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标题 原创实验题命制模型研究
范文 摘要：针对当前实验题命制过程存在的问题，提出遵循“真实化学”理念的实验题命制模型，包括目标设计→素材筛选→初步命题→题目审核→题目优化五个步骤，以过硫酸钠的制法、性质为案例阐述原创实验题的研制过程。
关键词：原创题；化学实验题；命题模型；试题研制
文章编号：1005–6629（2015）8–0075–05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
1 当前实验题命制存在的问题
化学实验对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用，其有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情景，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。实验教学在中学化学教学中有如此无可替代的重要地位，因此实验题命制的价值导向显得至关重要。然而，在实际实验题命制过程中却存在明显不足。
一是人为臆造实验情况，缺乏实证性。例如，“如何鉴别白色粉末为碳酸钠还是碳酸氢钠”，有些教师在设计试题的时候还是习惯性地说可以使用氯化钙或者氯化钡观察是否产生沉淀来判断，殊不知碳酸氢钠与其反应是否会产生沉淀关键是碳酸氢根电离出来的碳酸根与钙离子（或钡离子）的乘积Q与Ksp大小比较。一般在常量浓度情况下，Q>Ksp，肯定会产生沉淀[1]。类似实验试题的出现，对中学实验教学导向产生了不良的影响，对学生的实证精神也产生了莫大的伤害。
二是远离实验室，让学生产生疏离感。许多实验题设计背景确实在体现时代性、创新性方面做得很好，但是由于其实验背景基本取材于工业化学技术方面的问题，诸如“利用Fenton法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响”之类的试题虽然立意很好，但是对于学生来说很难在实验室中完成，这样对学生实验能力的考查仅仅停留在纸笔测验上，很容易导致学生将更多的精力放在“刷题”即“题海战术”中，对实验教学导向起到了不良的影响。
2 实验题命制模型
针对上述问题，在命制实验题过程当中应当遵循“真实化学”理念[2]，从既有的教材拓展挖掘灵感，走进实际生产生活，使得学生体会到化学知识与生产生活紧密相连，化学就在身边。笔者结合近年来各级试题命制经验，提出实验题的命制模型（见图1）。
2.1目标设计
在进行目标设计的时候必须基于三个原则。首先，根据教材、课程标准和考试大纲对实验教学的要求梳理出实验题涉及到的知识点。思维导图[3]是一个很好的将知识点网络化、系统化的工具，不仅便于命题者直接抓住实验题的关键部分，更有利于命题者平衡试题命制过程中知识点的分布，使得试题考查范围尽可能广（见图2）；其次，确定本次实验题的考查目标及侧重点，从中筛选出需要考查的知识点。知识点的选择要充分考虑到学生目前的学习状况，同时也要考虑试题的难度、区分度、信度，将试题的功能从以往专注于考查知识本身向肯定学生已有学习成果、提升学生化学素养的方向转变；最后，寻找激发点，找寻与目标相匹配的命题素材。
2.2 素材筛选
进行素材的筛选必须考虑三个问题。首先，素材应以学生生活经验、学习特点及认知水平为出发点，力求避免脱离中学实验中的实际问题，盲目地一味求新，变成学生无法完成的无效题，也就失去试题本身的肯定、检测、发现问题的功能与价值。其次，寻找素材可以将教材和高考试题作为出发点。以广东卷为例，07年的碘钟问题，即以O3氧化I-为素材，探究反应物浓度与反应速率之间的关系，其素材灵感就是来源于鲁科版《化学反应原理》中“利用H2O2氧化I-反应”探究反应物浓度与反应速率之间的关系，仅仅是将氧化剂H2O2换成了O3。再次，素材即切入角度选定以后，应寻找素材完善具体实验过程和相关科学定量数据。此时可以借助网络，寻找与素材相关度大的文献进行下载、阅读。最后，注意保证素材的科学性、准确性。所遴选的素材尽量选择影响因子相对较高的权威学术杂志，同时，如果条件允许的话，最好在实验室重现文献过程，保证素材的科学性。
2.3 初步命题

初步命题关键是建立题目与目标、素材之间的联系过程。分析素材中隐含着哪些知识、过程、方法，从素材中抽取出来，用中学生现阶段可以接受的语言进行信息铺垫，设置问题。同时需注意三个方面：一是知识点分布要合理，既要考查基本实验仪器，也要关注实验基本操作，更要关注实验数据的获得以及实验方案的设计及评价。如果可以继续升华，上升到考查实验思想当然就更好了；二是要关注难易点的分布。一般来说，根据学生思考问题的习惯，应该是先易后难。当然，在素材挖掘过程当中，肯定会存在中间某个问题相对较难的情况，这个时候可以通过提示或者给足信息的方式降低思维的难度，便于学生解答；三是尽量降低问题设计的相关性。如果一个难点问题与下一个难点问题相关性过大，很可能就是学生上一个问题没有思考清楚，下一个问题就无从解答，造成整道实验题空白的情况，这样对全面检测学生实验能力的效度就大打折扣了。
2.4 题目审核
题目审核需要关注四点：一是与原来预设的目标是否有偏差。如果原来目标设计时更多关注点是实验前仪器的选择、设计以及实验中的实验操作及数据的获得，而实际命制出来更多的是实验结果的评价及实验数据的分析，这时候就需要对问题进行重新考量了；二是考查的知识点或者能力点是否有重复的地方。如果问题考查的点重复过多，就需要根据实验题思维导图重新选择那些没有涉及到的点，进行重新设计命制；三是与整份试卷有没有重复的地方。整份试卷对学生能力的考查应该是多维度的，如果某知识点在选择题部分已经有所涉及，那么在实验题部分就应该果断放弃；四是注意科学性问题。科学性除了尊重原文献之外，在所给信息是否充足，是否符合中学阶段学生思考习惯，文字描述是否合理、准确等方面都要进行精雕细刻。
2.5 题目优化
题目的优化应针对题目审核中出现的问题及时进行调整。如果与原来预设的目标产生偏差，可以集体协商探讨来解决。如果考查知识点有大量重复的内容，应果断舍弃一些相对不是很精彩的部分，然后继续挖掘素材，从其他的角度进行设问。如果题目设置存在科学性问题，首先应从文献的权威性上进行考量，其次是思考在语言描述上是否存在缺漏或者不合理的地方。当然题目优化最重要的部分还是要注意每道题的难度及区分度，原则上建议不要出现难度值低于0.2的试题，同时也要考虑到学生的答题量，尽量不要大部分是文字表达，其他形式如填空、选择、作图等需要整体考量。
3 实验题命制案例


3.1 目标设计，明晰考点
本次实验命题希望全方位、多角度来考查学生对物质制备、性质实验、定量实验的理解，同时希望将命题着眼点从重视实验后的数据处理及评价分析转移到实验前方案的设计、仪器的选择和实验过程中的实验操作上来，力求能够真实反映学生实验基本能力和将学习过的实验知识及技能迁移应用的能力。
3.2 阅读文献，素材筛选
试题目标设定好以后，接着就是如何建立目标与素材之间的关系。过硫酸钠的制备文献分别从温度的控制、脱氨速率等角度进行研究，为了更加契合中学生的思维习惯及学习基础，选择温度控制作为命题的切入点。性质实验部分，过硫酸钠的氧化性及其随着温度的升高溶解度和溶液的pH变化都很有特点，在选择切入点的时候，觉得关于氧化性的探究对于大部分学生来说已经非常熟悉，思维方式也是驾轻就熟，因此选择了研究后者作为着眼点。这样不仅可以考查初中学习过的溶解度知识，而且也可以考查高中化学的水解相关问题，这样将初、高中知识有效整合，综合考查学生解决问题的能力。定量实验则从传统定量实验问题出发，考查如何获取有效数据，消除干扰，进行简单化学计算的能力。
3.3 资料整合，初步命题
对这些纷繁芜杂的信息进行处理，选择了实验装置的作用、实验仪器、实验操作的目的、最佳条件的选择、实验方案设计、实验试剂的作用、空白实验思想、定量计算这些能力点。学生未知的知识以已知方程式的信息形式直观呈现，力求规范化和简约化。在细节上，注意语言指向性明确，尽量尊重原文献以保证科学性，同时兼顾学生的阅读量、思维量和答题量，形成了初稿如下。


3.4 题目审核，回归预设
初稿出来以后，反复斟酌，发现实验三与原来预设的命题目标有出入。虽然试题在考查定量实验部分有亮点，甚至将命题的着眼点放到了实验思想即空白对照实验上去了，但是纵观整道试题，没有一处考查到实验操作，而实验一、二由于素材的局限性已经很难再挖掘出新的亮点来考查实验基本操作。斟酌再三，准备将实验三原来的命题思路完全抛弃掉，另起炉灶。正值一筹莫展之际，想到最近热点问题如何消除雾霾，如何提高空气质量给了新的灵感，结合手里的素材，用过硫酸钠消除NO的污染不就是要找的新的突破口吗？关于气体很容易考查实验操作的问题，因为NO本身颜色以及氧化以后颜色的特殊性，考查实验现象也是一个非常不错的亮点，思索再三后，将完全颠覆后重新亮相的实验三呈现在我们面前。
修改后的实验三 过硫酸钠的应用研究
（5）为检验用Na2S2O8溶液吸收NO的可行性，某同学设计了图5所示装置进行实验（已知NO不溶于NaOH溶液）。实验步骤如下：
i.检验装置的气密性，并按图5加入试剂；
ii.打开a和d，通入足量N2，关闭d；
iii.往装置中通入适量NO，关闭a；
iv. ……
①请将步骤ⅳ的实验操作补充完整 。
②能证明该实验方案可行的实验现象是。

3.5 题目优化，臻于完美
经过试题审核环节后，与原来的预设目标基本达成一致，知识点间的重复现象基本没有出现，同时各条设问之间的关联性加强了，但是仍然还存在一些不足。
首先，学生需要填答的文字量太大了，有些学生为了从整体考虑将文字陈述部分直接舍弃，这样就达不到原来预设的考查目标，得到的检测数据也会失真。因此将实验一第二问由填空式改为选择式，修改后的设问变为“（2）图3装置Ⅰ还需补充的实验仪器或装置有 （填序号）。a.温度计b.酒精灯c.水浴d.洗气瓶”。同时，因为实验三第一空需要填答的内容过多，为了减少学生答题量，但是又能恰如其分地考查学生对整个实验过程的理解，因此将着眼点放在分液漏斗的操作上。修改后的设问变为“①步骤iv中，对分液漏斗的操作是 ”。
其次，实验二考查过硫酸钠的性质实验直接利用文献中的图像进行考查，由于图像简洁直指目标，对学生高阶思维考查力度不够，因此准备将图像改为表格数据，并且设问也采取阶梯上升式，充分挖掘素材蕴含的思维价值，修改后的实验二变为：
（4）过硫酸钠在不同温度下的溶解度及其饱和溶液的pH随温度的变化关系如下表：


①由上表可得出的结论是 。
②过硫酸钠溶液的pH在一定温度下迅速下降的原因可能是 。
③检验过硫酸钠水解产物的实验方案是。
一道好的实验题的研制，其实关键首先要对所要考查的目标清晰化，接下来在具体素材的选择及试题设问的设计其实是不断地自我否定的过程，其中艰辛只有身在其中方能回味。借用郑板桥（清）的《竹石》对原创实验题研制策略做一个总结：“咬定青山不放松，立根原在破岩中。千磨万击还坚劲，任尔东西南北风！”
参考文献：
[1]江合佩.一道关于“NaHCO3纯度测定”的实验原创题[J].化学教学，2014，（7）：72～74.
[2]陆军.化工流程试题的研制策略[J].中学化学教学参考，2010，（8）：51～53.
[3]苑冰.运用思维导图建构化学知识体系的研究[D].大连：辽宁师范大学硕士学位论文，2008：3.
[4]张志炳，周明生.过硫酸钠合成过程的脱氨速率研究[J].化学反应与工程工艺，1995，（3）：270～276.

[7]赵进英，张耀斌，全燮，赵雅芝.加热和亚铁离子活化过硫酸钠氧化降解4-CP的研究[J].环境科学，2010，（5）：1233～1237.
[8]杨春维，唐玉玲，王莉君. Fe2+活化过硫酸钠氧化脱色罗丹明B溶液[J].广东化工，2013，（8）：23～24.
[9]薛蔓，王凯，余磊，崔元臣. Na2S2O8-Fe2+对田菁胶的氧化降解行为研究[J].高分子通报，2010，（4）：84～87.
[10]康雪，马晓迅，高续春，师亚.过硫酸钠溶液氧化吸收NO工艺[J].化学工程，2013，（8）：12～15.



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更新时间：2025/2/6 0:56:30