基于科學(xué)探究過程命制化學(xué)試題
———以Na2O2 與H2O 的反應(yīng)為例

◇ 北京 魏 麗 秦 蕾

1 基于科學(xué)探究和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的試題命制背景

1.1 科學(xué)探究是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要途徑

科學(xué)探究是發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑之一.科學(xué)探究不僅可以引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考，更重要的是通過探究活動(dòng)體驗(yàn)自然科學(xué)的學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決真實(shí)問題的能力.

1.2 學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是促成學(xué)習(xí)的重要手段

課程標(biāo)準(zhǔn)突出“教、學(xué)、評(píng)”的一體化，學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是促進(jìn)學(xué)習(xí)發(fā)生、發(fā)展的重要手段.在《必修1》的教學(xué)中，學(xué)生針對(duì)“Na2O2與H2O 的反應(yīng)中滴加酚酞出現(xiàn)先變紅后褪色的現(xiàn)象”進(jìn)行了深入探究，學(xué)生不但運(yùn)用知識(shí)解決了問題，體驗(yàn)到了學(xué)習(xí)的快樂，而且促進(jìn)了學(xué)習(xí)興趣的增長(zhǎng)和學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變.這樣的學(xué)習(xí)過程激發(fā)教師進(jìn)一步思考“評(píng)價(jià)可否就過程性和結(jié)果性進(jìn)行有機(jī)地整合”，即選取學(xué)生真實(shí)的探究過程來命制試題，從而診斷學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展及學(xué)科能力的達(dá)成情況.

2 基于科學(xué)探究過程的試題命制及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 基于科學(xué)探究過程的試題命制

課外學(xué)習(xí)小組在探究Na2O2的性質(zhì)時(shí)實(shí)驗(yàn)如下：向盛有一定質(zhì)量Na2O2的試管中加入少量水，觀察到有大量氣泡產(chǎn)生.加入1滴酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變紅，過一會(huì)兒溶液又褪為無色.為了探究Na2O2與水反應(yīng)后溶液滴加酚酞先變紅后褪色的原因，學(xué)習(xí)小組繼續(xù)進(jìn)行分析探究.

(1)分析Na2O2與水的反應(yīng)，請(qǐng)結(jié)合反應(yīng)方程式解釋酚酞變紅的原因：.

(2)甲同學(xué)分析空氣的成分中含有CO2，導(dǎo)致反應(yīng)后的溶液褪色.請(qǐng)判斷甲同學(xué)的猜想是否合理，并說明原因：.

(3)乙同學(xué)根據(jù)元素化合價(jià)分析產(chǎn)物中的O2具有(填“氧化”或“還原”)性，推測(cè)溶液褪色可能與O2的性質(zhì)有關(guān).為了驗(yàn)證猜想，乙同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn).通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溶液褪色與O2無關(guān)，請(qǐng)據(jù)此補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)報(bào)告(表1).

表1

(4)丙同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)酚酞變色有一個(gè)濃度范圍，即溶液中的c(OH－)大于某濃度時(shí)，溶液先變紅，一段時(shí)間后褪色.丙同學(xué)提出猜想：該反應(yīng)生成NaOH，c(OH－)對(duì)溶液褪色有影響.為了驗(yàn)證猜想，丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)如下：

步驟1：配制100mL6mol·L－1NaOH 溶液，分別稀釋得到不同濃度的NaOH 溶液.

步驟2：向5支試管中分別加入6 mL 不同濃度的NaOH 溶液和1滴酚酞，實(shí)驗(yàn)記錄如表2所示.

表2

(5)丁同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)Na2O2與水的反應(yīng)可分為 兩 步：① Na2O2＋2H2O ＝2NaOH ＋H2O2，②2H2O2＝2H2O＋O2↑.丁同學(xué)提出猜想：該反應(yīng)過程的中間產(chǎn)物H2O2具有氧化性和漂白性，溶液褪色與H2O2有關(guān).請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)幫丁同學(xué)驗(yàn)證他的猜想.

試題的命制再現(xiàn)了學(xué)生探究問題的真實(shí)過程，體現(xiàn)了學(xué)生基于物質(zhì)的組成和性質(zhì)推測(cè)復(fù)雜體系中發(fā)生反應(yīng)可能性的一般認(rèn)識(shí)思路.

2.2 基于學(xué)科能力界定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

參考王磊教授團(tuán)隊(duì)關(guān)于化學(xué)學(xué)科能力的指標(biāo)，結(jié)合學(xué)科核心素養(yǎng)，分別界定學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平.

表3

續(xù)表

3 基于科學(xué)探究和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的教學(xué)反思

《必修1》的教學(xué)階段安排了較多的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的問卷調(diào)查結(jié)果如表4所示.

表4

在問題①中，累計(jì)99%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)次數(shù)合適甚至希望更多；在問題②中，有近65%的學(xué)生認(rèn)為探究實(shí)驗(yàn)的收獲最大.試題命制以學(xué)生真實(shí)的科學(xué)探究過程為載體，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)識(shí)發(fā)展路徑，以能力評(píng)價(jià)的方式再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究體驗(yàn)，一是可以充分體現(xiàn)學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)之間的相互融合與促進(jìn)，二是有助于利用學(xué)生探究過程中發(fā)現(xiàn)的問題對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行二次甚至多次診斷.因此基于科學(xué)探究的化學(xué)試題命制值得我們進(jìn)一步實(shí)踐與思考.