王云生
(1.福建教育學院化學研究所,福建 福州 350025;2.福建師范大學基礎教育課程研究所,福建 福州 350007)
初中學業水平考試(下文簡單稱為中考)的考試成績,是初中學生畢業和高中招生錄取的主要依據。但這并非是它的唯一作用。中考是義務教育階段的終結性考試,是教育行政部門評價、管理引導義務教育階段辦學,引導學校認真執行國家課程方案、課程標準,導向學科教學,提高義務教育的質量的重要手段。為了更好發揮中考對初中學科教學的評價和導向作用,2019 年11 月教育部發布了《關于加強初中學生學業水平考試命題工作的意見》[1],取消了初中學業水平考試大綱,要求嚴格依照義務教育課程標準命題。文件的頒布,指明了中考命題工作的方向,體現了中考考試的性質,全方位引導和規范中考命題工作。文件頒布之后,在全國各省級教育行政部門領導和組織下,中考命題的改革研究不斷深入,堅持有利于全面貫徹黨的教育方針,全面實施素質教育,全面提高教育教學質量,維護教育公平、堅持有利于面向全體學生、促進學生生動、活潑、主動學習,培養創新精神和實踐能力等方面取得了很大進展。
和全國各省市一樣,近3 年來福建省中考命題改革工作也取得了引人注目的進展。以化學學科的中考為例,在教育行政部門的指導下命題人員嚴格依照九年義務教育化學課程標準編制試卷、命制試題。試題的命制以真實情境為載體,以實際問題為任務,要求學生運用化學基礎知識認識、分析、解決簡單的化學問題,考查學生對化學基礎知識、基本技能的理解、掌握程度,對化學學科特點、化學基本觀念的認識,對化學學習與研究的基本方法和學科價值的了解程度、必備品格與關鍵能力的發展水平,通過考試促進學生整體素質的全面提升。
2021 年的中考化學試卷的編制、試題的命制,在以下方面所做的努力,所取得的進步為初中化學的教育教學發揮了很好的引領導向作用,得到了許多外省同行的肯定。
課程標準的“課程目標”是中考考試測量目標制定的基礎“課程內容”是考試內容設計的依據,“課程教學與評價建議”是試題設計、試卷編制發揮教學引領作用的準繩。2021 年福建中考試題的命制與試卷的編制體現了按照課程標準進行測量、評價,學什么、考什么的基本原則,比較全面體現了課程標準制定的課程目標。
試卷中許多試題密切聯系我國古代化學技術發展史料、現代科技發展成就、化學在日常生產生活實際中的應用,創設了鮮活的問題情境;在考查學生化學必備基礎知識、基本觀念的同時,給學生以愛國主義、理想信念和文化自信的教育,引導學生關心化學科學技術發展與國家建設、人民福祉的關系,增強社會責任感。試卷的10 道選擇題中有6 道題聯系日常生產生活、高科技中的應用,要求學生運用化學基礎知識對有關化學在生產生活和科學技術發展中應用的有關問題做說明解釋或判斷。如要求就試題給定的信息對運動功能型飲料營養素、復合肥料、能抑制和殺滅多種細菌的大蒜素等物質的化學成分做分析、推斷;對化學科學在生產、生活中的簡單應用做解釋說明或做正誤判斷,例如,對有關抗擊新冠肺炎疫情所運用的化學知識和技術、運用于精密電子器件制造的銅納米材料的一些化學性質的說明、關于水的凈化、軟化的說明。非選擇題的試題11,以“嫦娥五號”月球采樣、“天問1 號”對火星大氣成分、水存在的探測為情境,設問考查學生對元素原子結構常識、水的分解、空氣成分、礦物利用等化學基礎知識的理解和掌握程度。試題12、13 聯系我國古代冶鐵技術、海鹽提取技術的史料,考查鋼鐵冶煉、海水中食鹽的提取等化學常識的理解和掌握程度。
試卷中各道試題大都以初中化學課程所要求的化學基礎知識、基本技能、基本觀念和方法基礎為主要考查內容,比較全面地考查學生對基礎性知識的理解和掌握程度,基本能力的發展水平;通過考試幫助學生進一步認識化學的研究對象、化學學科的特點與價值,認識化學與科學技術、社會環境和生產生活的相互關系,較好體現了課程的基礎性。
試卷注意合理控制試題難度,發揮了引導學校切實減輕學生過重的課業負擔、落實立德樹人機制、發展素質教育的正向指揮棒作用。試卷中的考點基本上是由初中課程標準規定的化學基礎知識、基本技能的學習內容構成的。10 道選擇題中有7 道題主要考查有關物質元素組成、物質分類、常見物質的性質、化學實驗基本操作、化學常識的應用等基礎知識和基本能力。非選擇題中的考點涉及常見氣體(氫氣)制備的反應、干燥和收集方法,鋼鐵冶煉常識、身邊化學物質(水、氧氣、氮氣、二氧化碳)的主要化學性質和轉化關系,元素原子結構常識、物質化學式的解讀和書寫、依據化學方程式的簡單計算等。
試卷重視考查學生的閱讀能力與信息提取能力,關注學生化學學科思維方式、思維能力和問題解決能力的發展。試卷注重通過試題的解答,考查學生對物質分類、物質組成與性質的關系的理解和運用能力,測評學生比較、分類、歸納、概括和推理判斷能力的發展水平。試卷重視考查學生運用化學基礎知識,從物質的組成、結構分析物質性質,應用化學變化中物質與能量的轉化的基本觀念對簡單的化學問題做解釋說明或推理判斷的能力,試卷中還命制了一些試題,側重考查學生對科學方法的了解和應用能力、理性思維和批判質疑能力。試題14,以“解決能源和環境問題”為背景資料,要求學生閱讀可燃冰、甲烷氣體、甲醇等燃料與二氧化碳、碳酸鹽間的相互轉化的技術路線圖,對題設提出的5 個問題做分析說明,借以考查學生認識問題、分析、說明問題的基本觀點和能力。試題15,用示例說明物質組成化學式的書寫方式可以揭示物質組成與化學性質之間的關聯(如,以Cu(OH)2·CuCO3表示堿式碳酸銅Cu2(OH)2CO3,顯示它具有碳酸鹽和不溶性堿的性質),要求學生運用類比方法,變換未學習過的兩種復雜化合物(堿式碳酸鎂Mg2(OH)2CO3、過碳酸鈉2Na2CO3·3H2O2)化學式的書寫方式,揭示、推斷它們的某些性質和變化,考查學生研究物質組成與性質的高階思維能力。
探究學習是初中化學課程著力倡導的學習方式。試題的命制強化了對學生實驗探究意識和能力的考查,強調化學實驗在探究學習化學科學知識、提高學生實踐能力的重要性。試題17,以氫氣在加熱條件下還原氧化銅的實驗,在簡單考查學生對氫氣制備反應原理和干燥方法的基礎上,要求學生依據題設信息,通過實驗,探究下列問題:驗證該反應中會有氧化亞銅生成;依據一定量氧化銅在實驗中得到氧化亞銅的質量隨反應時間變化的曲線,判斷氧化亞銅的質量隨反應時間變化的趨勢;說明如何在實驗中確保產物中不含氧化亞銅;通過數據的分析和簡單的補充實驗探究氫氣與氧化銅反應生成銅或氧化亞銅的反應是同時發生的還是先生成氧化亞銅,后者再與氫氣作用生成銅。試題對實驗探究學習既有定性也有定量的要求;既要對實驗數據圖表做閱讀和理性的分析推斷,也要通過實驗對反應機理做探究驗證,比較全面體現了化學實驗在學習、探究化學反應中的作用。這道實驗探究題對探究能力的要求較高,但也是大多數初中學生可以達到的學習要求。
全卷18 道試題,都能結合生產生活實際和學生生活經驗創設問題情境。試題情境素材來源廣泛,類型豐富、真實,重視實驗探究情境的創設。將學生對化學基本概念和基礎理論掌握程度的考查置于真實的、具有生活和生產應用背景的情境問題解決中。體現了讓學生在真實情境中學習和運用化學基礎知識解決實際問題的化學教學理念。試卷中大多數試題的情境,或是來自生產、生活和科學技術研究成果中有關元素化合物的組成、性質與變化的事實、實驗探究與實際應用,或是來自與教學內容密切相關的簡單實際問題。例如,以我國古代海鹽提取和冶鐵技術史料、抗擊新冠肺炎的常識、用于精密電子產品制造的新材料、新型7510 滅火劑的使用知識創設問題情境,以我國月球與火星探測取得的成就為背景設計的物質組成、結構和轉化的問題情境。此外,試題中以化學實驗設置的情境,陌生度不等,既有課本中的常見物質性質、分離、凈化、提純的基礎實驗,考查化學實驗的基本技能,也有以學生沒有接觸過的陌生的實驗為問題情境,力求實現實驗內容的基礎性和創新性的統一。例如試題10 以學生未曾接觸過的溶液甲與逐滴加入的鹽酸溶液作用過程渾濁度的變化曲線的分析為題,給出對該實驗所發生反應的若干推斷,要求學生對這些推斷做出正誤判斷,在陌生情境下考查學生實驗能力。試卷中多數試題的情境設置與考試內容契合,既與學生的生活經驗相關聯,又有一定的陌生度,能為學生所理解,真實性和應用性強。
由于種種原因,初中化學計算成為學生害怕和難以解答的問題。但它又是化學科學定量研究不可缺少的基本技能。計算試題的設計,要變革為計算而計算的編制模式,既要設置新鮮有趣的真實問題情景,又要避免問題背景過于復雜,能引起學生通過化學計算解決問題、獲得新知的興趣。2021 年計算試題的設計在這方面有了突破。該試題簡單介紹了新型的7150 滅火劑噴射到著火金屬上發生燃燒,消耗氧氣并使生成可以覆蓋在金屬B 表面的固體不燃物,達到撲救金屬物品失火燃燒的目的,引起學生的探究興趣。試題要求學生依據該滅火劑燃燒的化學方程式,計算一定量滅火劑燃燒需要消耗的氧氣體積。試題不僅考查了化學計算能力,通過簡單計算,顯示了滅火劑燃燒要消耗大量氧氣的數據,還說明該滅火劑的滅火功能,加深了學生對問題的認識。
試卷中,大多數試題的設問指向明確,語言準確、精煉,大題中各個小題的設置的問題邏輯結構和難易編排順序合理,有利于引領學生由淺入深的理解和解答問題。試題12,是一道以鋼鐵冶煉和表面處理為情境的試題,先后考查對我國古代煉鋼技術中使用的“黑土”(磷酸鐵)中磷元素化合價的判斷、煉鐵化學方程式的書寫、煉鋼中使用氧氣的作用、鋼鐵制品發藍的變化類型、鋼鐵表面致密氧化膜能防止鋼鐵制品銹蝕的原因。設問的排序符合化學知識本身的邏輯結構,有利于學生對試題的背景的整體理解和解答,也有助于學生對鋼鐵冶煉、鋼鐵制品使用與防銹的整體認識。試卷中開放性試題的設問,能從多個角度考察學生思維的靈活性和批判性。試題要求學生根據題目提供的新情境,思考和組織答案,用簡潔的語言和規范的化學用語回答問題。2021 年化學試卷中開放性試題的綜合度、開放度的設計,比較注意基礎性與創新性的和諧統一,值得稱道。
試卷信息呈現方式多樣,有常見的文字信息,也有各種形式的圖表信息。試卷字符數適中,閱讀量合理,圖文與考核目標相匹配,表述符合學生的認知水平。試卷中共設計了12 幅清晰的圖片、7 張數據圖和數據表,這些圖表與文字配合,使得題目的信息呈現更直觀、簡潔,能幫助學生準確、迅速地理解題意,提取有用信息。試卷中設計運用了3 張有關化學反應中數據變化的函數圖像,與試題的設問配合,為試題的解答提供了背景資料和有用信息,有效地考查了學生的數據圖閱讀、分析、推理和判斷能力。試卷在數據圖表的運用上,彌補了現行課本在這方面的不足,對化學教學在數據呈現、閱讀、分析能力的培養上給出了有益的啟示。
化學實際問題的認識、分析和解決,往往不僅需要化學學科的知識方法和思想,還需要運用其他學科的知識、技能、方法和觀點。因此,在化學試卷的編制上,要基于化學學科的特點又不排斥其他學科相關的內容,以更全面考查學生的整體素養。2021 年化學中考試題的試題9、10、17 都引用數學函數圖像呈現化學反應過程中有關物質數量、反應現象的變化,提供解答問題需要的有用信息、綜合運用化學與函數圖像的知識,揭示了數據變化趨勢、變化的原因、認識變化的本質特征和規律。在試題答案的表述上,有的試題也要求學生具有一定的文字表達能力,能簡明表述答案、層次分明、邏輯結構順暢。例如,探究氫氣與氧化銅在加熱條件下的反應機理試題(第17 題)的第(4)-(7)小題,要求學生用簡要文字說明有關實驗過程中的4 個問題,就隱含著對學生文字表述能力的考查要求。文字表達能力欠缺的學生,就難以正確應答。
試題命制、試卷編制科學規范,呈現形式上關注初中生的認知特點和思維水平,有利于學生的閱讀理解和應答。選擇題題干的設問與選項的含義要明確,選項之間關聯性強,非選擇題的已知與設問之間要關聯,指向要明確。整體來說,絕大多數試題在指向性方面表現較好,設問指向明確,無歧義;選擇題的選項之間有關聯性。
初中化學是最基礎的化學課程,許多化學概念只做粗淺的說明。在設計表述試題的題干和設問時,對化學概念類名詞的使用、化學研究方法的說明,要準確明了,避免增加學生理解的難度,或形成片面錯誤的認識,影響試題的應答,給后續學習造成負面影響。
例如,試題10 使用了“氦-3 原子”一詞。氦-3 原子也是氦元素的一種原子,因此題設要求利用氦-3 原子中質子數和中子數之和、氦元素在周期表中的序號(即氦元素原子的質子數)求出氦-3 原子的中子數與核外電子數。這本是一道簡單的送分題。但是,對于尚未建立元素科學概念,也不了解同位素概念的初中學生,不一定能理解“氦-3”原子和氦元素的關系。如果點明“氦-3 原子也是氦元素的一種原子”,就不會有問題。
又如,試題15 中,“為方便推測某些復雜物質的化學性質,可將其化學式改用常見物質的化學式表示”的說法欠妥。物質的化學式表示物質的化學組成,物質的化學組成是通過定性和定量的分析,從質和量兩方面來確定的。復雜物質的化學式也是如此。某些復雜化合物的組成和性質與幾種常見物質的組成、性質相似,可以用這些常見物質的化學式的組合來簡單地表示它的組成。堿式碳酸銅,是堿式鹽,由銅離子、氫氧根離子和碳酸根離子以2:2:1 結合而成,能和酸作用,析出二氧化碳氣體,熱穩定性差,受熱分解,具有碳酸銅、氫氧化銅的組成和性質特點,因此可以用Cu(OH)2·CuCO3表示。相反,如果為了方便推測復雜物質的性質出發,主觀地改用常見物質的化學式來表示,而后把這些常見物質的性質套在該復雜化合物的頭上,則是違背了科學推理的規則。例如,不能為了方便推測Cu(NH3)4SO4性質,把它改用化學式CuSO4·4NH3表示,推測它具有硫酸銅和氨氣的性質特點。1824 年化學家維勒用氰酸(HCNO)與氨水制備出的化合物CO(NH2)2,如果為了方便推測它的性質,用常見化合物氰酸銨(NH4CNO)化學式來表示它,認為它可以與堿作用放出氨氣,就不會有合成尿素的發現。
中考試卷編制和試題命制是初中化學教學討論的熱點。互聯網上,特別在自媒體中有許多中考的評論、資料,化學的中考模擬試題、練習題尤其多。其中有不少科學的評論與很好建議,優秀的練習題和模擬試題,但是也存在一些偏頗或錯誤的意見看法、虛假的或存在錯誤的情境資料、不嚴謹或有科學性錯誤的試題。在教學中,尤其在中考命題工作中,從網絡和某些媒體中選用中考試題命制的資料,要注意研究,發現、剔除其中的謬誤,以免以訛傳訛。例如題18 中,出現的用長頸漏斗組裝的氣體發生器作為雙氧水和二氧化錳作用制備氧氣的發生器,在網傳教學資料和個別省地區的中考試題中也出現過。雙氧水和二氧化錳的混合物是含有粉末狀物質的液態物質,當發生器中壓力較大時,反應混合物會從長頸漏斗中溢出。因此,不宜用于由液體和粉末狀固體反應來制備氣體。
分析2021 年福建中考化學試卷的編制、試題的命制特點,領會命題改革對初中化學教學的引領和導向作用,是一線教師研究中考命題的重要工作。要克服中考試卷、試題分析中只聚焦于學生得分率高低的統計分析、主觀臆測今后試題命制走向的傾向。要立足于從2021 年中考化學試卷和試題命制特點的評析中,認識中考化學命題是如何踐行“嚴格依據課程標準命題”的要求,從試題的編制思想和方法中獲得寶貴的啟示,促進化學教學的改革,進一步提高化學教學和教育的質量。
例如,認識并探索如何在教學中全面提高學生的整體素質,如何發揮化學教學的德育功能,提高學生的必備品格、社會責任感;努力探索教學模式和學生學習方式轉變的途徑和策略,改變學生存在的表面化、淺層學習的習慣,踐行深度教學的理念;如何在教學中基于真實情境、以問題為導向、以學生的學習活動作為課堂教學的主旋律開展教學,引導學生主動參與以化學實驗探究為主的多樣學習活動,在理解的基礎上掌握化學基礎知識、基本技能和基本觀念,發展高階思維能力和實踐能力;如何設計組織“教—學—評”一體化的課堂教學。