基于科学探究过程命制化学试题———以Na2O2 与H2O 的反应为例

◇ 北京 魏 丽 秦 蕾

1 基于科学探究和学习评价的试题命制背景

1.1 科学探究是化学学习的重要途径

科学探究是发展学生化学学科核心素养的重要途径之一.科学探究不仅可以引导学生观察和思考，更重要的是通过探究活动体验自然科学的学习过程，培养学生综合应用所学知识解决真实问题的能力.

1.2 学习评价是促成学习的重要手段

课程标准突出“教、学、评”的一体化，学习评价是促进学习发生、发展的重要手段.在《必修1》的教学中，学生针对“Na2O2与H2O 的反应中滴加酚酞出现先变红后褪色的现象”进行了深入探究，学生不但运用知识解决了问题，体验到了学习的快乐，而且促进了学习兴趣的增长和学习方式的转变.这样的学习过程激发教师进一步思考“评价可否就过程性和结果性进行有机地整合”，即选取学生真实的探究过程来命制试题，从而诊断学生核心素养的发展及学科能力的达成情况.

2 基于科学探究过程的试题命制及评价标准

2.1 基于科学探究过程的试题命制

课外学习小组在探究Na2O2的性质时实验如下：向盛有一定质量Na2O2的试管中加入少量水，观察到有大量气泡产生.加入1滴酚酞溶液，发现溶液变红，过一会儿溶液又褪为无色.为了探究Na2O2与水反应后溶液滴加酚酞先变红后褪色的原因，学习小组继续进行分析探究.

(1)分析Na2O2与水的反应，请结合反应方程式解释酚酞变红的原因：.

(2)甲同学分析空气的成分中含有CO2，导致反应后的溶液褪色.请判断甲同学的猜想是否合理，并说明原因：.

(3)乙同学根据元素化合价分析产物中的O2具有(填“氧化”或“还原”)性，推测溶液褪色可能与O2的性质有关.为了验证猜想，乙同学进行了如下实验.通过实验发现溶液褪色与O2无关，请据此补全实验报告(表1).

表1

(4)丙同学查阅资料发现酚酞变色有一个浓度范围，即溶液中的c(OH－)大于某浓度时，溶液先变红，一段时间后褪色.丙同学提出猜想：该反应生成NaOH，c(OH－)对溶液褪色有影响.为了验证猜想，丙同学实验如下：

步骤1：配制100mL6mol·L－1NaOH 溶液，分别稀释得到不同浓度的NaOH 溶液.

步骤2：向5支试管中分别加入6 mL 不同浓度的NaOH 溶液和1滴酚酞，实验记录如表2所示.

表2

(5)丁同学查阅资料发现Na2O2与水的反应可分为 两 步：① Na2O2＋2H2O ＝2NaOH ＋H2O2，②2H2O2＝2H2O＋O2↑.丁同学提出猜想：该反应过程的中间产物H2O2具有氧化性和漂白性，溶液褪色与H2O2有关.请设计实验帮丁同学验证他的猜想.

试题的命制再现了学生探究问题的真实过程，体现了学生基于物质的组成和性质推测复杂体系中发生反应可能性的一般认识思路.

2.2 基于学科能力界定的评价标准

参考王磊教授团队关于化学学科能力的指标，结合学科核心素养，分别界定学生的认识水平.

表3

续表

3 基于科学探究和学习评价的教学反思

《必修1》的教学阶段安排了较多的学生实验，对于实验的问卷调查结果如表4所示.

表4

在问题①中，累计99%的学生认为实验次数合适甚至希望更多；在问题②中，有近65%的学生认为探究实验的收获最大.试题命制以学生真实的科学探究过程为载体，根据学生的认识发展路径，以能力评价的方式再现实验探究体验，一是可以充分体现学习与评价之间的相互融合与促进，二是有助于利用学生探究过程中发现的问题对学生的学习进行二次甚至多次诊断.因此基于科学探究的化学试题命制值得我们进一步实践与思考.