中考試卷中科學探究試題編制的思考

摘要：結合吉林省2006年中考化學試題中兩道科學探究類試題，對如何在筆試中全面有效地考查學生科學探究的能力進行了初步探討，并提出了這類試題命制的一些想法。

關鍵詞：中考化學試題：科學探究

文章編號：1005-6629(2007)02-0065-03

中圖分類號：G634

文獻標識碼：B

科學探究是提高學生科學素養的重要途徑。筆者作為2006年吉林省中考化學試題命題人，就對吉林省2006年中考化學試卷中的兩道科學探究試題進行剖析，并談談對考查學生探究能力的一些思考，以求教于諸位同仁。

例題一：同學們在做實驗時發現將鎂條放入CuCl₂溶液中，鎂條表面有氣泡產生。對這一異常現象產生的原因，同學們設計了以下探究方案進行討論。其中沒有意義的是( )

A．甲同學推測該氣體可能是H₂，并收集氣體用點燃法檢驗

B．乙同學猜測該CuCl₂溶液呈酸性。并用pH試紙檢測

C．丙同學用鋅粒與該CuCl₂溶液反應，觀察是否有氣泡產生

D．丁同學用鎂粉與該CuCl₂溶液反應。觀察產生氣泡的快慢

剖析：本試題的情境源自探究金屬活動性順序的實驗中某一異常現象。我們認為這樣的問題情境具備探究價值。有可探究的空間，更為我們有效地考查學生進行科學探究的能力提供了素材。其理由有三：

第一，學生們做過這個實驗，有的人可能已經發現了這一異常現象。設立這樣的問題情境，讓學生不感到陌生，但又很少可能把問題想得那么深入，因而能夠激發學生的問題意識，具備一定探究能力的學生只要動腦筋去想，就會自然地聯想到很多有關的問題，比如：產生的是什么氣體?為什么會產生氣體?導致這一異常現象的因素有哪些?等等。學生進行這樣一個思考過程實際就是在考查他提出問題的能力的一個過程。

第二，問題可以提出很多，那么哪些是符合題意的正確猜想呢?這是我們要考查學生的第二個能力——能否根據已有知識和經驗提出猜想的能力。對于正在學習科學探究的學生來說，是否樹立了“猜想要有依據。不能盲目瞎猜”的意識是十分重要的。在本試題的情境下，若單純從元素守恒的角度考慮，產生的氣體可能很多，如O₂、H₂、Cl₂等，但若根據已有知識分析，金屬鎂能夠與酸反應產生H₂，我們就不難縮小了猜想的范圍，使猜想更具合理性。依據這樣一個猜想方向，選項A、B都是合理的。

第三，根據所要探究的具體問題設計實驗方案的能力是學習科學探究的一個重要內容，也是我們考查學生的重要知識點。對于這部分內容的考查，我們認為可以著重從兩個方面來考慮：一是考查學生對探究目的的理解，二是考查學生在對比實驗中控制變量、測量變量等科學方法的運用能力，這種能力對學生今后的學習有著非常重要的價值。

能夠正確設計實驗的前提是要有明確的實驗目的，不能完成實驗目的的探究是無意義的探究。本試題情境下的實驗目的是研究產生的氣體是什么?產生氣體的原因和影響因素有哪些?分析題中四個選項，D選項中設計的實驗方案是研究反應的速率問題，顯然不符合本試題情境下的實驗目的，因此是無意義的探究。

設計合理的實驗方案還要明確影響實驗結果的因素有哪些、需要控制哪些實驗條件。分析本試題情境下能夠影響實驗結果的因素有金屬的種類及其活潑性、鹽溶液的種類及其濃度。那么我們控制相應的變量，或者是在CuCl₂溶液濃度相同的情況下改變金屬的種類，或者是使用同樣的鎂條改變鹽溶液的種類或濃度都是合理的設計方案。因此選項C是有意義的。

例題二：

小杰和小敬學習了碳單質的化學性質后．知道碳與氧氣反應能夠生成CO或C02。于是兩人聯想到木炭粉與氧化銅發生的反應可能有：

他們想來驗證自己的想法，請你同他們一起進行探究。

[猜想與假設]

木炭粉與氧化銅反應生成的產物有三種可能：

(1)產物是銅和一氧化碳； (2)產物是銅和二氧化碳；(3)產物是_______________

[設計方案]

(1)檢驗產物中是否有CO₂的方法是_________。

(2)如何檢驗產物中是否存在CO，兩人查找了資料：CO的特征反應是CO能使某種氯化鈀的黃色混合液變藍。

[實驗與結論]

設計的實驗裝置(如下圖)：

實驗報告：

[反思與評價]

①實驗結束時，為防止Cu被氧化，必須先停止加熱，待Cu冷卻后再將試管口的膠塞取下。因此，若沒有B安全瓶，可能導致的后果是_______。

②根據實驗結論，從環保角度考慮，上述裝置C后應添加的裝置是_________________。

[拓展與交流]

如果用右圖裝置代替左圖中的A裝置，這樣既可以排盡試管中的空氣，又能將反應的氣體產物都“趕”出來，該氣體應是________________。

剖析：本試題的情境源自學生已有知識的延伸。試題從不同的角度分層設問，要求學生具備較強的綜合分析能力和創新意識，勇于破除思維定勢。因此也很具有探究的價值。

本試題可以從以下三個方面較全面地考查學生進行科學探究的能力。

第一考查學生勇于求異、大膽提出猜想的能力。C還原CuO生成紅色的單質銅和二氧化碳是學生已經熟悉的實驗事實，那么是否還可能有其它產物?產物又可能是什么?這就要求學生具有一定的求異性思維和拓展性思維的能力。

第二考查學生對信息處理的能力。收集、整理、運用新信息解決問題是科學探究能力的重要組成部分，本題對CO的檢驗方法是通過給信息的方式加以提示的。但實驗中將溶液改為試紙，一個小小的臺階考查了學生靈活運用所給信息的能力。

第三考查學生反思、自我評價、自我完善的能力。在科學探究過程中，力求使更多的學生學會反思和自我評價是新課程的基本理念之一，本題的難點均設于此。其中對于使用B安全瓶的評價是考查學生評價實驗方案優劣的能力；而裝置C后需增加什么裝置的設問則是考查學生改進方案設計的能力。這一反一正的評價不僅考查了學生對一些具體事物進行評價的能力，更使學生意識到自我評價的客觀性和多元化。而試題的最后一問有了前面的鋪墊，在考查學生自我完善的能力時，增加了難度。科學探究類試題是課改后應運而生的新題型，它應該是一種對學生科學素養發展水平的實質性評價。但此類試題的成熟還要有個過程，目前這類試題更多的是以科學探究的各個環節為載體來考核化學知識，對于學生進行科學探究能力的評價還只局限于表面的環節和簡單的實驗設計。通過兩年課改實驗區中考命題實踐，總結2006年上述兩道探究類試題的命制體會，我們對這類試題的命制有如下幾點想法：

(1)一道好的科學探究試題選材尤為重要。設置的試題情境必須要有探究的價值和探究的空間，杜絕人為設障。這些情境應該來自學生的學習經歷和生活經歷，特別是平時教學中學生的求異見解、實驗中的異常現象和生活中的突發事件等等，這些問題情境會很自然地將學生帶入其中，鼓勵學生的問題意識、質疑精神，形成積極反思改進的科學態度。我們認為用已知的知識作為探究的主題(比如探究已知金屬的活動性)，隨著課改的深入，從落實學生科學素養發展水平的實質性評價角度上看并沒有多大的探究價值。

(2)一道好的科學探究試題應該能夠全面的有效地評價學生科學探究的能力。要想做到這一點，試題應該多層面、多角度地設問；要遵循由淺入深，層層遞進的原則。根據學生在初中畢業年齡段通常的認知水平和興奮點。誘導性的設問。比如前面的例題二，在反思與評價中有了一反一正的設問，使學生意識到自我評價的客觀性和多元化后，增加設問的難度考查裝置如何進一步完善的問題，就顯得是水到渠成了。

(3)一道好的科學探究試題除了應該在語言表述上簡潔明了，設問點要清晰準確外，還應該注意讓學生回答問題時無需更多的文字表述，要留給學生更多的思考時間和思考空間。學生的思考過程本身也是能力形成的過程，比如前面例題二中【反思與評價】和【拓展與交流】需要學生回答的問題只幾個字，但它考查了學生對實驗裝置設計的理解能力和對已有知識的遷移能力，學生在回答這些問題時必須要先在頭腦中將已有的知識進行大量的收集整理，再找出有用的知識歸納升華，這樣一個過程無疑是一個培養能力的過程。我們覺得這樣設問比目前常見的讓學生在表格當中用大量的文字敘述實驗的步驟、現象、結果考查學生的探究能力要更全面有效，也更符合這一年齡段學生的認識水平。

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