例談“素養為本”實驗題的命制策略

顧弘 吳永才

摘要： 基于核心素養評價要求，依托命題框架，結合例題，介紹了從真情境、高立意、巧構題、準作答、實磨題五個策略入手完成化學實驗題的命制。

關鍵詞： 素養為本; 化學實驗題命制; 命題框架; 命制策略

文章編號： 1005-6629（2019）2-0079-06??????????? 中圖分類號： G633.8??????????? 文獻標識碼： B

試題是診斷學習者的學習效果，以量化指標反映學習者學習狀況的工具。從系統論的角度來講，試題命制是通過教學系統中的信息傳遞和反饋形成教與學的過程控制，所以試題命制具有教學調節和教學反饋的功能。

1? 化學學科核心素養的認識

化學學科核心素養包括“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想、“證據推理與模型認知”、“科學探究與創新意識”、“科學態度與社會責任”5個方面。其中“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”和“證據推理與模型認知”要求學生形成化學學科的思想和方法;“科學探究與創新意識”從實踐層面激勵學生勇于創新;“科學態度與社會責任”進一步揭示化學學習更高層次的價值追求，因此5個方面存在如圖1所示的關系[1]。

2? 命題框架

在命題過程中需要堅持以化學學科核心素養為導向，準確把握“素養”“情境”“問題”和“知識”之間的關系，構建如圖2所示的命題框架。

2.1? 要素

上述圖2的框架表明，命題就是要從核心素養評價標準出發，并以課程標準和考試說明為依據，從而確定相應試題的測試目標，處理好“情境”“知識”“問題”這三個要素之間的關系，要求注意到“情境”和“知識”是服務于“問題”的提出與解決以及“問題”“情境”“知識”相互間存在的密切聯系。而試題的情境就應緊密聯系學生學習和生活實際，體現時代性、針對性、啟發性、過程性和科學性，且與測試要求保持一致，同時還能有一定的陌生度、豐富性、生動性。

在命題過程中如何合理地完成“知識”“問題”和“情境”三個命題要素協調統一，其關鍵就是做好下述六個選擇。

2.2? 立意

（1） 思想選擇： 即選擇考查的學科核心思想，如表1[2]所示。

（2） 知識選擇： 國家課程標準中規定的五個主題中所涉及的相關知識。

（3） 標準選擇： 標準也就是以學生能力發展水平和核心素養要求為根本依據設計命題考查的難度。核心素養要求同時也是化學學科的核心知識，應作為重點深入考查。同時還必須兼顧評價目標來確定標準，如果僅僅是階段性評價或過程性評價則應控制命制的標準，適當降低難度;如果是總結性評價則可以對化學學科的核心思想方法適當地提高標準。

以上三點選擇在題目命制過程中并不直接呈現在卷面上，是命題者設計的測量目標，所以是隱性表達，因此可以稱之為命題的立意。

2.3? 構題

（1） 題型選擇： 題型選擇就是根據評價的要求選擇合適的題型。評價要求低一些，可以是單項選擇題、基礎連線題、簡單填空題;評價要求高一些，可以采用推斷題、不定項選擇、作圖題、計算題、情境分析題、實驗探究題、流程分析題等題型。

（2） 呈現選擇： 呈現形式是指題目的敘述方式，化學試題的敘述方式是豐富多彩的，可以文字表述、實物圖片表述、表格式表示、裝置圖表述、圖像式表述、流程式表述等，當然還可以多種形式的混合表述。均可以依據要求采用合適的表述方式。

（3） 容量選擇： 試題的命制依據情境的復雜性和評價要求兩個因素。一般簡單題字數相對較少，傳遞的信息相對單一;評價要求高則表述的字數多，圖、曲線相對復雜，傳遞的信息相對豐富且比較隱蔽，學生獲取信息的能力要求高。但也有一些計算題表述雖簡單，但思維容量極高。所以這個容量應該既含有題目的信息容量，同時還要考慮學生獲取信息的時間容量。

而這三個選擇由于直接在卷面上呈現，是命題的直接表現，所以是顯性表達，因此可以稱之為命題的構題。

綜合來看，命題的立意決定了命題的構題，命題的構題要服從命題的立意，當兩者達到協調統一則可形成較為合理的命題，這就是一個成題的過程。

2.4? 完善定題

成題后一定要作答，尤其是較為復雜的問題一定要請數位命題者作答，在作答過程中才可能發現問題。命題人思維的局限性很難避免，而且命題人對命題難度的預估很容易發生偏差，只有在作答過程中才可能被發現并進而作出調整。同時，成題后一定要作答，也是為了給出合理的評分標準和參考答案，尤其是文字表述類問題，因為初中學生邏輯思維、學科思維、科學表述能力發展存在較大的差異，評分標準設置的精確性、合理性對測量的難度、信度會起到舉足輕重的作用。所以，從成題到最終定題是需要反復斟酌，不斷打磨的過程，以避免科學性、公平性、合理性問題的出現。

3? 基于核心素養下實驗題命制的策略例析

在試卷中實驗題也往往以控分點要求出現，是化學試卷中得分率相對偏低，區分度相對較大的題型。如何依托核心素養的要求，根據命題框架，結合教師經驗，科學地命制化學實驗題是值得深入研究的課題。

3.1? “情境真”是實驗題命制的前提

命題情境素材的選擇是命題的核心技術所在。國際大型測評項目（National Assessment of Educational Progress， NAEP）研究發現，與解答不包含情境的題目相比，學生解答有特定情境的題目時，不專注率和漏答率都明顯降低。因此，題干中的真實情境能夠提升學生參與作答的水平[3]。

例題： （2017年常州市前黃初級實驗中學第二次模擬考試）黃老師設計如下圖3所示趣味實驗裝置，其中甲、乙、丙三個廣口瓶中依次裝有濃硫酸、濃氨水、濃鹽酸。裝入藥品，連接好儀器，黃老師按表2步驟依次進行實驗。

（1） 完成步驟1、步驟2實驗時，乙裝置中均出現相同的現象是??? ▲??? ;

（2） 已知步驟2實驗時，丙中發生化合反應，則化學方程式為??? ▲??? ;

（3） 黃老師設計該實驗方案的目的是??? ▲??? ;

（4） 完成步驟3實驗時，實驗現象是??? ▲??? ，出現該現象的微觀原因是??? ▲??? 。

本題實驗情境取自2017年4月常州市高中化學教師創新實驗大賽中一個真實的實驗案例，并且該實驗所用的試劑均為學生學習中常見的藥品，能保證較高的公平性，同時對裝置及實驗方案的創新設計，也就能保證問題具有一定的陌生度，實現證據推理水平的考核。

同時，從這個情境出發，筆者依據課程標準設計綜合考查“證據推理”、“宏觀辨識和微觀探析”等素養水平。問題（3）就是要求學生在學科思想上深刻感悟“條件控制與選擇”——控制變量設計對比實驗，在對比推理中獲得了濃鹽酸、濃硫酸物理性質的差異這一知識點。而問題（4）的設計是典型的“宏微結合”，密閉容器內氣壓變化成因知識點考查能充分達成宏觀現象與微觀成因的一致性理解。所以真實的實驗情境是命題立意實現的前提。

命題者不可能每一個實驗素材都親身操作和感悟一下，那么如何獲得真實、科學、有效的情境素材呢？除了親自體驗實驗外，命題者還可以充分挖掘教材內容、留意課堂教學、關注社會熱點、學習專業期刊甚至搜索社交媒體等，均能從中獲得很好的啟示[4]。

3.2? “立意高”是實驗題命制的靈魂

試題的高遠立意對化學教師的專業素養提出了更高的要求，要求教師進一步增進對化學學科本質的理解，即對化學學科知識及其思維方式和方法的一種結構化的認識，這就不僅僅只是對化學知識的理解，還包括對具有化學學科特質的思維方式和方法的理解。

同時試題的立意還應注意引導并促進學生學習方式的轉變。能引導學生重視通過典型的化學實驗事實認識物質及其變化的本質和規律;能引導學生綜合運用所學的化學知識和技能，進行實驗設計、實驗操作、實驗分析并解決與化學有關的實際問題;還能引導學生通過化學實驗探究活動認識化學，學習化學，研究化學，感悟化學，更深刻地認識化學的應用價值。

例題： （2017年常州市區初中新課結束考試）小蘇打（碳酸氫鈉）在日常生活中有廣泛的用途，工業上制取小蘇打有多種方法，其中有一種是氣相固碳法，其利用的原理是： Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3。

學校實驗小組在室溫為15℃時，同學們將10g氫氧化鈉固體完全溶解溶于80g水中，而后勻速地通入二氧化碳氣體。同時用傳感器測定溶液的pH變化，同時用數據采集器記錄（如圖4所示）并繪制圖像（如圖5所示）。

（1） 圖4所示實驗中，用“分液漏斗”而不用“長頸漏斗”其原因是??? ▲??? ;

（2） 通過圖像分析，小蘇打溶液是顯??? ▲??? （填“酸性”、“中性”或“堿性”），圖像中M點處發生的主要反應的化學方程式為??? ▲??? ;

（3） 為了確定M處溶液的成分，同學們進行如下實驗：

實驗步驟加入試劑實驗現象初步實驗結論

①滴入??? ▲??? 試劑溶液變紅

②加入??? ▲??? 試劑??????? ▲??????? 有??? ▲??? 物質

（4） 實驗過程中，同學們發現18min后溶液的pH基本不再變化，則此時燒杯中就可觀察到的現象有??? ▲? ??。

本題的情境源自校內的課題研究活動，探索數字化實驗技術與課堂教學的深度融合，恰好可用于“數字化實驗技術與命題”相結合，同時根據核心素養設計重點測量“變化觀念”和“科學探究”素養水平，在這個命題中充分體現了化學學科的“量變到質變”、“定性到定量”“有序轉化”的思想，對學生辯證唯物主義思想的發展有很好的引導作用。

其中對題干中圖像變化的理解就體現了對“量變到質變”思想的考查。圖像中起始點到第一段平臺，要求學生明確“少量二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水”這個反應;而圖像中在第一段平臺到第二段平臺這個過程，就要求學生根據信息理解“繼續向溶液中通入二氧化碳，將發生二氧化碳、水和碳酸鈉反應”。在這個分析過程中，學生能感悟到“隨反應物量的變化，發生不同物質間的反應”，進而能理解“量變到質變”思想。

而本題的問題（4），表面上看是一個簡單的文字敘述型的實驗問題，但其實是要求學生至少完成兩點分析： （1）定性分析，明確18min后燒杯內的反應是“Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3”;（2）定量分析，且定量分析中存在兩個計算分析。第一，依據氫氧化鈉質量算出碳酸鈉和碳酸氫鈉的質量;第二，根據表3中15℃時，碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度，計算分析溶液中溶質質量情況。完成上述分析后才能明白“溶液中碳酸氫鈉因達到飽和而結晶析出，出現白色渾濁”。所以這個問題涉及化學方程式計算和溶解度計算，因而也就實現了“定性到定量”的考查。

同時本題還考查了學生的基礎實驗能力，如問題（1），比較思考“長頸漏斗”和“分液漏斗”使用差異;又如問題（3），考查學生實驗設計的能力以及物質鑒別的相關知識。因此，高遠的立意很好地促進了學生化學素養的提升，也引導了教師不斷深入研究和學習。

3.3? “構題巧”是實驗題命制的關鍵

命題過程中將“情境”和“知識”完整、精準、和諧地呈現為“問題”，這主要就是完成“構題”這一環節。構題就是在保證科學性的前提下，采用合理、巧妙的方式將情境和問題呈現。囿于紙媒的局限，目前題目的構題形式主要有文字、圖像、表格、實驗裝置圖、工業模型圖、工藝流程圖等形式，同時試題中的設問還要突出對核心概念和觀念的考查，與核心素養要求保持一致，因此如何根據立意要求與命制要求將信息合理而巧妙地表達出來是命題的關鍵，而且很有技術性。

例題： （2018年常州市市區初中模擬考試）實驗室利用下列裝置（如圖6所示）進行實驗。

（1） 實驗室若用Ⅰ裝置制取氧氣，則化學方程式是??? ▲??? ;

（2） 因實驗室中長頸漏斗、分液漏斗均已破損，所以設計Ⅱ裝置做二氧化碳反應裝置，為保證“液封”同時還要節約藥品，可以從實驗室選用一個玻璃儀器，放入裝置中，該玻璃儀器的名稱是??? ▲??? ;

（3） ①實驗室為實現即開即用地制取氫氣搭建Ⅲ裝置，實驗時操作順序是： BEC??? ▲??? （填字母）;

A. 打開止水夾;B. 向U型管中放入有孔塑料片;C. 將U型管兩個管口分別塞上橡皮塞;

D. 向漏斗中加入稀鹽酸;E. 在塑料片上放上鋅粒;F. 連接排水法收集裝置

② 上述D操作時，添加稀鹽酸液面應當添加到如圖??? ▲??? 處（填字母，“a”、“b”或“c”）。

本題中問題（3）就充分表達出命制的技巧性。本題立意是測量學生的“模型認知”素養水平，取自于學生練習中熟悉的情境，考查學生“氣壓與氣體制取裝置關系”、“制取氣體操作要點”以及“液封”的本質理解，于是將常規反應容器“試管”或“廣口瓶”改為“U型管”，這就要求學生抓住“模型”變化的本質來思考。問題①如果是直接設問，應答形式就變為文字表述的說理題，這就大大提升試題難度，初中學生的科學表述能力相對較弱，實現完整準確的表達很困難，同時也增加了教師閱卷的難度和測量的不確定性。變成排序題后，降低了學生表述的要求，但并沒有降低學生思維品質的考查，所以非常巧妙地實現了立意，也降低了難度。而問題②，考查了對“液封”和“裝置即開即用”的理解，如果用文字表述題干，這是非常困難的，但是在裝置圖進行簡單處理后，變成一個選擇題，雖然降低要求但是構題卻呈現出來一種簡約的美。

3.4? “作答準”是實驗題命制的需要

成題后必須設置參考答案和評分標準，尤其是文字表述的說理題，在這個過程中就是要考慮兩點： 一是賦分點;二是賦分大小。考慮上述兩點同時還要保證評分的時間和易操作性。對于賦分點，編制人員主要考慮： 不同解題答案中所反映的知識點及認知水平要求，并結合編制人員的經驗，給出具體分值，這個分值具有一定的主觀性，并且應盡可能羅列學生在該道試題上所有的應答情況，在整體不違反上述賦分原則的基礎上，進一步細化、完善評分，形成較為統一的評分標準[5]。

例題： （2017年常州市實驗初中模擬試卷）國際化學年全國趣味化學實驗設計大賽中“紫海里升起的太陽”獲得一等獎，實驗設計如圖7所示。將部分去殼的熟雞蛋放入量筒，再沿量筒壁緩緩倒入濃硝酸，最后滴入一些石蕊試液。試回答：

本題中問題（4）在初次設計時沒有問題①②，直接給一條橫線，設置為一個問題，并整體賦予2分。但在作答設置評分標準時發現這個問題指向性不明確，學生很可能應答時只會給出一個答案，并且學生并不一定會在完成化學試卷時正確地使用物理知識從“溶液的密度變化”和“雞蛋體積變化”兩個角度作答。于是經討論后作出修改，變成兩個問題，每個答案賦予1分。這樣處理能較好地保證該題的區分度，同時又避免較低的得分率的出現。

3.5? “磨題實”是實驗題命制的保證

磨題是確保試題質量，不出現科學性錯誤的最后一關。由于在前面編題的過程中已經對試題的設問、指向以及解決方法等進行了深入細致的研究，這時編題者往往在頭腦中容易形成一種“思維定勢”，不易發現試題中可能存在的問題。因此，在審查和復核過程中對試題要仔細推敲，嚴防疏漏和錯誤，尤其是要杜絕科學性的失誤。

磨題工作一般要兩人以上進行，并要記錄每一次審查復核后調整的原因和試題調整變化的內容。在思想上要高度重視這項工作，要防止先入為主，力求從新的角度考察試題，重新細寫答案，盡可能將各種可能的答案都列出來進行比較分析，從學生答題的角度來審視試題本身的條件是否相容，是否存在不嚴密的地方等。要對試題的字、詞、句、符號、圖標等內容進行全面細致的推敲和細察，甚至連標點符號都不輕易放過[6]。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學課程標準（2017年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018： 3.

[2]楊靜. 基于學科思想方法的整合性教學研究[D]. 成都： 四川師范大學碩士學位論文， 2011： 17.

[3]王后雄. 基于“素養為本”的高中化學學業水平考試命題研究[J]. 中國考試， 2018， （1）： 32.

[4]趙國華. 例談初中化學教師創新試題的命制策略[J]. 化學教與學， 2017， （1）： 54～59.

[5]王鼎， 章衛華. PISA測試命題與國內初中學業考試命題的比較分析[J]. 全球教育展望， 2013， （9）： 66.

[6]葉兵. 初中物理科學探究試題命制的研究[D]. 南京： 南京師范大學碩士學位論文， 2007： 31～32.