入经发酵后的面团中，可使蒸出的馒头松软可口。回答下列问题：

（1）这种调味品是____，C的俗称是____。

（2）把适量的A滴在一小块C上，产生大量的A蒸气，其原因是____。

（3）写出A与C反应的产物的溶液跟D的溶液反应的化学方程式：____，该反应类型是____。

“从生活走向化学，从化学走向社会”的新课程理念，在目前的实验“纸笔测验”题中得到较好的体现。此类试题常以简答题、信息题等题型出现，以现实生活中的化学事件（事实）为背景提出问题，这些背景来源于生活，是学生比较熟悉的，但在课本中未涉及（或涉及不多），对学生的问题分析能力、语言表达能力有较高的要求。

（三）与其他学科整合类试题

跨学科试题，是命题者以一定的线索把一些相关的知识串联成具有一定问题情境的知识网络题，它是以学科交叉与渗透为主的学科间综合题。

[例7]在一只盛有稀硫酸的烧杯中，漂浮着一塑料小方块，往烧杯中加人少量某种固体物质后，小方块浸没在水中的体积（V_物）变大（假设在此过程中溶液的体积变化忽略不计），则加入的固体可能是（ ）。

A.Fe B.Cu C.Ba（OH）₂ D.Ba（NO₃）₂

这是一道跨学科综合题，物理中“浮力”的知识是解题的关键，同时也涉及物质间的化学变化知识。这就要求学生开放思维，打破学科之间的思维障碍，综合运用多学科知识解决问题。

（1）加入Fe，Fe+H₂SO₄=Fe₂O₄+H₂↑，溶液质量增加，因溶液体积不变，故溶液密度变大。由G_物=F_浮=ρ_液gV_物物可知V_物变小。

（2）加入Cu，Cu+H₂SO₄不反应，溶液质量、体积、密度都不变，则V_物不变。

（3）加人Ba（OH）₂，Ba（OH）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2H₂O，溶液质量减小，因溶液体积不变，故溶液密度减小。由G_物=F_浮=ρ_液gV_物可知V_物变大。

（4）加入Ba（NO₃）₂，Ba（NO₃）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HN03，溶液质量增加，因溶液体积不变，故溶液密度增大，由G_物=F_浮=ρ_液gV_物可知V_物减小。答案是C。

这类试题从本学科知识及其系统出发，或从本学科与其他学科相关联的知识出发，在它们的交叉处，要求学生从不同的角度进行观察、分析，考查学生综合应用知识的能力。

（四）体现开放性思维类试题

开放性试题解题方法和策略的不确定性，解题思维的发散性，使得不同水平层次的学生都可以从各自角度提出合理的解题方案。良好的开放性试题，应以学生为中心，问题的提出应能够激发学生的想象力和创造力，有利于全面评价和选拔学生，也有利于提高学生灵活运用化学知识解决问题的能力。

[例8]目前社会上有一些不法分子，以铜锌合金（金黄色；俗称黄铜）假冒黄金进行诈骗活动。现请你设计实验证明某黄色金属块是真金还是黄铜，要求写出实验方法、现象和结论。

开放性试题的特点是答案不唯一。所以要学会从多角度、全方位分析问题，解决问题。在平时学习过程中，要学会综合运用知识，善于灵活应变，探寻一因多果或一果多因，一題多解或多题一解，一装置多用或多装置一用。解答此类开放性试题时要明确实验目的，善于围绕题设条件进行思维发散。本题所提供的研究课题是验证某黄色金属块是真金还是黄铜，要求学生根据日常生活知识和课本所学知识设计实验来求证。可以设计多种方案，如：用测密度、试硬度等物理方法，也可以在火焰上灼烧，用稀硫酸、硫酸铜溶液来检验等化学方法，解题时要按照实验一现象一结论的程序完成。

开放性试题在设计时应注意：①命题的内容与研究对象必须是学生较熟悉的，所涉及的知识不能过深，最好是所学知识能解决的；②开放要有度，既不能让学生漫无目标，也不能随便回答都可以；既要有利于学生回答，培养学生的发散思维和创新能力，又要有利于教师赋分与评判。

（责任编辑 罗艳）