對一道高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題的研究及其啟示

趙雪 盧巍

摘要：2014年高考山東理綜卷第10題是一道考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作及裝置的基礎(chǔ)試題，該題實(shí)測難度系數(shù)與命題者的預(yù)估難度出現(xiàn)了較大的偏差。為了闡釋這種差異產(chǎn)生的原因，我們從實(shí)證角度出發(fā)，通過針對高中化學(xué)教師和高三在校學(xué)生的問卷調(diào)查，對他們的主觀感受進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，以期發(fā)現(xiàn)本題在試題命制方面存在的問題，并對中學(xué)化學(xué)教學(xué)提供啟迪。

關(guān)鍵詞：化學(xué)高考；實(shí)驗(yàn)試題；調(diào)查問卷；教學(xué)診斷；命題反思

文章編號：1005–6629（2016）6–0090–04 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

2014年高考山東理綜卷第10題利用圖像的形式對化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了考查，試題重點(diǎn)考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作和常見裝置，涉及到溶液配制、中和滴定、物質(zhì)制備等基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。從試題內(nèi)容來看，該題應(yīng)屬于一道難度不大的基礎(chǔ)試題。然而耐人尋味的是，該題實(shí)測難度卻僅有0.40，特別是有近一半的考生錯(cuò)選了D選項(xiàng)；此外，本題的區(qū)分度為0.28，根據(jù)艾貝爾（Eebel R. L）所提出的選擇題區(qū)分度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，該題屬于需要修改的一類題目。為闡釋該題所表現(xiàn)出的異常的實(shí)測數(shù)據(jù)，我們針對T市部分化學(xué)教師及高三在校學(xué)生，采用調(diào)查問卷的形式，通過實(shí)證研究進(jìn)行分析，以期發(fā)現(xiàn)教學(xué)或是試題命制方面所存在的問題。本文擬從“學(xué)生問卷情況分析”、“教師問卷情況分析”、“教學(xué)診斷及命題反思”三方面進(jìn)行探析。

試題內(nèi)容：下列實(shí)驗(yàn)操作或裝置（略去部分夾持儀器）正確的是（ ）。

1 調(diào)查方案設(shè)計(jì)

本文采用問卷調(diào)查法，將所要調(diào)查的問題編制成問卷，現(xiàn)場分發(fā)給被調(diào)査者并對回收的有效問卷進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)整理。本次調(diào)查的對象分為兩部分：高中化學(xué)教師及處在一輪復(fù)習(xí)階段的在校高三學(xué)生，所使用的工具為兩個(gè)版本的調(diào)查問卷（教師版及學(xué)生版）。我們針對T市甲、乙、丙三所高中學(xué)校的43名化學(xué)教師、379名高三在校生進(jìn)行了問卷調(diào)查，以獲得教師和學(xué)生對該題的直觀感受及觀點(diǎn)看法。需要說明的是，甲、乙兩校為市屬學(xué)校，學(xué)生均來自市區(qū)；丙校為區(qū)屬學(xué)校，學(xué)生均來自農(nóng)村。調(diào)查問卷的抽樣情況詳見表1。

2 學(xué)生問卷情況分析

2.1 學(xué)生表現(xiàn)及差異性分析

通過將本次調(diào)查中學(xué)生的表現(xiàn)情況與高考實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較（見表2），我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生作答的選項(xiàng)分布趨勢與高考實(shí)測的情況是大體一致的，即大多數(shù)學(xué)生都可以正確判斷選項(xiàng)A，而對于選項(xiàng)C、D則有較多考生無法正確判斷。但本次調(diào)查中，學(xué)生在B選項(xiàng)上的表現(xiàn)與高考實(shí)測數(shù)據(jù)相比存在比較明顯的差異，誤選該選項(xiàng)的學(xué)生人數(shù)較高，約高出7個(gè)百分點(diǎn)。選項(xiàng)B考查的主要內(nèi)容是滴定待測NaOH溶液時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)液選用何種滴定管盛放，重點(diǎn)考查中和滴定的實(shí)驗(yàn)原理。我們認(rèn)為，在完成高三復(fù)習(xí)后，學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理的理解與掌握上可以獲得較大的提升，因而在高考實(shí)測中可以較好地應(yīng)對此類題目。而選項(xiàng)C、D主要考查具體實(shí)驗(yàn)操作或?qū)嶒?yàn)儀器裝置的識(shí)別與評價(jià)，對比高考實(shí)測數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)經(jīng)過高三階段的復(fù)習(xí)后，學(xué)生的上述實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ]有獲得明顯提高。

說明：表中數(shù)據(jù)為選答該選項(xiàng)人數(shù)占總?cè)藬?shù)的百分比，以下同。

為分析農(nóng)村學(xué)生與城市學(xué)生在應(yīng)對該試題時(shí)的表現(xiàn)是否存在差異，我們統(tǒng)計(jì)了兩類學(xué)生在四個(gè)選項(xiàng)上的選答百分比，見表3。我們發(fā)現(xiàn)兩類學(xué)生的表現(xiàn)差異集中體現(xiàn)在C、D兩個(gè)選項(xiàng)上，農(nóng)村學(xué)生較城市學(xué)生的表現(xiàn)存在一定差距，這可以在一個(gè)側(cè)面反映出兩類學(xué)校在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的投入所存在的差距。

我們還分析了學(xué)生在應(yīng)對本題時(shí)是否存在性別差異，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明（見表4），男女生在應(yīng)對此題時(shí)表現(xiàn)出的差異并不大，男生在選項(xiàng)C、D上的表現(xiàn)較女生略好一些，這大概可以歸結(jié)于男女生對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)甚至化學(xué)學(xué)科的興趣程度存在一定的差別，當(dāng)然這種差別并不明顯。

2.2 學(xué)生心理感受及知識(shí)缺陷分析

為了分析學(xué)生在作答本題時(shí)存在的主要困難，我們設(shè)計(jì)了一組問題，分別是“您能確定一定是錯(cuò)誤的選項(xiàng)有哪些？”，“您無法判斷正確與否的選項(xiàng)有哪些？”，“您對上述實(shí)驗(yàn)操作或?qū)嶒?yàn)裝置的哪些細(xì)節(jié)不明確？”。我們將學(xué)生對前兩個(gè)問題的回答情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，見圖1和圖2，結(jié)果表明學(xué)生在應(yīng)對選項(xiàng)B、C、D時(shí)均存在一定的應(yīng)答困難。

對于選項(xiàng)B，約有28%的學(xué)生反映無法判斷其正誤，通過分析這部分學(xué)生對“您對上述實(shí)驗(yàn)操作或?qū)嶒?yàn)裝置的哪些細(xì)節(jié)不明確？”問題的回答，我們發(fā)現(xiàn)這部分學(xué)生并沒有發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)原理存在的錯(cuò)誤，而是對“滴定管是否應(yīng)插入錐形瓶”、“能否用錐形瓶盛放待測液”等具體實(shí)驗(yàn)操作存在一定的疑惑。

對于選項(xiàng)C，無法判斷或判斷錯(cuò)誤的樣本比例達(dá)到了78%，而在無法判斷該選項(xiàng)正誤的樣本中，絕大多數(shù)學(xué)生都反映自己對該實(shí)驗(yàn)非常不熟悉，另有部分樣本反映無法確定導(dǎo)管是否應(yīng)插入飽和Na2CO3溶液液面以下。我們分析，目前在高中階段，基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)屬于選考內(nèi)容，無論“教”還是“學(xué)”對有機(jī)化學(xué)及有機(jī)化學(xué)中的典型實(shí)驗(yàn)投入精力均較少，這也是導(dǎo)致大量學(xué)生反映對C選項(xiàng)考查內(nèi)容完全不熟悉的主要原因。

對于選項(xiàng)D，只有不到20%的學(xué)生反映能夠確定該選項(xiàng)一定錯(cuò)誤，在無法確定正誤的樣本中，大部分學(xué)生反映其不能確定導(dǎo)氣管的長度，另有部分學(xué)生反映其對試管口放置棉花的作用不清楚。

通過上述分析，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生所存在的主要問題在于其對很多具體的實(shí)驗(yàn)操作不明確，甚至于對某些實(shí)驗(yàn)完全不了解。這種現(xiàn)象或許可以用調(diào)查對象對“您曾經(jīng)動(dòng)手做過的有： ，雖未做過但看過實(shí)驗(yàn)視頻的有： ，只是聽老師講述的實(shí)驗(yàn)有： ，完全不了解的實(shí)驗(yàn)有： 。”問題的回答來加以解釋。在全部335個(gè)有效樣本中，只有約10%的學(xué)生反映曾經(jīng)動(dòng)手做過配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的實(shí)驗(yàn)，而其他三個(gè)實(shí)驗(yàn)所有學(xué)生均反映并未真正操作過；此外約有45%的學(xué)生反映對乙酸乙酯制備的實(shí)驗(yàn)完全不了解。通過這些分析，我們可以看到，目前中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要方式是教師演示或者播放實(shí)驗(yàn)視頻，這種情況導(dǎo)致了學(xué)生在應(yīng)對涉及到具體實(shí)驗(yàn)操作的題目時(shí)，往往存在較大的困難。

3 教師問卷情況分析

3.1 教師對試題難度和學(xué)生表現(xiàn)的預(yù)測

在教師調(diào)查問卷中，我們設(shè)計(jì)了“您認(rèn)為學(xué)生判斷存在較大困難的選項(xiàng)有哪些？”的問題，在所有43份調(diào)查問卷中，90%的樣本將C選項(xiàng)列為困難項(xiàng)，70%的樣本將D選項(xiàng)列為困難項(xiàng)，有35%的樣本將B選項(xiàng)列為困難項(xiàng)，這些數(shù)據(jù)與學(xué)生的表現(xiàn)是符合的。對于“您判斷學(xué)生容易出錯(cuò)或者無法確定的是哪些實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)？”的問題，教師的回答主要包括“乙酸乙酯制備實(shí)驗(yàn)不熟悉”，“滴定管長度不明確”，“氨氣收集裝置中導(dǎo)氣管長度不明確”，“復(fù)雜實(shí)驗(yàn)裝置中多儀器的組合會(huì)對學(xué)生應(yīng)答造成干擾”等，這些情況與學(xué)生樣本中反映的問題基本上也是一致的。由此可見，教師對學(xué)生應(yīng)答此題可能出現(xiàn)的問題的把握是比較準(zhǔn)確的。盡管如此，教師對本題難度系數(shù)的預(yù)測仍出現(xiàn)了較大偏差，受調(diào)查教師認(rèn)為此題的平均難度系數(shù)應(yīng)為0.68左右，遠(yuǎn)高于本次調(diào)查所獲得的0.33的難度系數(shù)，可見學(xué)生在應(yīng)答此題時(shí)的表現(xiàn)遠(yuǎn)低于教師的預(yù)期。

3.2 教師對學(xué)生表現(xiàn)的分析

就高考實(shí)測難度系數(shù)偏低的情況，我們在調(diào)查問卷中請受調(diào)查教師對學(xué)生這種低于預(yù)期的表現(xiàn)進(jìn)行了分析，然后將獲得的原因進(jìn)行了歸納。這些問題主要包括：有80%的受訪教師指出學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)非常不熟悉，而且很少動(dòng)手操作，學(xué)生往往只重視實(shí)驗(yàn)的結(jié)果而忽略具體實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)；有60%的受訪教師認(rèn)為高考理綜試題作答時(shí)間緊張，學(xué)生審題不仔細(xì)是導(dǎo)致失分的重要原因；有50%的教師認(rèn)為沒有選修《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》模塊的學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)非常陌生，因此很難對選項(xiàng)C加以判斷。根據(jù)上述調(diào)查結(jié)果，我們認(rèn)為目前的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，存在著強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記憶，缺乏動(dòng)手操作的現(xiàn)象，這是導(dǎo)致學(xué)生應(yīng)對本題存在較大困難的主要原因。

3.3 教師反映試題命制所存在的問題

在調(diào)查問卷中我們設(shè)計(jì)了“試題是否存在超綱”，“試題是否存在歧義”，“試題信息量是否過大”，“干擾項(xiàng)干擾程度是否過大”，“試題考查內(nèi)容是否過于細(xì)化”等問題，請受訪教師分析試題命制方面所存在的問題。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，受訪教師普遍認(rèn)為本題不存在超綱和有歧義等問題，但有50%的教師認(rèn)為試題存在考查內(nèi)容過于細(xì)化的情況，有40%的教師認(rèn)為試題信息量過大使學(xué)生審題不夠細(xì)致導(dǎo)致失分。我們認(rèn)為這對于很多“背實(shí)驗(yàn)”而未親手操作實(shí)驗(yàn)的考生來講，應(yīng)對實(shí)驗(yàn)操作的考查是比較困難的，而由于本題集中考查了多個(gè)實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)問題，因此導(dǎo)致出現(xiàn)了實(shí)測難度系數(shù)遠(yuǎn)低于預(yù)估值的情況。

4 教學(xué)診斷及命題反思

4.1 試題命制方面的啟示

總結(jié)試題命制方面存在的問題，我們認(rèn)為主要有以下兩點(diǎn)：

4.1.1 本題部分選項(xiàng)所要求的思維過程過于復(fù)雜

我們知道，客觀題是通過考生的思維結(jié)果對考生能力或者思維品質(zhì)進(jìn)行測量，如果思維過程比較復(fù)雜，那么考生應(yīng)答錯(cuò)誤時(shí)，就無法判斷考生究竟是哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題，進(jìn)而導(dǎo)致對考生分析問題的能力做出不正確的判斷。本題B選項(xiàng)，重點(diǎn)考查考生對中和滴定實(shí)驗(yàn)原理的掌握，然而很多考生的思維重心放到了實(shí)驗(yàn)操作方面；D選項(xiàng)重點(diǎn)考查常見氣體的收集方法，但由于儀器裝置比較復(fù)雜，很多考生的注意力集中在氣體發(fā)生裝置或干燥裝置，使得部分粗心的考生出現(xiàn)了錯(cuò)誤。

4.1.2 選項(xiàng)同質(zhì)性存在一定的欠缺

對于客觀題而言，所有選項(xiàng)應(yīng)該是同質(zhì)的，而本題中選項(xiàng)A考查配制溶液時(shí)定容的操作；選項(xiàng)B考查中和滴定滴定管的選擇，實(shí)際考查的是中和滴定的實(shí)驗(yàn)原理；選項(xiàng)C、D則考查實(shí)驗(yàn)裝置的識(shí)別與評價(jià)。盡管所有選項(xiàng)均涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，但干擾項(xiàng)與正確項(xiàng)實(shí)際并非同質(zhì)項(xiàng)。這個(gè)問題是我們在今后的選擇題命題實(shí)踐中要加以避免的。

4.2 中學(xué)化學(xué)教學(xué)存在的問題

4.2.1 學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)實(shí)踐

在目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生基本上得不到動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，很多情況是通過觀看視頻甚至是教師的課堂講授來完成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，這種化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的方式其效果是可想而知的。事實(shí)上，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)的重要方法，是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的重要途徑，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾^程。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χ挥性谟H自動(dòng)手操作中才能得到充分鍛煉和提高。而目前化學(xué)實(shí)驗(yàn)的形同虛設(shè)必將導(dǎo)致高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的低效率。

4.2.2 有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)存在弱化的問題

由于《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》屬于選修模塊，也是山東省高考的選考模塊，因此多年來山東省高考試題必考部分所涉及的有機(jī)化學(xué)內(nèi)容較少而且也相對比較基礎(chǔ)。因此，在當(dāng)前的高中化學(xué)教學(xué)中，對有機(jī)化學(xué)必修內(nèi)容的投入是比較欠缺的，這一點(diǎn)從2014年山東高考第10題C選項(xiàng)的測試情況也可見一斑。而有機(jī)化學(xué)作為化學(xué)課程重要的組成內(nèi)容，在生活生產(chǎn)社會(huì)實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用，因此需要廣大一線化學(xué)教師提高對這部分內(nèi)容的重視程度，而不能僅僅以“應(yīng)試教育”的思維來對待有機(jī)化學(xué)的教學(xué)。

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