对一道高考化学实验试题的研究及其启示

赵雪 卢巍

摘要：2014年高考山东理综卷第10题是一道考查化学实验基本操作及装置的基础试题，该题实测难度系数与命题者的预估难度出现了较大的偏差。为了阐释这种差异产生的原因，我们从实证角度出发，通过针对高中化学教师和高三在校学生的问卷调查，对他们的主观感受进行统计、分析，以期发现本题在试题命制方面存在的问题，并对中学化学教学提供启迪。

关键词：化学高考；实验试题；调查问卷；教学诊断；命题反思

文章编号：1005–6629（2016）6–0090–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

2014年高考山东理综卷第10题利用图像的形式对化学实验进行了考查，试题重点考查化学实验基本操作和常见装置，涉及到溶液配制、中和滴定、物质制备等基础化学实验。从试题内容来看，该题应属于一道难度不大的基础试题。然而耐人寻味的是，该题实测难度却仅有0.40，特别是有近一半的考生错选了D选项；此外，本题的区分度为0.28，根据艾贝尔（Eebel R. L）所提出的选择题区分度评价标准，该题属于需要修改的一类题目。为阐释该题所表现出的异常的实测数据，我们针对T市部分化学教师及高三在校学生，采用调查问卷的形式，通过实证研究进行分析，以期发现教学或是试题命制方面所存在的问题。本文拟从“学生问卷情况分析”、“教师问卷情况分析”、“教学诊断及命题反思”三方面进行探析。

试题内容：下列实验操作或装置（略去部分夹持仪器）正确的是（ ）。

1 调查方案设计

本文采用问卷调查法，将所要调查的问题编制成问卷，现场分发给被调査者并对回收的有效问卷进行了统计整理。本次调查的对象分为两部分：高中化学教师及处在一轮复习阶段的在校高三学生，所使用的工具为两个版本的调查问卷（教师版及学生版）。我们针对T市甲、乙、丙三所高中学校的43名化学教师、379名高三在校生进行了问卷调查，以获得教师和学生对该题的直观感受及观点看法。需要说明的是，甲、乙两校为市属学校，学生均来自市区；丙校为区属学校，学生均来自农村。调查问卷的抽样情况详见表1。

2 学生问卷情况分析

2.1 学生表现及差异性分析

通过将本次调查中学生的表现情况与高考实测数据进行比较（见表2），我们发现学生作答的选项分布趋势与高考实测的情况是大体一致的，即大多数学生都可以正确判断选项A，而对于选项C、D则有较多考生无法正确判断。但本次调查中，学生在B选项上的表现与高考实测数据相比存在比较明显的差异，误选该选项的学生人数较高，约高出7个百分点。选项B考查的主要内容是滴定待测NaOH溶液时，标准液选用何种滴定管盛放，重点考查中和滴定的实验原理。我们认为，在完成高三复习后，学生在化学实验原理的理解与掌握上可以获得较大的提升，因而在高考实测中可以较好地应对此类题目。而选项C、D主要考查具体实验操作或实验仪器装置的识别与评价，对比高考实测数据，我们发现经过高三阶段的复习后，学生的上述实验能力并没有获得明显提高。

说明：表中数据为选答该选项人数占总人数的百分比，以下同。

为分析农村学生与城市学生在应对该试题时的表现是否存在差异，我们统计了两类学生在四个选项上的选答百分比，见表3。我们发现两类学生的表现差异集中体现在C、D两个选项上，农村学生较城市学生的表现存在一定差距，这可以在一个侧面反映出两类学校在化学实验教学方面的投入所存在的差距。

我们还分析了学生在应对本题时是否存在性别差异，统计结果表明（见表4），男女生在应对此题时表现出的差异并不大，男生在选项C、D上的表现较女生略好一些，这大概可以归结于男女生对于化学实验甚至化学学科的兴趣程度存在一定的差别，当然这种差别并不明显。

2.2 学生心理感受及知识缺陷分析

为了分析学生在作答本题时存在的主要困难，我们设计了一组问题，分别是“您能确定一定是错误的选项有哪些？”，“您无法判断正确与否的选项有哪些？”，“您对上述实验操作或实验装置的哪些细节不明确？”。我们将学生对前两个问题的回答情况进行了统计，见图1和图2，结果表明学生在应对选项B、C、D时均存在一定的应答困难。

对于选项B，约有28%的学生反映无法判断其正误，通过分析这部分学生对“您对上述实验操作或实验装置的哪些细节不明确？”问题的回答，我们发现这部分学生并没有发现实验中实验原理存在的错误，而是对“滴定管是否应插入锥形瓶”、“能否用锥形瓶盛放待测液”等具体实验操作存在一定的疑惑。

对于选项C，无法判断或判断错误的样本比例达到了78%，而在无法判断该选项正误的样本中，绝大多数学生都反映自己对该实验非常不熟悉，另有部分样本反映无法确定导管是否应插入饱和Na2CO3溶液液面以下。我们分析，目前在高中阶段，基础有机化学属于选考内容，无论“教”还是“学”对有机化学及有机化学中的典型实验投入精力均较少，这也是导致大量学生反映对C选项考查内容完全不熟悉的主要原因。

对于选项D，只有不到20%的学生反映能够确定该选项一定错误，在无法确定正误的样本中，大部分学生反映其不能确定导气管的长度，另有部分学生反映其对试管口放置棉花的作用不清楚。

通过上述分析，我们发现学生所存在的主要问题在于其对很多具体的实验操作不明确，甚至于对某些实验完全不了解。这种现象或许可以用调查对象对“您曾经动手做过的有： ，虽未做过但看过实验视频的有： ，只是听老师讲述的实验有： ，完全不了解的实验有： 。”问题的回答来加以解释。在全部335个有效样本中，只有约10%的学生反映曾经动手做过配制一定物质的量浓度溶液的实验，而其他三个实验所有学生均反映并未真正操作过；此外约有45%的学生反映对乙酸乙酯制备的实验完全不了解。通过这些分析，我们可以看到，目前中学化学实验教学的主要方式是教师演示或者播放实验视频，这种情况导致了学生在应对涉及到具体实验操作的题目时，往往存在较大的困难。

3 教师问卷情况分析

3.1 教师对试题难度和学生表现的预测

在教师调查问卷中，我们设计了“您认为学生判断存在较大困难的选项有哪些？”的问题，在所有43份调查问卷中，90%的样本将C选项列为困难项，70%的样本将D选项列为困难项，有35%的样本将B选项列为困难项，这些数据与学生的表现是符合的。对于“您判断学生容易出错或者无法确定的是哪些实验的实验细节？”的问题，教师的回答主要包括“乙酸乙酯制备实验不熟悉”，“滴定管长度不明确”，“氨气收集装置中导气管长度不明确”，“复杂实验装置中多仪器的组合会对学生应答造成干扰”等，这些情况与学生样本中反映的问题基本上也是一致的。由此可见，教师对学生应答此题可能出现的问题的把握是比较准确的。尽管如此，教师对本题难度系数的预测仍出现了较大偏差，受调查教师认为此题的平均难度系数应为0.68左右，远高于本次调查所获得的0.33的难度系数，可见学生在应答此题时的表现远低于教师的预期。

3.2 教师对学生表现的分析

就高考实测难度系数偏低的情况，我们在调查问卷中请受调查教师对学生这种低于预期的表现进行了分析，然后将获得的原因进行了归纳。这些问题主要包括：有80%的受访教师指出学生对化学实验非常不熟悉，而且很少动手操作，学生往往只重视实验的结果而忽略具体实验操作的细节；有60%的受访教师认为高考理综试题作答时间紧张，学生审题不仔细是导致失分的重要原因；有50%的教师认为没有选修《有机化学基础》模块的学生对有机化学实验非常陌生，因此很难对选项C加以判断。根据上述调查结果，我们认为目前的高中化学实验教学中，存在着强调实验结果记忆，缺乏动手操作的现象，这是导致学生应对本题存在较大困难的主要原因。

3.3 教师反映试题命制所存在的问题

在调查问卷中我们设计了“试题是否存在超纲”，“试题是否存在歧义”，“试题信息量是否过大”，“干扰项干扰程度是否过大”，“试题考查内容是否过于细化”等问题，请受访教师分析试题命制方面所存在的问题。统计结果表明，受访教师普遍认为本题不存在超纲和有歧义等问题，但有50%的教师认为试题存在考查内容过于细化的情况，有40%的教师认为试题信息量过大使学生审题不够细致导致失分。我们认为这对于很多“背实验”而未亲手操作实验的考生来讲，应对实验操作的考查是比较困难的，而由于本题集中考查了多个实验操作的细节问题，因此导致出现了实测难度系数远低于预估值的情况。

4 教学诊断及命题反思

4.1 试题命制方面的启示

总结试题命制方面存在的问题，我们认为主要有以下两点：

4.1.1 本题部分选项所要求的思维过程过于复杂

我们知道，客观题是通过考生的思维结果对考生能力或者思维品质进行测量，如果思维过程比较复杂，那么考生应答错误时，就无法判断考生究竟是哪个环节出现的问题，进而导致对考生分析问题的能力做出不正确的判断。本题B选项，重点考查考生对中和滴定实验原理的掌握，然而很多考生的思维重心放到了实验操作方面；D选项重点考查常见气体的收集方法，但由于仪器装置比较复杂，很多考生的注意力集中在气体发生装置或干燥装置，使得部分粗心的考生出现了错误。

4.1.2 选项同质性存在一定的欠缺

对于客观题而言，所有选项应该是同质的，而本题中选项A考查配制溶液时定容的操作；选项B考查中和滴定滴定管的选择，实际考查的是中和滴定的实验原理；选项C、D则考查实验装置的识别与评价。尽管所有选项均涉及化学实验的内容，但干扰项与正确项实际并非同质项。这个问题是我们在今后的选择题命题实践中要加以避免的。

4.2 中学化学教学存在的问题

4.2.1 学生缺乏实验实践

在目前的实验教学中，学生基本上得不到动手操作的机会，很多情况是通过观看视频甚至是教师的课堂讲授来完成实验学习，这种化学实验学习的方式其效果是可想而知的。事实上，化学实验是学生认识化学的重要方法，是学生进行科学探究的重要途径，是培养学生创新精神和实验能力的重要过程。学生的实验能力只有在亲自动手操作中才能得到充分锻炼和提高。而目前化学实验的形同虚设必将导致高中化学实验教学的低效率。

4.2.2 有机化学的学习存在弱化的问题

由于《有机化学基础》属于选修模块，也是山东省高考的选考模块，因此多年来山东省高考试题必考部分所涉及的有机化学内容较少而且也相对比较基础。因此，在当前的高中化学教学中，对有机化学必修内容的投入是比较欠缺的，这一点从2014年山东高考第10题C选项的测试情况也可见一斑。而有机化学作为化学课程重要的组成内容，在生活生产社会实践中有着广泛的应用，因此需要广大一线化学教师提高对这部分内容的重视程度，而不能仅仅以“应试教育”的思维来对待有机化学的教学。

参考文献：

[1]盘登科，杨睿，柴雅琴.高考中化学实验能力层级的界定及其在试题难度控制中的应用[J].化学教育，2015，（23）：40～44.

[2]夏时君，周小凡.近年广东高考化学实验探究题方案设计的命制策略浅析[J].化学教育，2011，（10）：45～48.

[3]陈廷俊.命制化学实验探究原创试题的实践与思考[J].化学教学，2015，（1）：77～80.

[4]赵宇. 2010年课改实验区高考创新实验题统计分析[J].化学教学，2011，（1）：54～56.