“從不同視角驗證CO2與NaOH反應”原創試題的研制及思考

周文榮

摘要：以“從不同視角驗證CO2與NaOH反應”為內容提供一道原創試題，并以此為例從試題命制的主線、命制的立意、命制的拓展闡述了試題呈現的方式、考查的要求和追求的價值。結合實例，分析了試題的真實性、合理性、細節處等打磨試題的視角。

關鍵詞：原創試題；研制；思考

文章編號：1008-0546（2017）05-0069-04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.022

試題研制是教師專業發展的基本功，只有以命題者的角度觀察中考命題者，仰視的角度才會變小。結合課堂實踐及命題的思考，以“從不同視角驗證CO2與NaOH反應”原創試題為例，分析試題命制的思路和研題的視角。

一、試題呈現

氫氧化鈉是工業上常用的一種化工原料。在“渤化”牌工業用氫氧化鈉（片狀）包裝袋上有如下標簽：

工業用氫氧化鈉中含有碳酸鈉，可能來源于氫氧化鈉與二氧化碳反應生成。

【提出問題】 二氧化碳與氫氧化鈉反應沒有明顯現象，可以從哪些視角證明CO2通入足量的NaOH溶液發生了反應？

【作出猜想】1、從生成物的視角（碳酸鈉）

2、從反應物的視角（二氧化碳和氫氧化鈉）

3、……

【實驗探究】

（一）從生成物的視角

其小組同學各抒己見，提出了如下四種方案：

A. 取反應后的溶液少許于試管中，滴加酚酞試液，若變紅則說明發生反應；

B.取反應后的溶液少許于試管中，滴加CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，則說明發生了反應；

C.取反應后的溶液少許于試管中，滴加Ca（OH）2溶液，若有白色沉淀生成，則說明發生了反應；

D.取反應后的溶液少許于試管中，滴加足量的稀鹽酸，若產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則說明發生了反應。

1、該小組同學通過討論，一致認為 方案是不正確的，原因是 ；

2、若方案C正確，請寫出此方案涉及的化學方程式 。

（二）從反應物的視角

隨著科技的發展，數字化實驗已經逐漸應用于化學實驗中，數字化實驗主要由傳感器、數據采集器、電腦及相關應用軟件構成。壓強傳感器、二氧化碳傳感器、溫度傳感器分別用于檢測密閉體系內的氣壓、二氧化碳濃度、溫度的變化，并以數字、曲線等多種形式形象地顯示出來。

1.某小組利用壓強傳感器和二氧化碳傳感器設計了如圖2、圖3實驗裝置，并進行了實驗。得出壓強與時間的曲線圖，如圖4所示：

（1）設計圖3實驗的目的是 ；

（2）圖4中曲線 （填①或者②）表示二氧化碳與氫氧化鈉溶液發生反應；

（3）請在圖5坐標上畫出二氧化碳濃度與時間的大致變化示意圖 。（起點從A點開始，與水反應的曲線圖標注為③，與氫氧化鈉反應的曲線標注為④）。

2.另一實驗小組利用pH計，設計了如圖6實驗，也達到了實驗目的。

（1）實驗開始時pH 7（填“>”“<”“=”）；

（2）隨著二氧化碳的通入，pH逐漸 （填“變大”“變小”“不變”），證明二氧化碳跟氫氧化鈉發生了反應。

【拓展延伸】

（1）化學反應都的伴隨著能量的變化，某實驗小組嘗試從能量變化的視角設計了如圖7、圖8的實驗裝置，并進行了實驗。

得到了如圖9溫度隨時間的變化曲線圖。曲線⑤為二氧化碳與氫氧化鈉反應，曲線⑥為二氧化碳與水反應。由此證明二氧化碳與氫氧化鈉反應是 反應（填“吸熱”、“放熱”）。

（2）經查閱資料，碳酸鈉溶液與二氧化碳也會發生反應：Na2CO3+CO2+H2O■2NaHCO3，往氫氧化鈉溶液中通一定量的二氧化碳后，溶液中的溶質可能有

1. ； 2. Na2CO3；

3. ； 4. 。

二、命制思路

試題命制時主要從以下三個方面進行了思考：

（1）試題命制的主線——試題呈現的方式

以一個完整的實驗探究的過程為主線，通過提出問題——作出猜想——實驗探究（含結果分析、得出結論）——拓展延伸，將堿的性質、溶液的酸堿性、壓強能量的變化、實驗方案的評價等知識有機地融合在一起。

（2）試題命制的立意——試題考查的要求

試題試圖以考查學生化學學科的關鍵能力和核心素養為中心，以實驗為載體，重點考查對實驗的設計、改進與評價能力（如第1、2、4空）、對圖像模型的認知和證據的推理能力（第5、9空）、思想方法的遷移能力（第6、10、11、12空）。

（3）試題命制的拓展——試題追求的價值

①拓展學生對“沒有明顯現象的反應”的認識視角

本試題給學生認識“沒有明顯現象的反應”提供了三個視角：反應物減少的視角、生成物的產生的視角、化學反應能量變化的視角。對于反應物減少的視角也從壓強和濃度改變二個維度進行了拓展。

②拓展學生對化學實驗三個走向的認識

通過數字化實驗的介紹，對實驗裝置及實驗圖像的認識，讓學生認識到化學實驗逐漸從傳統走向現代，從靜態走向動態，從定性走向定量。

三、研題視角

1. 關注試題的真實性。

（1）素材的真實性

試題中表1來源于真實的工業氫氧化鈉包裝袋，隱含著探究價值，試題將該情境轉化為學生可以解決的探究問題。題中涉及的裝置圖是根據實際實驗裝置圖畫出（如圖10、圖11），涉及的數據圖像來源于多次實驗的真實數據圖像（如圖4、圖9），并非電腦軟件繪制，所以沒有那么光滑，但卻是最真實最有說服力的。

（2）試題呈現的真實性

試題的呈現與學生經歷過的學習過程（實驗探究過程）和學習材料（二氧化碳與氫氧化鈉反應）有類似性，學生經過情境材料刺激后，表現出的差異與要測量的認知目標、知識領域和能力素養要求相關，與其他因素無關。

2. 注重試題的合理性

（1）信息提取量的控制

試題的信息提取主要體現在對實驗裝置的對比、對實驗結果圖像的分析及碳酸鈉與二氧化碳反應的認知，總體上信息提取量適度，提取難度適中，控制在了學生應對障礙、解決問題所必需的信息量范圍內。

（2）難度區分度的測試

難度是指試題的難易程度，是評價試題的重要指標。一般將難度值大于等于0.7的試題定為容易題；大于0.4小于0.7的定為中檔題；小于等于0.4的試題定為難題。區分度是指考試題目對考生心理特征的區分能力。區分度高的試題能將不同水平的考生區分開來，水平高的考生得高分，水平低的考生得低分。試題的區分度在0.4以上表明此題的區分度很好，0.3～0.39表明此題的區分度較好，0.2～0.29表明此題的區分度不太好需要修改，0.19以下表明此題的區分度不好應重新命制。

為了讓試題的難度和區分度更加合理，選擇了生源較好、生源中等、生源中等略偏下的三所學校進行了測試（用時15分鐘），測試結果如表2。

從數據分析整體來看，三校平均得分率介于0.4和0.7之間，試題符合中檔題的難度，與預期命題所期望的相當。區分度均大于0.4，能很好地將不同水平的考生區分開來。

（3）認知水平的分析

為了更好地了解試題對學生認知水平測試的真實反映，對三所學校在“記憶與識別”、“理解與應用”、“分析與評價”三種認知水平進行了統計，結果如圖12。

在“記憶與識別”認知水平層次上，被測學校的學生表現雖然不完全相同，但是差距比較小。無論是哪個群體的學生在基礎知識和基本技能等方面得分情況都較好，體現了試題的基礎性。同時，該數據也證明學生在低層次學習上、低層次思維上是沒有明顯的差異。

在“理解與應用”和“分析與評價”認知水平層次上，被測學校的學生差異比較明顯，說明試題在較高級思維的層次與較高學習能力要求上有較大的區分與選擇，體現了試題的層次性和選拔性。

在“分析與評價”認知水平層次上，被測學校的學生平均得分都處于最低水平，說明學生在更為高階的學習能力或思維能力上還存在著較大的發展空間，體現了試題的甄別功能和提升功能。

3. 打磨試題的細節處

（1）設問的表述方式

試題在設問方式上考慮了設問的多元化，既有正向設問，也有反向設問，多方面考查學生的能力和素養。例如，對于圖4、圖5、圖9的曲線分別從三種方式進行了設問，圖4設問為“圖4中曲線 （填①或者②）表示二氧化碳與氫氧化鈉溶液發生反應”，考查學生對圖像的對比和正向推理，圖5設問為“請在圖5坐標上畫出二氧化碳濃度與時間的大致變化示意圖

”，考查學生對圖4曲線的認知和方法的遷移能力，圖9則告知學生兩條曲線分別代表的含義，推測二氧化碳與氫氧化鈉反應是放熱還是吸熱，考查學生逆向思維的能力。

（2）答題要求的設置

答題的要求設置要明確，不能模棱兩可，要讓學生能正確理解。例如，圖5設問為“請在圖5坐標上畫出二氧化碳濃度與時間的大致變化示意圖。”這樣設問，學生不清楚要畫幾條曲線，不知道從哪兒畫起，所以把設問修改為“請在圖5坐標上畫出二氧化碳濃度與時間的大致變化示意圖 。（起點從A點開始，與水反應的曲線圖標注為③，與氫氧化鈉反應的曲線標注為④）”，這樣要求清晰明了。再如，圖9如果設問為“由此證明二氧化碳與氫氧化鈉反應是 反應”，學生常常會從反應類型的角度去思考，所以修改為“由此證明二氧化碳與氫氧化鈉反應是 反應（填“吸熱”、“放熱”）”。

答題要求的設置對答案不能有暗示性，否則就會增加答對的偶然性，失去題目的區分功能。例如，圖5畫圖中，A點如果放的太上，就會暗示學生曲線是往下的趨勢，如果放得太下，則會暗示學生曲線是往上的趨勢，所以本試題放在了恰到好處的位置。

（3）材料的描述與呈現

材料要用明確、清晰、準確的語言進行描述，例如，本題“從反應物視角”處提供一段關于數字化實驗的材料，如果沒有這段材料，下面實驗的出現就比較突兀，如果詳細介紹又會過于冗長，喧賓奪主。本題用兩句話進行了描述，第一句話介紹了數字化實驗的組成，第二句話介紹了三種傳感器的用途，清晰明了，為下面的實驗做好了鋪墊。同時，材料呈現的方式應多樣化，本題以文字、圖像和表格進行了多種方式的呈現。

（4）參考答案的實證

參考答案要真實、科學，在教材、課標中得到大家認可或已經經過實踐檢驗的答案可以直接提供，對于只停留在理論層面上的答案必須進行實證。例如，本題中的圖5，進行了多次試驗后，曲線變化趨勢如圖13，根據圖13給出了本題的參考答案圖14。

參考文獻

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