對一道高考化學實驗試題的研究及其啟示

趙雪 盧巍

摘要：2014年高考山東理綜卷第10題是一道考查化學實驗基本操作及裝置的基礎試題，該題實測難度系數與命題者的預估難度出現了較大的偏差。為了闡釋這種差異產生的原因，我們從實證角度出發，通過針對高中化學教師和高三在校學生的問卷調查，對他們的主觀感受進行統計、分析，以期發現本題在試題命制方面存在的問題，并對中學化學教學提供啟迪。

關鍵詞：化學高考；實驗試題；調查問卷；教學診斷；命題反思

文章編號：1005–6629（2016）6–0090–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

2014年高考山東理綜卷第10題利用圖像的形式對化學實驗進行了考查，試題重點考查化學實驗基本操作和常見裝置，涉及到溶液配制、中和滴定、物質制備等基礎化學實驗。從試題內容來看，該題應屬于一道難度不大的基礎試題。然而耐人尋味的是，該題實測難度卻僅有0.40，特別是有近一半的考生錯選了D選項；此外，本題的區分度為0.28，根據艾貝爾（Eebel R. L）所提出的選擇題區分度評價標準，該題屬于需要修改的一類題目。為闡釋該題所表現出的異常的實測數據，我們針對T市部分化學教師及高三在校學生，采用調查問卷的形式，通過實證研究進行分析，以期發現教學或是試題命制方面所存在的問題。本文擬從“學生問卷情況分析”、“教師問卷情況分析”、“教學診斷及命題反思”三方面進行探析。

試題內容：下列實驗操作或裝置（略去部分夾持儀器）正確的是（ ）。

1 調查方案設計

本文采用問卷調查法，將所要調查的問題編制成問卷，現場分發給被調査者并對回收的有效問卷進行了統計整理。本次調查的對象分為兩部分：高中化學教師及處在一輪復習階段的在校高三學生，所使用的工具為兩個版本的調查問卷（教師版及學生版）。我們針對T市甲、乙、丙三所高中學校的43名化學教師、379名高三在校生進行了問卷調查，以獲得教師和學生對該題的直觀感受及觀點看法。需要說明的是，甲、乙兩校為市屬學校，學生均來自市區；丙校為區屬學校，學生均來自農村。調查問卷的抽樣情況詳見表1。

2 學生問卷情況分析

2.1 學生表現及差異性分析

通過將本次調查中學生的表現情況與高考實測數據進行比較（見表2），我們發現學生作答的選項分布趨勢與高考實測的情況是大體一致的，即大多數學生都可以正確判斷選項A，而對于選項C、D則有較多考生無法正確判斷。但本次調查中，學生在B選項上的表現與高考實測數據相比存在比較明顯的差異，誤選該選項的學生人數較高，約高出7個百分點。選項B考查的主要內容是滴定待測NaOH溶液時，標準液選用何種滴定管盛放，重點考查中和滴定的實驗原理。我們認為，在完成高三復習后，學生在化學實驗原理的理解與掌握上可以獲得較大的提升，因而在高考實測中可以較好地應對此類題目。而選項C、D主要考查具體實驗操作或實驗儀器裝置的識別與評價，對比高考實測數據，我們發現經過高三階段的復習后，學生的上述實驗能力并沒有獲得明顯提高。

說明：表中數據為選答該選項人數占總人數的百分比，以下同。

為分析農村學生與城市學生在應對該試題時的表現是否存在差異，我們統計了兩類學生在四個選項上的選答百分比，見表3。我們發現兩類學生的表現差異集中體現在C、D兩個選項上，農村學生較城市學生的表現存在一定差距，這可以在一個側面反映出兩類學校在化學實驗教學方面的投入所存在的差距。

我們還分析了學生在應對本題時是否存在性別差異，統計結果表明（見表4），男女生在應對此題時表現出的差異并不大，男生在選項C、D上的表現較女生略好一些，這大概可以歸結于男女生對于化學實驗甚至化學學科的興趣程度存在一定的差別，當然這種差別并不明顯。

2.2 學生心理感受及知識缺陷分析

為了分析學生在作答本題時存在的主要困難，我們設計了一組問題，分別是“您能確定一定是錯誤的選項有哪些？”，“您無法判斷正確與否的選項有哪些？”，“您對上述實驗操作或實驗裝置的哪些細節不明確？”。我們將學生對前兩個問題的回答情況進行了統計，見圖1和圖2，結果表明學生在應對選項B、C、D時均存在一定的應答困難。

對于選項B，約有28%的學生反映無法判斷其正誤，通過分析這部分學生對“您對上述實驗操作或實驗裝置的哪些細節不明確？”問題的回答，我們發現這部分學生并沒有發現實驗中實驗原理存在的錯誤，而是對“滴定管是否應插入錐形瓶”、“能否用錐形瓶盛放待測液”等具體實驗操作存在一定的疑惑。

對于選項C，無法判斷或判斷錯誤的樣本比例達到了78%，而在無法判斷該選項正誤的樣本中，絕大多數學生都反映自己對該實驗非常不熟悉，另有部分樣本反映無法確定導管是否應插入飽和Na2CO3溶液液面以下。我們分析，目前在高中階段，基礎有機化學屬于選考內容，無論“教”還是“學”對有機化學及有機化學中的典型實驗投入精力均較少，這也是導致大量學生反映對C選項考查內容完全不熟悉的主要原因。

對于選項D，只有不到20%的學生反映能夠確定該選項一定錯誤，在無法確定正誤的樣本中，大部分學生反映其不能確定導氣管的長度，另有部分學生反映其對試管口放置棉花的作用不清楚。

通過上述分析，我們發現學生所存在的主要問題在于其對很多具體的實驗操作不明確，甚至于對某些實驗完全不了解。這種現象或許可以用調查對象對“您曾經動手做過的有： ，雖未做過但看過實驗視頻的有： ，只是聽老師講述的實驗有： ，完全不了解的實驗有： 。”問題的回答來加以解釋。在全部335個有效樣本中，只有約10%的學生反映曾經動手做過配制一定物質的量濃度溶液的實驗，而其他三個實驗所有學生均反映并未真正操作過；此外約有45%的學生反映對乙酸乙酯制備的實驗完全不了解。通過這些分析，我們可以看到，目前中學化學實驗教學的主要方式是教師演示或者播放實驗視頻，這種情況導致了學生在應對涉及到具體實驗操作的題目時，往往存在較大的困難。

3 教師問卷情況分析

3.1 教師對試題難度和學生表現的預測

在教師調查問卷中，我們設計了“您認為學生判斷存在較大困難的選項有哪些？”的問題，在所有43份調查問卷中，90%的樣本將C選項列為困難項，70%的樣本將D選項列為困難項，有35%的樣本將B選項列為困難項，這些數據與學生的表現是符合的。對于“您判斷學生容易出錯或者無法確定的是哪些實驗的實驗細節？”的問題，教師的回答主要包括“乙酸乙酯制備實驗不熟悉”，“滴定管長度不明確”，“氨氣收集裝置中導氣管長度不明確”，“復雜實驗裝置中多儀器的組合會對學生應答造成干擾”等，這些情況與學生樣本中反映的問題基本上也是一致的。由此可見，教師對學生應答此題可能出現的問題的把握是比較準確的。盡管如此，教師對本題難度系數的預測仍出現了較大偏差，受調查教師認為此題的平均難度系數應為0.68左右，遠高于本次調查所獲得的0.33的難度系數，可見學生在應答此題時的表現遠低于教師的預期。

3.2 教師對學生表現的分析

就高考實測難度系數偏低的情況，我們在調查問卷中請受調查教師對學生這種低于預期的表現進行了分析，然后將獲得的原因進行了歸納。這些問題主要包括：有80%的受訪教師指出學生對化學實驗非常不熟悉，而且很少動手操作，學生往往只重視實驗的結果而忽略具體實驗操作的細節；有60%的受訪教師認為高考理綜試題作答時間緊張，學生審題不仔細是導致失分的重要原因；有50%的教師認為沒有選修《有機化學基礎》模塊的學生對有機化學實驗非常陌生，因此很難對選項C加以判斷。根據上述調查結果，我們認為目前的高中化學實驗教學中，存在著強調實驗結果記憶，缺乏動手操作的現象，這是導致學生應對本題存在較大困難的主要原因。

3.3 教師反映試題命制所存在的問題

在調查問卷中我們設計了“試題是否存在超綱”，“試題是否存在歧義”，“試題信息量是否過大”，“干擾項干擾程度是否過大”，“試題考查內容是否過于細化”等問題，請受訪教師分析試題命制方面所存在的問題。統計結果表明，受訪教師普遍認為本題不存在超綱和有歧義等問題，但有50%的教師認為試題存在考查內容過于細化的情況，有40%的教師認為試題信息量過大使學生審題不夠細致導致失分。我們認為這對于很多“背實驗”而未親手操作實驗的考生來講，應對實驗操作的考查是比較困難的，而由于本題集中考查了多個實驗操作的細節問題，因此導致出現了實測難度系數遠低于預估值的情況。

4 教學診斷及命題反思

4.1 試題命制方面的啟示

總結試題命制方面存在的問題，我們認為主要有以下兩點：

4.1.1 本題部分選項所要求的思維過程過于復雜

我們知道，客觀題是通過考生的思維結果對考生能力或者思維品質進行測量，如果思維過程比較復雜，那么考生應答錯誤時，就無法判斷考生究竟是哪個環節出現的問題，進而導致對考生分析問題的能力做出不正確的判斷。本題B選項，重點考查考生對中和滴定實驗原理的掌握，然而很多考生的思維重心放到了實驗操作方面；D選項重點考查常見氣體的收集方法，但由于儀器裝置比較復雜，很多考生的注意力集中在氣體發生裝置或干燥裝置，使得部分粗心的考生出現了錯誤。

4.1.2 選項同質性存在一定的欠缺

對于客觀題而言，所有選項應該是同質的，而本題中選項A考查配制溶液時定容的操作；選項B考查中和滴定滴定管的選擇，實際考查的是中和滴定的實驗原理；選項C、D則考查實驗裝置的識別與評價。盡管所有選項均涉及化學實驗的內容，但干擾項與正確項實際并非同質項。這個問題是我們在今后的選擇題命題實踐中要加以避免的。

4.2 中學化學教學存在的問題

4.2.1 學生缺乏實驗實踐

在目前的實驗教學中，學生基本上得不到動手操作的機會，很多情況是通過觀看視頻甚至是教師的課堂講授來完成實驗學習，這種化學實驗學習的方式其效果是可想而知的。事實上，化學實驗是學生認識化學的重要方法，是學生進行科學探究的重要途徑，是培養學生創新精神和實驗能力的重要過程。學生的實驗能力只有在親自動手操作中才能得到充分鍛煉和提高。而目前化學實驗的形同虛設必將導致高中化學實驗教學的低效率。

4.2.2 有機化學的學習存在弱化的問題

由于《有機化學基礎》屬于選修模塊，也是山東省高考的選考模塊，因此多年來山東省高考試題必考部分所涉及的有機化學內容較少而且也相對比較基礎。因此，在當前的高中化學教學中，對有機化學必修內容的投入是比較欠缺的，這一點從2014年山東高考第10題C選項的測試情況也可見一斑。而有機化學作為化學課程重要的組成內容，在生活生產社會實踐中有著廣泛的應用，因此需要廣大一線化學教師提高對這部分內容的重視程度，而不能僅僅以“應試教育”的思維來對待有機化學的教學。

參考文獻：

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