中考化学基本实验题评价改革与教学策略研究

2022-01-08 10:56闫振
教学与管理(中学版) 2022年1期

摘要:深度剖析中考化学基本实验题,从知识内容、能力体系、实测难度变化、题型特点等四个维度对基本实验题进行评价探究。结合部分省市具体试题,从关注具体实验情境、帮助学生建构思维模型、注重科学研究与实践等方面研究教学策略。从立德树人、学科特色与基础、素材情境与科学探究、科学素养和学科思想等四个方面详细阐述基本实验题评价改革成效。

关键词:中考化学  基本实验  评价改革

引用格式:闫振.中考化学基本实验题评价改革与教学策略研究[J].教学与管理,2022(01):74-77.

2019年11月,教育部发布《关于加强初中学业水平考试命题工作的意见》,意见中明确要求在初中学业水平考试命题工作中落实立德树人根本任务,发挥引导教育教学作用,提升试题科学化水平。试题命制既要注重考查基础知识、基本技能,还要注重考查思维过程、创新意识和分析问题、解决问题的能力。要拓宽试题材料选择范围,增强情境创设的真实性、典型性和适切性,提高试题情境设计水平,这些对中考化学基本实验题评价改革与教学策略产生重要影响。

中考化学基本实验题,是在真实实验的基础上,将真实实验装置简化处理,去除夹持装置,保留核心实验反应装置,等比例缩放于试卷上,用初中化学语言再现实验装置、功能和联系,集中体现化学学科思想和观念[1][2]。初中化学课程标准中明确说明,学生需通过基础实验的学习获得实验技能,并具备一定的科学探究能力。中考化学基本实验题引导学生重视基础实验的学习,将科学探究能力的培养建立在学科知识理解和能力提升的基础上,提高学生的科学素养[3][4]。因此,有必要针对中考化学基本实验题评价改革与教学策略展开研究。

一、中考化学基本实验题评价改革实践探究

1.知识内容评价探究

统计分析基本实验题考查的知识内容情况(见表1),并结合初中化学课程标准归纳分析,可知其覆盖了基础学生实验,而试题重在考查学生动手操作实验活动的能力。基本实验题要求学生明确实验目的及需求,弄清实验装置及原理,分析核心化学反应原理,推理实验现象,考查学生的实验认知能力[5]。基于制备实验、探究实验、定量实验和设计实验等,结合素材创新设计基本实验题情境,考查学生的学科素养。

以教材中的物质制备为背景素材的制备实验常涉及基础的化学反应原理,要求学生知道试剂的使用方法、添加顺序等,能够进行产物的收集与性质验证,理解制备原理、实验装置、反应条件等。探究实验常取材于真实情境,制取和研究新物质,主要包括运用化学原理分析实验、物质的性质验证或检验。要求学生能够检验装置气密性、规范使用实验仪器,结合物质组成分析实验原理、观察现象,检验物质性质、进行应用探究。初中化学定量实验一般是指一定溶质质量分数的溶液配制,要求学生能够动手操作配制溶液,理解配制原理,分析溶液组成及溶质溶剂的数量关系。结合物质的性质设计实验时,常要求学生根据实验核心反应原理,设计实验方案及合理操作步骤,联系所学知识提出合理假设,结合实验事实进行验证,根据实验结果得出结论。

例如,2021年天津市第22题结合制备实验与探究实验,基于O2和CO2的制取与性质研究设计实验情境。试题第一小问要求学生认识基本的实验仪器;试题第二小问要求分析具体实验情境中所涉及的实验装置及化学反应原理,要求学生用化学方程式解释实验原理;第三小问结合具体实验情境,让学生选择具体的实验装置,要求学生用化学方程式分析解释实验中的化学反应。

2.能力体系评价探究

依据初中化学课程标准中的能力要求,统计基本实验题能力考查情况(见表2),能力考查占比最重的是基本的化学实验与科学探究能力。基本实验题的情境素材信息以文字和实验装置图相结合的方式呈现,学生结合所学知识及核心活动经验解决实际问题[6-9]。

基于新情境下教材中的原型实验,如O2和CO2的制备与性质检验,考查学生在新情境下对实验的理解和对基本的化学反应原理的分析,实现对解决真实问题能力的考查。对学生的基本操作能力的考查,如NaCl溶液配制实验,要求学生理解药品称量装置、液体量取装置、溶解实验装置等,基于实验情境信息,分析溶液的组成,完成实验。对学生设计实验方案能力的考查常立足于课标中的学生基础实验,在此基础上创新试题情境,丰富考查内涵,如2020年北京市第21题让学生补全具体实验报告。基于新情境下的创新实验,通过新颖的实验装置考查学生熟悉的化学反应,通过组合实验装置考查学生熟悉物质的性质等,实现对学生逻辑推理、知识迁移等能力的考查。借助化学实验装置图,将化学实验所需的试剂、装置、主要流程等信息呈现给学生,考查学生从实验装置图中提取信息并应用的能力。

例如,2021年成都市第18题以学生常见的化学物质为背景素材,基于酸碱盐的性质研究、二氧化碳的性质研究等,创新试题情境,依据物质转化关系图考查学生分析和解决化学问题的能力。要求学生根据物质的性质,分析实验核心化学反應原理,考查学生基本的化学实验知识与科学探究能力。

3.实测难度变化评价探究

以2020年、2021年北京市中考化学试题为例,围绕实验基本知识和基本技能,基本实验题考查的内容载体和呈现形式多变,但难度较为平稳,整体稳定在0.75~0.85(见表3、表4)。不同层次要求的基本实验试题情境分布于其中,既重视基础性考查,又关注能力培养,在提高学生科学素养的同时体现学科思想内涵。操作简单实验仪器、描述相关实验现象、分析简单实验装置等实验是基础性考查的体现,这部分试题难度基本在0.85以上。理解实验目的、检验物质性质、分析实验原理等实验是能力考查的体现,这部分试题难度基本稳定在0.75~0.85。设计实验方案、改进实验装置等实验是较高素养水平考查的体现,试题难度基本在0.75以下。

4.题型特点评价探究

基本实验题文本比较简洁,一般分为题干信息、情境信息、设問信息和图示信息。通过简洁的表述提供丰富的信息,呈现形式多样,例如文字表述和实验装置图相结合,实验装置图与实验操作及现象结合等。试题通过实验图详细信息帮助学生理解具体实验情境,体现化学实验特色,考查学生的抽象思维。试题情境素材选材广泛,一般是结合教材内容,密切关注学生课堂所学的核心知识内容,创新试题情境,考查学生应知应会的实验内容。试题设问形式丰富,开放性设问居多,关注学生的基础知识考查,要求学生根据题目信息结合具体情境分析实验原理,测评学生的核心素养水平。

二、初中化学基本实验题教学策略

1.关注具体实验情境

基本实验题单一试题的文本材料较为简洁,但却提供丰富的信息内涵,教学中应培养学生获取关键信息的能力,培养学生在实验情境中理解具体实验装置的能力,引导学生深入理解实验设计的原理、装置、操作、现象、结论等。以2021年重庆市第22题为例,分析题干及装置图信息,试题依据教材中的基本实验设计情境与问题,考查的知识点主要有酒精灯燃烧的火焰温度、分子在不断运动、空气中氧气含量的测定、二氧化碳的性质探究,以知识为依托考查学生能力和素养。试题引导日常教学中关注具体实验情境,联系课程、教材所学,用科学探究的思想解决具体化学问题[10]。

2.帮助学生构建思维模型

实验原理是设计实验的基础,也是教学的理论基础。教学中引导学生结合教材中的典型实验,分析其涉及的化学实验原理,结合相关实验现象,基于实验事实进行论证推理,分析归纳出结论,帮助学生构建思维模型[11]。以2020年北京市第21题为例,素材情境取材于教材,试题综合简单实验装置和实验操作,要求学生结合具体实验情境分析实验现象,依据物质的性质及其变化解释相关问题。引导教师在教学中培养学生的基本实验能力及科学探究能力,通过具体实验操作、分析实验现象、依据原理解释和归纳实验结论等过程,帮助学生分类构建思维模型。

3.注重科学研究与实践

教师日常教学中应引导学生经历化学课程中的实验研究及学科实践,培养学生的自主学习能力,综合运用化学学科核心知识和方法,解决真实情境问题,在完成实践活动中让学生获得关键能力[12][13]。以2021年北京市第37题为例,以CO2的性质研究为背景素材,要求学生依据实验现象分析归纳实验结论,结合具体实验情境分析实验现象产生的原因,根据试题中提供的信息迁移应用所学知识。试题引导教师在课堂教学中要基于物质性质、反应原理和实验体系开展实验研究,分小主题完成实验任务活动,在实践中反思问题,在解决问题中获取关键能力。

三、中考化学基本实验题评价改革成效分析

1.突出绿色化学,培养环保理念

试题素材情境选自真实实验,并经过实验验证与复现。基于微型实验设计基本实验题可以减少实验试剂的使用,而设计废气吸收装置,尽可能减少实验废气排放,降低实验对环境的污染,突出了绿色化学理念,体现出我国对环境保护的重视。

例如,2021年北京市第36题实验1利用白磷燃烧实验验证可燃物燃烧的条件,结合白磷的性质及燃烧现象设计实验方案,考虑到白磷燃烧对操作环境的污染,在试管中用热水浸没白磷,让白磷在水下燃烧,燃烧产物溶解在水中,既解决环境污染,又能保证实验安全。

2.凸显学科特色,关注学科基础

基本实验题基于学科知识和能力,考查学科思维,重视实验基础性考查,试题难度平稳,呈现形式多元。基于常见物质的制备及其性质研究是学科基础性考查的体现,学生需要结合实验情境,具体分析实验现象,获得结论,进而解决实际问题。基于实验情境分析实验原理需要学生利用所学知识及学科核心活动经验分析解决复杂问题,是学科思维考查的体现。

如2021年北京市第32题,以教材中典型实验为素材,在新情境中设计连续性实验,研究O2的制备原理及其性质。学生需要用化学方程式解释加热KMnO4制O2的实验原理,根据O2的物理性质选择收集装置,结合O2的化学性质理解用带火星的木条验证气体收集满的原理。整个实验事实逻辑严密、信息充足、证据充分,在关注学科基础的同时实现逻辑推理能力考查。

3.创新素材情境,聚焦科学探究

基本实验题遵从教材,也在教材的基础上灵活创新,重视对基础实验进行综合考查,此类试题综合程度较高,设问角度多元,学科素养考查丰富。试题素材情境具有一定的陌生度,思维角度多元,层次丰富,考查学生的逻辑推理、知识迁移等能力。试题聚焦科学探究,要求学生将文字信息、装置图信息、物质的性质及实验原理相结合,统筹考虑实验设计,关注局部核心实验反应,基于实验原理及物质的性质分析推理实验现象,将实验结论建立在证据事实基础上,全方位、多角度、深层次分析实验方案,将实验方案的设计理解转化成自身的科学探究能力。

例如2021年北京市第37题,将对学生科学探究能力的考查融于基础实验研究中,通过具体实验情境关注核心化学反应,引导学生立足于事实证据分析归纳实验结论。通过实验结论的分析,引导学生根据物质的性质及化学反应原理分析实验现象产生的原因,深入理解实验方案,力求实验事实逻辑严密。试题通过CO2的性质研究实验,关注实验方案的设计,让学生结合实验步骤分析实验现象,结合物质性质、实验事实证据归纳实验结论,反思和评价实验方案,提高学生的科学探究素养。

4.重视科学素养,体现学科思想和观念

基本实验题中常设置清晰的实验目标,依靠简单的化学反应和实验流程获得明显实验现象。实验过程中突出核心化学反应,反应物和生成物均易于获得,便于开展物质性质实验,为学生动手操作实验搭建平台。试题设问中常结合化学实验原理考查核心知识,结合试题信息情境、实验流程、反应条件等考查关键能力,结合宏微观、系统观等考查学生的科学素养。

例如,2021年北京市第35題基于新情境下的教材实验创新实验装置,结合化学反应原理及酸、碱、盐的化学性质进行研究,要求学生结合实验装置及操作推理分析实验现象,依据实验现象推理分析核心化学反应原理,立足具体实验事实证据开展实验研究,将学科思想和观念融入具体试题中,并转化为学生的科学素养。

综上,中考化学基本实验题重视立德树人,贯彻改革精神,体现课标理念,注重科学素养,关注学科基础,体现学科特色。基于真实情境设计实验题突出绿色化学理念,凸显立德树人,厚植爱国情怀[14][15]。基于学科知识和能力设计基本实验题立足实验事实,关注逻辑推理、知识迁移等,注重问题解决过程的考查。基于素材新情境创新实验试题关注学生认知水平,聚焦科学探究,注重问题解决能力的考查。以上各类试题均以科学素养的发展为导向,关注真实问题解决能力,体现学科思想和观念内涵,凸显学科育人价值,基本满足了对基本知识、关键能力和必备品格的考查需要。

参考文献

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