| 中考试卷中科学探究试题编制的思考 |
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作者：赵 宁 吕… 文章来源：化学教学->2007年第2期 点击数： 更新时间：2007-4-20 17:53:10  |
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摘要：结合吉林省2006年中考化学试题中两道科学探究类试题，对如何在笔试中全面有效地考查学生科学探究的能力进行了初步探讨，并提出了这类试题命制的一些想法。
关键词：中考化学试题：科学探究
文章编号：1005-6629(2007)02-0065-03
中图分类号：G634
文献标识码：B
科学探究是提高学生科学素养的重要途径。笔者作为2006年吉林省中考化学试题命题人，就对吉林省2006年中考化学试卷中的两道科学探究试题进行剖析，并谈谈对考查学生探究能力的一些思考，以求教于诸位同仁。
例题一：同学们在做实验时发现将镁条放入CuCl2溶液中，镁条表面有气泡产生。对这一异常现象产生的原因，同学们设计了以下探究方案进行讨论。其中没有意义的是( )
A．甲同学推测该气体可能是H2，并收集气体用点燃法检验
B．乙同学猜测该CuCl2溶液呈酸性。并用pH试纸检测
C．丙同学用锌粒与该CuCl2溶液反应，观察是否有气泡产生
D．丁同学用镁粉与该CuCl2溶液反应。观察产生气泡的快慢
剖析：本试题的情境源自探究金属活动性顺序的实验中某一异常现象。我们认为这样的问题情境具备探究价值。有可探究的空间，更为我们有效地考查学生进行科学探究的能力提供了素材。其理由有三：
第一，学生们做过这个实验，有的人可能已经发现了这一异常现象。设立这样的问题情境，让学生不感到陌生，但又很少可能把问题想得那么深入，因而能够激发学生的问题意识，具备一定探究能力的学生只要动脑筋去想，就会自然地联想到很多有关的问题，比如：产生的是什么气体?为什么会产生气体?导致这一异常现象的因素有哪些?等等。学生进行这样一个思考过程实际就是在考查他提出问题的能力的一个过程。
第二，问题可以提出很多，那么哪些是符合题意的正确猜想呢?这是我们要考查学生的第二个能力——能否根据已有知识和经验提出猜想的能力。对于正在学习科学探究的学生来说，是否树立了“猜想要有依据。不能盲目瞎猜”的意识是十分重要的。在本试题的情境下，若单纯从元素守恒的角度考虑，产生的气体可能很多，如O2、H2、Cl2等，但若根据已有知识分析，金属镁能够与酸反应产生H2，我们就不难缩小了猜想的范围，使猜想更具合理性。依据这样一个猜想方向，选项A、B都是合理的。
第三，根据所要探究的具体问题设计实验方案的能力是学习科学探究的一个重要内容，也是我们考查学生的重要知识点。对于这部分内容的考查，我们认为可以着重从两个方面来考虑：一是考查学生对探究目的的理解，二是考查学生在对比实验中控制变量、测量变量等科学方法的运用能力，这种能力对学生今后的学习有着非常重要的价值。
能够正确设计实验的前提是要有明确的实验目的，不能完成实验目的的探究是无意义的探究。本试题情境下的实验目的是研究产生的气体是什么?产生气体的原因和影响因素有哪些?分析题中四个选项，D选项中设计的实验方案是研究反应的速率问题，显然不符合本试题情境下的实验目的，因此是无意义的探究。
设计合理的实验方案还要明确影响实验结果的因素有哪些、需要控制哪些实验条件。分析本试题情境下能够影响实验结果的因素有金属的种类及其活泼性、盐溶液的种类及其浓度。那么我们控制相应的变量，或者是在CuCl2溶液浓度相同的情况下改变金属的种类，或者是使用同样的镁条改变盐溶液的种类或浓度都是合理的设计方案。因此选项C是有意义的。
例题二：
小杰和小敬学习了碳单质的化学性质后．知道碳与氧气反应能够生成CO或C02。于是两人联想到木炭粉与氧化铜发生的反应可能有：
他们想来验证自己的想法，请你同他们一起进行探究。
[猜想与假设]
木炭粉与氧化铜反应生成的产物有三种可能：
(1)产物是铜和一氧化碳； (2)产物是铜和二氧化碳；(3)产物是_______________
[设计方案]
(1)检验产物中是否有CO2的方法是_________。
(2)如何检验产物中是否存在CO，两人查找了资料：CO的特征反应是CO能使某种氯化钯的黄色混合液变蓝。
[实验与结论]
设计的实验装置(如下图)：
实验报告：
[反思与评价]
①实验结束时，为防止Cu被氧化，必须先停止加热，待Cu冷却后再将试管口的胶塞取下。因此，若没有B安全瓶，可能导致的后果是_______。
②根据实验结论，从环保角度考虑，上述装置C后应添加的装置是_________________。
[拓展与交流]
如果用右图装置代替左图中的A装置，这样既可以排尽试管中的空气，又能将反应的气体产物都“赶”出来，该气体应是________________。
剖析：本试题的情境源自学生已有知识的延伸。试题从不同的角度分层设问，要求学生具备较强的综合分析能力和创新意识，勇于破除思维定势。因此也很具有探究的价值。
本试题可以从以下三个方面较全面地考查学生进行科学探究的能力。
第一考查学生勇于求异、大胆提出猜想的能力。C还原CuO生成红色的单质铜和二氧化碳是学生已经熟悉的实验事实，那么是否还可能有其它产物?产物又可能是什么?这就要求学生具有一定的求异性思维和拓展性思维的能力。
第二考查学生对信息处理的能力。收集、整理、运用新信息解决问题是科学探究能力的重要组成部分，本题对CO的检验方法是通过给信息的方式加以提示的。但实验中将溶液改为试纸，一个小小的台阶考查了学生灵活运用所给信息的能力。
第三考查学生反思、自我评价、自我完善的能力。在科学探究过程中，力求使更多的学生学会反思和自我评价是新课程的基本理念之一，本题的难点均设于此。其中对于使用B安全瓶的评价是考查学生评价实验方案优劣的能力；而装置C后需增加什么装置的设问则是考查学生改进方案设计的能力。这一反一正的评价不仅考查了学生对一些具体事物进行评价的能力，更使学生意识到自我评价的客观性和多元化。而试题的最后一问有了前面的铺垫，在考查学生自我完善的能力时，增加了难度。科学探究类试题是课改后应运而生的新题型，它应该是一种对学生科学素养发展水平的实质性评价。但此类试题的成熟还要有个过程，目前这类试题更多的是以科学探究的各个环节为载体来考核化学知识，对于学生进行科学探究能力的评价还只局限于表面的环节和简单的实验设计。通过两年课改实验区中考命题实践，总结2006年上述两道探究类试题的命制体会，我们对这类试题的命制有如下几点想法：
(1)一道好的科学探究试题选材尤为重要。设置的试题情境必须要有探究的价值和探究的空间，杜绝人为设障。这些情境应该来自学生的学习经历和生活经历，特别是平时教学中学生的求异见解、实验中的异常现象和生活中的突发事件等等，这些问题情境会很自然地将学生带入其中，鼓励学生的问题意识、质疑精神，形成积极反思改进的科学态度。我们认为用已知的知识作为探究的主题(比如探究已知金属的活动性)，随着课改的深入，从落实学生科学素养发展水平的实质性评价角度上看并没有多大的探究价值。
(2)一道好的科学探究试题应该能够全面的有效地评价学生科学探究的能力。要想做到这一点，试题应该多层面、多角度地设问；要遵循由浅入深，层层递进的原则。根据学生在初中毕业年龄段通常的认知水平和兴奋点。诱导性的设问。比如前面的例题二，在反思与评价中有了一反一正的设问，使学生意识到自我评价的客观性和多元化后，增加设问的难度考查装置如何进一步完善的问题，就显得是水到渠成了。
(3)一道好的科学探究试题除了应该在语言表述上简洁明了，设问点要清晰准确外，还应该注意让学生回答问题时无需更多的文字表述，要留给学生更多的思考时间和思考空间。学生的思考过程本身也是能力形成的过程，比如前面例题二中【反思与评价】和【拓展与交流】需要学生回答的问题只几个字，但它考查了学生对实验装置设计的理解能力和对已有知识的迁移能力，学生在回答这些问题时必须要先在头脑中将已有的知识进行大量的收集整理，再找出有用的知识归纳升华，这样一个过程无疑是一个培养能力的过程。我们觉得这样设问比目前常见的让学生在表格当中用大量的文字叙述实验的步骤、现象、结果考查学生的探究能力要更全面有效，也更符合这一年龄段学生的认识水平。
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