例谈“素养为本”实验题的命制策略

顾弘 吴永才

摘要： 基于核心素养评价要求，依托命题框架，结合例题，介绍了从真情境、高立意、巧构题、准作答、实磨题五个策略入手完成化学实验题的命制。

关键词： 素养为本; 化学实验题命制; 命题框架; 命制策略

文章编号： 1005-6629（2019）2-0079-06            中图分类号： G633.8            文献标识码： B

试题是诊断学习者的学习效果，以量化指标反映学习者学习状况的工具。从系统论的角度来讲，试题命制是通过教学系统中的信息传递和反馈形成教与学的过程控制，所以试题命制具有教学调节和教学反馈的功能。

1  化学学科核心素养的认识

化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”5个方面。其中“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”和“证据推理与模型认知”要求学生形成化学学科的思想和方法;“科学探究与创新意识”从实践层面激励学生勇于创新;“科学态度与社会责任”进一步揭示化学学习更高层次的价值追求，因此5个方面存在如图1所示的关系[1]。

2  命题框架

在命题过程中需要坚持以化学学科核心素养为导向，准确把握“素养”“情境”“问题”和“知识”之间的关系，构建如图2所示的命题框架。

2.1  要素

上述图2的框架表明，命题就是要从核心素养评价标准出发，并以课程标准和考试说明为依据，从而确定相应试题的测试目标，处理好“情境”“知识”“问题”这三个要素之间的关系，要求注意到“情境”和“知识”是服务于“问题”的提出与解决以及“问题”“情境”“知识”相互间存在的密切联系。而试题的情境就应紧密联系学生学习和生活实际，体现时代性、针对性、启发性、过程性和科学性，且与测试要求保持一致，同时还能有一定的陌生度、丰富性、生动性。

在命题过程中如何合理地完成“知识”“问题”和“情境”三个命题要素协调统一，其关键就是做好下述六个选择。

2.2  立意

（1） 思想选择： 即选择考查的学科核心思想，如表1[2]所示。

（2） 知识选择： 国家课程标准中规定的五个主题中所涉及的相关知识。

（3） 标准选择： 标准也就是以学生能力发展水平和核心素养要求为根本依据设计命题考查的难度。核心素养要求同时也是化学学科的核心知识，应作为重点深入考查。同时还必须兼顾评价目标来确定标准，如果仅仅是阶段性评价或过程性评价则应控制命制的标准，适当降低难度;如果是总结性评价则可以对化学学科的核心思想方法适当地提高标准。

以上三点选择在题目命制过程中并不直接呈现在卷面上，是命题者设计的测量目标，所以是隐性表达，因此可以称之为命题的立意。

2.3  构题

（1） 题型选择： 题型选择就是根据评价的要求选择合适的题型。评价要求低一些，可以是单项选择题、基础连线题、简单填空题;评价要求高一些，可以采用推断题、不定项选择、作图题、计算题、情境分析题、实验探究题、流程分析题等题型。

（2） 呈现选择： 呈现形式是指题目的叙述方式，化学试题的叙述方式是丰富多彩的，可以文字表述、实物图片表述、表格式表示、装置图表述、图像式表述、流程式表述等，当然还可以多种形式的混合表述。均可以依据要求采用合适的表述方式。

（3） 容量選择： 试题的命制依据情境的复杂性和评价要求两个因素。一般简单题字数相对较少，传递的信息相对单一;评价要求高则表述的字数多，图、曲线相对复杂，传递的信息相对丰富且比较隐蔽，学生获取信息的能力要求高。但也有一些计算题表述虽简单，但思维容量极高。所以这个容量应该既含有题目的信息容量，同时还要考虑学生获取信息的时间容量。

而这三个选择由于直接在卷面上呈现，是命题的直接表现，所以是显性表达，因此可以称之为命题的构题。

综合来看，命题的立意决定了命题的构题，命题的构题要服从命题的立意，当两者达到协调统一则可形成较为合理的命题，这就是一个成题的过程。

2.4  完善定题

成题后一定要作答，尤其是较为复杂的问题一定要请数位命题者作答，在作答过程中才可能发现问题。命题人思维的局限性很难避免，而且命题人对命题难度的预估很容易发生偏差，只有在作答过程中才可能被发现并进而作出调整。同时，成题后一定要作答，也是为了给出合理的评分标准和参考答案，尤其是文字表述类问题，因为初中学生逻辑思维、学科思维、科学表述能力发展存在较大的差异，评分标准设置的精确性、合理性对测量的难度、信度会起到举足轻重的作用。所以，从成题到最终定题是需要反复斟酌，不断打磨的过程，以避免科学性、公平性、合理性问题的出现。

3  基于核心素养下实验题命制的策略例析

在试卷中实验题也往往以控分点要求出现，是化学试卷中得分率相对偏低，区分度相对较大的题型。如何依托核心素养的要求，根据命题框架，结合教师经验，科学地命制化学实验题是值得深入研究的课题。

3.1  “情境真”是实验题命制的前提

命题情境素材的选择是命题的核心技术所在。国际大型测评项目（National Assessment of Educational Progress， NAEP）研究发现，与解答不包含情境的题目相比，学生解答有特定情境的题目时，不专注率和漏答率都明显降低。因此，题干中的真实情境能够提升学生参与作答的水平[3]。

例題： （2017年常州市前黄初级实验中学第二次模拟考试）黄老师设计如下图3所示趣味实验装置，其中甲、乙、丙三个广口瓶中依次装有浓硫酸、浓氨水、浓盐酸。装入药品，连接好仪器，黄老师按表2步骤依次进行实验。

（1） 完成步骤1、步骤2实验时，乙装置中均出现相同的现象是    ▲    ;

（2） 已知步骤2实验时，丙中发生化合反应，则化学方程式为    ▲    ;

（3） 黄老师设计该实验方案的目的是    ▲    ;

（4） 完成步骤3实验时，实验现象是    ▲    ，出现该现象的微观原因是    ▲    。

本题实验情境取自2017年4月常州市高中化学教师创新实验大赛中一个真实的实验案例，并且该实验所用的试剂均为学生学习中常见的药品，能保证较高的公平性，同时对装置及实验方案的创新设计，也就能保证问题具有一定的陌生度，实现证据推理水平的考核。

同时，从这个情境出发，笔者依据课程标准设计综合考查“证据推理”、“宏观辨识和微观探析”等素养水平。问题（3）就是要求学生在学科思想上深刻感悟“条件控制与选择”——控制变量设计对比实验，在对比推理中获得了浓盐酸、浓硫酸物理性质的差异这一知识点。而问题（4）的设计是典型的“宏微结合”，密闭容器内气压变化成因知识点考查能充分达成宏观现象与微观成因的一致性理解。所以真实的实验情境是命题立意实现的前提。

命题者不可能每一个实验素材都亲身操作和感悟一下，那么如何获得真实、科学、有效的情境素材呢？除了亲自体验实验外，命题者还可以充分挖掘教材内容、留意课堂教学、关注社会热点、学习专业期刊甚至搜索社交媒体等，均能从中获得很好的启示[4]。

3.2  “立意高”是实验题命制的灵魂

试题的高远立意对化学教师的专业素养提出了更高的要求，要求教师进一步增进对化学学科本质的理解，即对化学学科知识及其思维方式和方法的一种结构化的认识，这就不仅仅只是对化学知识的理解，还包括对具有化学学科特质的思维方式和方法的理解。

同时试题的立意还应注意引导并促进学生学习方式的转变。能引导学生重视通过典型的化学实验事实认识物质及其变化的本质和规律;能引导学生综合运用所学的化学知识和技能，进行实验设计、实验操作、实验分析并解决与化学有关的实际问题;还能引导学生通过化学实验探究活动认识化学，学习化学，研究化学，感悟化学，更深刻地认识化学的应用价值。

例题： （2017年常州市区初中新课结束考试）小苏打（碳酸氢钠）在日常生活中有广泛的用途，工业上制取小苏打有多种方法，其中有一种是气相固碳法，其利用的原理是： Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3。

学校实验小组在室温为15℃时，同学们将10g氢氧化钠固体完全溶解溶于80g水中，而后匀速地通入二氧化碳气体。同时用传感器测定溶液的pH变化，同时用数据采集器记录（如图4所示）并绘制图像（如图5所示）。

（1） 图4所示实验中，用“分液漏斗”而不用“长颈漏斗”其原因是    ▲    ;

（2） 通过图像分析，小苏打溶液是显    ▲    （填“酸性”、“中性”或“碱性”），图像中M点处发生的主要反应的化学方程式为    ▲    ;

（3） 为了确定M处溶液的成分，同学们进行如下实验：

实验步骤加入试剂实验现象初步实验结论

①滴入    ▲    试剂溶液变红

②加入    ▲    试剂        ▲        有    ▲    物质

（4） 实验过程中，同学们发现18min后溶液的pH基本不再变化，则此时烧杯中就可观察到的现象有    ▲    。

本题的情境源自校内的课题研究活动，探索数字化实验技术与课堂教学的深度融合，恰好可用于“数字化实验技术与命题”相结合，同时根据核心素养设计重点测量“变化观念”和“科学探究”素养水平，在这个命题中充分体现了化学学科的“量变到质变”、“定性到定量”“有序转化”的思想，对学生辩证唯物主义思想的发展有很好的引导作用。

其中对题干中图像变化的理解就体现了对“量变到质变”思想的考查。图像中起始点到第一段平台，要求学生明确“少量二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水”这个反应;而图像中在第一段平台到第二段平台这个过程，就要求学生根据信息理解“继续向溶液中通入二氧化碳，将发生二氧化碳、水和碳酸钠反应”。在这个分析过程中，学生能感悟到“随反应物量的变化，发生不同物质间的反应”，进而能理解“量变到质变”思想。

而本题的问题（4），表面上看是一个简单的文字叙述型的实验问题，但其实是要求学生至少完成两点分析： （1）定性分析，明确18min后烧杯内的反应是“Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3”;（2）定量分析，且定量分析中存在两个计算分析。第一，依据氢氧化钠质量算出碳酸钠和碳酸氢钠的质量;第二，根据表3中15℃时，碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度，计算分析溶液中溶质质量情况。完成上述分析后才能明白“溶液中碳酸氢钠因达到饱和而结晶析出，出现白色浑浊”。所以这个问题涉及化学方程式计算和溶解度计算，因而也就实现了“定性到定量”的考查。

同時本题还考查了学生的基础实验能力，如问题（1），比较思考“长颈漏斗”和“分液漏斗”使用差异;又如问题（3），考查学生实验设计的能力以及物质鉴别的相关知识。因此，高远的立意很好地促进了学生化学素养的提升，也引导了教师不断深入研究和学习。

3.3  “构题巧”是实验题命制的关键

命题过程中将“情境”和“知识”完整、精准、和谐地呈现为“问题”，这主要就是完成“构题”这一环节。构题就是在保证科学性的前提下，采用合理、巧妙的方式将情境和问题呈现。囿于纸媒的局限，目前题目的构题形式主要有文字、图像、表格、实验装置图、工业模型图、工艺流程图等形式，同时试题中的设问还要突出对核心概念和观念的考查，与核心素养要求保持一致，因此如何根据立意要求与命制要求将信息合理而巧妙地表达出来是命题的关键，而且很有技术性。

例题： （2018年常州市市区初中模拟考试）实验室利用下列装置（如图6所示）进行实验。

（1） 实验室若用Ⅰ装置制取氧气，则化学方程式是    ▲    ;

（2） 因实验室中长颈漏斗、分液漏斗均已破损，所以设计Ⅱ装置做二氧化碳反应装置，为保证“液封”同时还要节约药品，可以从实验室选用一个玻璃仪器，放入装置中，该玻璃仪器的名称是    ▲    ;

（3） ①实验室为实现即开即用地制取氢气搭建Ⅲ装置，实验时操作顺序是： BEC    ▲    （填字母）;

A. 打开止水夹;B. 向U型管中放入有孔塑料片;C. 将U型管两个管口分别塞上橡皮塞;

D. 向漏斗中加入稀盐酸;E. 在塑料片上放上锌粒;F. 连接排水法收集装置

② 上述D操作时，添加稀盐酸液面应当添加到如图    ▲    处（填字母，“a”、“b”或“c”）。

本题中问题（3）就充分表达出命制的技巧性。本题立意是测量学生的“模型认知”素养水平，取自于学生练习中熟悉的情境，考查学生“气压与气体制取装置关系”、“制取气体操作要点”以及“液封”的本质理解，于是将常规反应容器“试管”或“广口瓶”改为“U型管”，这就要求学生抓住“模型”变化的本质来思考。问题①如果是直接设问，应答形式就变为文字表述的说理题，这就大大提升试题难度，初中学生的科学表述能力相对较弱，实现完整准确的表达很困难，同时也增加了教师阅卷的难度和测量的不确定性。变成排序题后，降低了学生表述的要求，但并没有降低学生思维品质的考查，所以非常巧妙地实现了立意，也降低了难度。而问题②，考查了对“液封”和“装置即开即用”的理解，如果用文字表述题干，这是非常困难的，但是在装置图进行简单处理后，变成一个选择题，虽然降低要求但是构题却呈现出来一种简约的美。

3.4  “作答准”是实验题命制的需要

成题后必须设置参考答案和评分标准，尤其是文字表述的说理题，在这个过程中就是要考虑两点： 一是赋分点;二是赋分大小。考虑上述两点同时还要保证评分的时间和易操作性。对于赋分点，编制人员主要考虑： 不同解题答案中所反映的知识点及认知水平要求，并结合编制人员的经验，给出具体分值，这个分值具有一定的主观性，并且应尽可能罗列学生在该道试题上所有的应答情况，在整体不违反上述赋分原则的基础上，进一步细化、完善评分，形成较为统一的评分标准[5]。

例题： （2017年常州市实验初中模拟试卷）国际化学年全国趣味化学实验设计大赛中“紫海里升起的太阳”获得一等奖，实验设计如图7所示。将部分去壳的熟鸡蛋放入量筒，再沿量筒壁缓缓倒入浓硝酸，最后滴入一些石蕊试液。试回答：

本题中问题（4）在初次设计时没有问题①②，直接给一条横线，设置为一个问题，并整体赋予2分。但在作答设置评分标准时发现这个问题指向性不明确，学生很可能应答时只会给出一个答案，并且学生并不一定会在完成化学试卷时正确地使用物理知识从“溶液的密度变化”和“鸡蛋体积变化”两个角度作答。于是经讨论后作出修改，变成两个问题，每个答案赋予1分。这样处理能较好地保证该题的区分度，同时又避免较低的得分率的出现。

3.5  “磨题实”是实验题命制的保证

磨题是确保试题质量，不出现科学性错误的最后一关。由于在前面编题的过程中已经对试题的设问、指向以及解决方法等进行了深入细致的研究，这时编题者往往在头脑中容易形成一种“思维定势”，不易发现试题中可能存在的问题。因此，在审查和复核过程中对试题要仔细推敲，严防疏漏和错误，尤其是要杜绝科学性的失误。

磨题工作一般要两人以上进行，并要记录每一次审查复核后调整的原因和试题调整变化的内容。在思想上要高度重视这项工作，要防止先入为主，力求从新的角度考察试题，重新细写答案，尽可能将各种可能的答案都列出来进行比较分析，从学生答题的角度来审视试题本身的条件是否相容，是否存在不严密的地方等。要对试题的字、词、句、符号、图标等内容进行全面细致的推敲和细察，甚至连标点符号都不轻易放过[6]。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准（2017年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018： 3.

[2]杨静. 基于学科思想方法的整合性教学研究[D]. 成都： 四川师范大学硕士学位论文， 2011： 17.

[3]王后雄. 基于“素养为本”的高中化学学业水平考试命题研究[J]. 中国考试， 2018， （1）： 32.

[4]赵国华. 例谈初中化学教师创新试题的命制策略[J]. 化学教与学， 2017， （1）： 54～59.

[5]王鼎， 章卫华. PISA测试命题与国内初中学业考试命题的比较分析[J]. 全球教育展望， 2013， （9）： 66.

[6]叶兵. 初中物理科学探究试题命制的研究[D]. 南京： 南京师范大学硕士学位论文， 2007： 31～32.