



摘要:深度剖析中考化學基本實驗題,從知識內容、能力體系、實測難度變化、題型特點等四個維度對基本實驗題進行評價探究。結合部分省市具體試題,從關注具體實驗情境、幫助學生建構思維模型、注重科學研究與實踐等方面研究教學策略。從立德樹人、學科特色與基礎、素材情境與科學探究、科學素養和學科思想等四個方面詳細闡述基本實驗題評價改革成效。
關鍵詞:中考化學? 基本實驗? 評價改革
引用格式:閆振.中考化學基本實驗題評價改革與教學策略研究[J].教學與管理,2022(01):74-77.
2019年11月,教育部發布《關于加強初中學業水平考試命題工作的意見》,意見中明確要求在初中學業水平考試命題工作中落實立德樹人根本任務,發揮引導教育教學作用,提升試題科學化水平。試題命制既要注重考查基礎知識、基本技能,還要注重考查思維過程、創新意識和分析問題、解決問題的能力。要拓寬試題材料選擇范圍,增強情境創設的真實性、典型性和適切性,提高試題情境設計水平,這些對中考化學基本實驗題評價改革與教學策略產生重要影響。
中考化學基本實驗題,是在真實實驗的基礎上,將真實實驗裝置簡化處理,去除夾持裝置,保留核心實驗反應裝置,等比例縮放于試卷上,用初中化學語言再現實驗裝置、功能和聯系,集中體現化學學科思想和觀念[1][2]。初中化學課程標準中明確說明,學生需通過基礎實驗的學習獲得實驗技能,并具備一定的科學探究能力。中考化學基本實驗題引導學生重視基礎實驗的學習,將科學探究能力的培養建立在學科知識理解和能力提升的基礎上,提高學生的科學素養[3][4]。因此,有必要針對中考化學基本實驗題評價改革與教學策略展開研究。
一、中考化學基本實驗題評價改革實踐探究
1.知識內容評價探究
統計分析基本實驗題考查的知識內容情況(見表1),并結合初中化學課程標準歸納分析,可知其覆蓋了基礎學生實驗,而試題重在考查學生動手操作實驗活動的能力。基本實驗題要求學生明確實驗目的及需求,弄清實驗裝置及原理,分析核心化學反應原理,推理實驗現象,考查學生的實驗認知能力[5]。基于制備實驗、探究實驗、定量實驗和設計實驗等,結合素材創新設計基本實驗題情境,考查學生的學科素養。
以教材中的物質制備為背景素材的制備實驗常涉及基礎的化學反應原理,要求學生知道試劑的使用方法、添加順序等,能夠進行產物的收集與性質驗證,理解制備原理、實驗裝置、反應條件等。探究實驗常取材于真實情境,制取和研究新物質,主要包括運用化學原理分析實驗、物質的性質驗證或檢驗。要求學生能夠檢驗裝置氣密性、規范使用實驗儀器,結合物質組成分析實驗原理、觀察現象,檢驗物質性質、進行應用探究。初中化學定量實驗一般是指一定溶質質量分數的溶液配制,要求學生能夠動手操作配制溶液,理解配制原理,分析溶液組成及溶質溶劑的數量關系。結合物質的性質設計實驗時,常要求學生根據實驗核心反應原理,設計實驗方案及合理操作步驟,聯系所學知識提出合理假設,結合實驗事實進行驗證,根據實驗結果得出結論。
例如,2021年天津市第22題結合制備實驗與探究實驗,基于O2和CO2的制取與性質研究設計實驗情境。試題第一小問要求學生認識基本的實驗儀器;試題第二小問要求分析具體實驗情境中所涉及的實驗裝置及化學反應原理,要求學生用化學方程式解釋實驗原理;第三小問結合具體實驗情境,讓學生選擇具體的實驗裝置,要求學生用化學方程式分析解釋實驗中的化學反應。
2.能力體系評價探究
依據初中化學課程標準中的能力要求,統計基本實驗題能力考查情況(見表2),能力考查占比最重的是基本的化學實驗與科學探究能力。基本實驗題的情境素材信息以文字和實驗裝置圖相結合的方式呈現,學生結合所學知識及核心活動經驗解決實際問題[6-9]。
基于新情境下教材中的原型實驗,如O2和CO2的制備與性質檢驗,考查學生在新情境下對實驗的理解和對基本的化學反應原理的分析,實現對解決真實問題能力的考查。對學生的基本操作能力的考查,如NaCl溶液配制實驗,要求學生理解藥品稱量裝置、液體量取裝置、溶解實驗裝置等,基于實驗情境信息,分析溶液的組成,完成實驗。對學生設計實驗方案能力的考查常立足于課標中的學生基礎實驗,在此基礎上創新試題情境,豐富考查內涵,如2020年北京市第21題讓學生補全具體實驗報告。基于新情境下的創新實驗,通過新穎的實驗裝置考查學生熟悉的化學反應,通過組合實驗裝置考查學生熟悉物質的性質等,實現對學生邏輯推理、知識遷移等能力的考查。借助化學實驗裝置圖,將化學實驗所需的試劑、裝置、主要流程等信息呈現給學生,考查學生從實驗裝置圖中提取信息并應用的能力。
例如,2021年成都市第18題以學生常見的化學物質為背景素材,基于酸堿鹽的性質研究、二氧化碳的性質研究等,創新試題情境,依據物質轉化關系圖考查學生分析和解決化學問題的能力。要求學生根據物質的性質,分析實驗核心化學反應原理,考查學生基本的化學實驗知識與科學探究能力。
3.實測難度變化評價探究
以2020年、2021年北京市中考化學試題為例,圍繞實驗基本知識和基本技能,基本實驗題考查的內容載體和呈現形式多變,但難度較為平穩,整體穩定在0.75~0.85(見表3、表4)。不同層次要求的基本實驗試題情境分布于其中,既重視基礎性考查,又關注能力培養,在提高學生科學素養的同時體現學科思想內涵。操作簡單實驗儀器、描述相關實驗現象、分析簡單實驗裝置等實驗是基礎性考查的體現,這部分試題難度基本在0.85以上。理解實驗目的、檢驗物質性質、分析實驗原理等實驗是能力考查的體現,這部分試題難度基本穩定在0.75~0.85。設計實驗方案、改進實驗裝置等實驗是較高素養水平考查的體現,試題難度基本在0.75以下。
4.題型特點評價探究
基本實驗題文本比較簡潔,一般分為題干信息、情境信息、設問信息和圖示信息。通過簡潔的表述提供豐富的信息,呈現形式多樣,例如文字表述和實驗裝置圖相結合,實驗裝置圖與實驗操作及現象結合等。試題通過實驗圖詳細信息幫助學生理解具體實驗情境,體現化學實驗特色,考查學生的抽象思維。試題情境素材選材廣泛,一般是結合教材內容,密切關注學生課堂所學的核心知識內容,創新試題情境,考查學生應知應會的實驗內容。試題設問形式豐富,開放性設問居多,關注學生的基礎知識考查,要求學生根據題目信息結合具體情境分析實驗原理,測評學生的核心素養水平。
二、初中化學基本實驗題教學策略
1.關注具體實驗情境
基本實驗題單一試題的文本材料較為簡潔,但卻提供豐富的信息內涵,教學中應培養學生獲取關鍵信息的能力,培養學生在實驗情境中理解具體實驗裝置的能力,引導學生深入理解實驗設計的原理、裝置、操作、現象、結論等。以2021年重慶市第22題為例,分析題干及裝置圖信息,試題依據教材中的基本實驗設計情境與問題,考查的知識點主要有酒精燈燃燒的火焰溫度、分子在不斷運動、空氣中氧氣含量的測定、二氧化碳的性質探究,以知識為依托考查學生能力和素養。試題引導日常教學中關注具體實驗情境,聯系課程、教材所學,用科學探究的思想解決具體化學問題[10]。
2.幫助學生構建思維模型
實驗原理是設計實驗的基礎,也是教學的理論基礎。教學中引導學生結合教材中的典型實驗,分析其涉及的化學實驗原理,結合相關實驗現象,基于實驗事實進行論證推理,分析歸納出結論,幫助學生構建思維模型[11]。以2020年北京市第21題為例,素材情境取材于教材,試題綜合簡單實驗裝置和實驗操作,要求學生結合具體實驗情境分析實驗現象,依據物質的性質及其變化解釋相關問題。引導教師在教學中培養學生的基本實驗能力及科學探究能力,通過具體實驗操作、分析實驗現象、依據原理解釋和歸納實驗結論等過程,幫助學生分類構建思維模型。
3.注重科學研究與實踐
教師日常教學中應引導學生經歷化學課程中的實驗研究及學科實踐,培養學生的自主學習能力,綜合運用化學學科核心知識和方法,解決真實情境問題,在完成實踐活動中讓學生獲得關鍵能力[12][13]。以2021年北京市第37題為例,以CO2的性質研究為背景素材,要求學生依據實驗現象分析歸納實驗結論,結合具體實驗情境分析實驗現象產生的原因,根據試題中提供的信息遷移應用所學知識。試題引導教師在課堂教學中要基于物質性質、反應原理和實驗體系開展實驗研究,分小主題完成實驗任務活動,在實踐中反思問題,在解決問題中獲取關鍵能力。
三、中考化學基本實驗題評價改革成效分析
1.突出綠色化學,培養環保理念
試題素材情境選自真實實驗,并經過實驗驗證與復現。基于微型實驗設計基本實驗題可以減少實驗試劑的使用,而設計廢氣吸收裝置,盡可能減少實驗廢氣排放,降低實驗對環境的污染,突出了綠色化學理念,體現出我國對環境保護的重視。
例如,2021年北京市第36題實驗1利用白磷燃燒實驗驗證可燃物燃燒的條件,結合白磷的性質及燃燒現象設計實驗方案,考慮到白磷燃燒對操作環境的污染,在試管中用熱水浸沒白磷,讓白磷在水下燃燒,燃燒產物溶解在水中,既解決環境污染,又能保證實驗安全。
2.凸顯學科特色,關注學科基礎
基本實驗題基于學科知識和能力,考查學科思維,重視實驗基礎性考查,試題難度平穩,呈現形式多元。基于常見物質的制備及其性質研究是學科基礎性考查的體現,學生需要結合實驗情境,具體分析實驗現象,獲得結論,進而解決實際問題。基于實驗情境分析實驗原理需要學生利用所學知識及學科核心活動經驗分析解決復雜問題,是學科思維考查的體現。
如2021年北京市第32題,以教材中典型實驗為素材,在新情境中設計連續性實驗,研究O2的制備原理及其性質。學生需要用化學方程式解釋加熱KMnO4制O2的實驗原理,根據O2的物理性質選擇收集裝置,結合O2的化學性質理解用帶火星的木條驗證氣體收集滿的原理。整個實驗事實邏輯嚴密、信息充足、證據充分,在關注學科基礎的同時實現邏輯推理能力考查。
3.創新素材情境,聚焦科學探究
基本實驗題遵從教材,也在教材的基礎上靈活創新,重視對基礎實驗進行綜合考查,此類試題綜合程度較高,設問角度多元,學科素養考查豐富。試題素材情境具有一定的陌生度,思維角度多元,層次豐富,考查學生的邏輯推理、知識遷移等能力。試題聚焦科學探究,要求學生將文字信息、裝置圖信息、物質的性質及實驗原理相結合,統籌考慮實驗設計,關注局部核心實驗反應,基于實驗原理及物質的性質分析推理實驗現象,將實驗結論建立在證據事實基礎上,全方位、多角度、深層次分析實驗方案,將實驗方案的設計理解轉化成自身的科學探究能力。
例如2021年北京市第37題,將對學生科學探究能力的考查融于基礎實驗研究中,通過具體實驗情境關注核心化學反應,引導學生立足于事實證據分析歸納實驗結論。通過實驗結論的分析,引導學生根據物質的性質及化學反應原理分析實驗現象產生的原因,深入理解實驗方案,力求實驗事實邏輯嚴密。試題通過CO2的性質研究實驗,關注實驗方案的設計,讓學生結合實驗步驟分析實驗現象,結合物質性質、實驗事實證據歸納實驗結論,反思和評價實驗方案,提高學生的科學探究素養。
4.重視科學素養,體現學科思想和觀念
基本實驗題中常設置清晰的實驗目標,依靠簡單的化學反應和實驗流程獲得明顯實驗現象。實驗過程中突出核心化學反應,反應物和生成物均易于獲得,便于開展物質性質實驗,為學生動手操作實驗搭建平臺。試題設問中常結合化學實驗原理考查核心知識,結合試題信息情境、實驗流程、反應條件等考查關鍵能力,結合宏微觀、系統觀等考查學生的科學素養。
例如,2021年北京市第35題基于新情境下的教材實驗創新實驗裝置,結合化學反應原理及酸、堿、鹽的化學性質進行研究,要求學生結合實驗裝置及操作推理分析實驗現象,依據實驗現象推理分析核心化學反應原理,立足具體實驗事實證據開展實驗研究,將學科思想和觀念融入具體試題中,并轉化為學生的科學素養。
綜上,中考化學基本實驗題重視立德樹人,貫徹改革精神,體現課標理念,注重科學素養,關注學科基礎,體現學科特色。基于真實情境設計實驗題突出綠色化學理念,凸顯立德樹人,厚植愛國情懷[14][15]。基于學科知識和能力設計基本實驗題立足實驗事實,關注邏輯推理、知識遷移等,注重問題解決過程的考查。基于素材新情境創新實驗試題關注學生認知水平,聚焦科學探究,注重問題解決能力的考查。以上各類試題均以科學素養的發展為導向,關注真實問題解決能力,體現學科思想和觀念內涵,凸顯學科育人價值,基本滿足了對基本知識、關鍵能力和必備品格的考查需要。
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