论化学实验命题真实性缺失现象，本文主要内容关键词为：缺失论文,命题论文,化学实验论文,真实性论文,现象论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
“创新”已成为当今社会和正在进行的课程改革的一个耀眼的词语；培养学生科学素养的教学目标理念，尤为教育工作者所瞩目：以学生发展为本，促进学生可持续发展人人耳熟能详。作为选拔人才的高考以及各种教学评价的模拟考试必须配合新课改，试题命制必须体现课改精神，试题情境与答案必须真实严谨、科学创新。然而，审视目前的试题却不容乐观，人为编造的不符合化学学科特点和真实性的问题，创新性、科学性缺失的实验试题屡见不鲜，这种与社会发展不合拍、与新课改不协调的现象值得人们关注。本文谈谈化学实验命题真实性缺失成因及防范对策。
一、化学实验命题真实性缺失成因
1.情境虚构，形式探究实验探究是各类考试命题的重要素材，因为它符合新课改所倡导的探究性学习理念，也是化学学科教学的重要特征。命题必须弄清什么是科学探究？科学探究是“科学家用以研究自然界并于此种研究获得的证据提出种种解释的不同途径；也指学生用以获取知识、领悟科学思想观念和科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动”。（美国研究理事会，戢守志等译，《美国国家科学教育标准》，北京：科学技术文献出版社，1999年版）在探究过程中采用的科学方法，形成的科学思想，体现的态度、情感与科学精神，追求的价值观，都应成为教育考试的目标，成为命题的素材。解决探究性问题应在真实情境下，学生通过获取先行组织者信息建构知识、技能与方法，感受或展示科学素养的思维过程。实验试题设置的探究目标要明确，探究过程要精心设计，情境要真实可信，不能有知识错误，要符合学生学习特点和认知发展区，有利于学生领悟后拾级而上。如果仅在形式上把探究作为目标，把科学探究过程当作一种简单的流程，不问是否科学合理，是否必要和有效，认为只要给出一个实验问题情境，考生就会进入探究，就会回答实验探究问题，这既缺乏真实性和科学性意义，也违背了实验探究性问题考查的本意。
例1 （2008年高考模拟第26B题）图1是实验室测定硫铁矿中硫元素的质量分数的装置（假设产生的气体被⑤装置吸收完全。铁架台等装置略）
图1
实验时有如下操作步骤：
a.将硬质燃烧管加热到800～850℃；
b.称取研细的硫铁矿样品：c.将样品小心放入硬质燃烧管中部；
d.均匀鼓入空气：
e.用标准碘溶液滴定含有淀粉的
水溶液（反应原理：
）；
f.连接好装置，进行气密性检查。
(1)以上正确的操作顺序为＿＿（填序号）。
(6)反应结束停止加热，需继续通一段时间的空气，其目的是＿＿［以上(2)～(5)略］。
此题原始情境取材于高一必修模块硫酸的工业生产，考查的知识点与技能综合性较强，但立意的科学性依据和探究的可行性值得商榷，反映命题人本体性知识和实践性知识的缺失。通入的空气是过量的，且燃烧结束后要持续通空气，将装置中的二氧化硫排出，其中的氧气会在⑤中把氧化：
。因为在酸性条件下，
，即进行e操作前⑤中已氧化殆尽，使测定探究硫铁矿中硫元素质量分数徒有虚名而失去科学意义。需要指出的是，学生在学习酸雨的形成及成分、氢碘酸和KI溶液的保存中，已建构了氧气能氧化亚硫酸和氢碘酸生成
的认知结构事实。
2.主观随意，脱离实际
高考化学实验试题应该有理论支持和具有可操作性，实验细节、现象叙述应当准确客观；实验所涉及的原理应符合实情而不是主观随意。同时命题人应当是实验题的第一个实验者和成功的探究者，是该题现象和结论的第一个发现者。否则，试题呈现在试卷中就容易出错。
例2 （2004年高考理综新课程卷第28题）在玻璃圆筒中盛有两种无色互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图2所示。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：
图2 实验装置
(1)阳极上的电极反应式为＿＿。
(2)阴极上的电极反应式为＿＿。
(3)原上层液体是＿＿。
(4)原下层液体是＿＿。
(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是＿＿。
(6)要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是＿＿，现象是＿＿。
本题考查的是基础实验知识与技能、电解饱和食盐水、萃取等的迁移应用，命题人重视情境选题的创新性，侧重考查考生的思维过程和应变能力，学科特征明显，值得称赞。但试题缺乏实践性和理论性，先行组织者现象描述不真实。笔者在一次探究性教学中选用了此题，实践表明题设“停止通电……无色”描述不实，答案与(5)“碘在四氯化碳中溶解度大于在水中溶解度，所以大部分碘转移到四氯化碳中”未从整体考虑，电解反应后是多种物质共存的两相体系，碘单质的化学性质与氯气虽相似但有区别，首先会与碘化钾发生配合反应：
，充分搅拌后碘会与电解时阴极生成的氢氧化钾发生反应：
，很快上下两相都变为无色。碘单质的以上两个化学性质是氯气所不具备的，出现以上错误情境恰是命题者忽视这一区别之使然。
例3 （2007年高考某省市卷第26A题）实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，＿＿（“会”或“不会”）发生倒吸，原因是：＿＿。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：＿＿。
锥形瓶中还可观察到的现象是：＿＿。
(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：＿＿。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有
、
、＿＿、＿＿离子。（以上制
装置等及问题(1)、(2)略）
图3
和传统试题不同，该题是融中学化学实验的基础知识与操作于一体的综合性极强的试题，体现以基础性试题为平台考查能力的目的。要准确回答各小题，考生必须具备全面扎实的实验知识与技能，具有良好的整体性思维和灵活性思维品质。试题贴近中学教学实际，对中学加强基础实验教学有较好的导向作用。然而美中不足的是氨催化氧化实验装置情境的科学性和可行性有待商榷。这一装置原创始于20世纪80年代的人教版高一教材“氨的催化氧化”，有此教学经历的教师对此都会记忆犹新，这只是一个不切实际虚构的伪装置，没有真实的可操作性。当时的探究者纷纷撰文发表在《化学教育》《化学教学》《教学仪器与实验》《中学化学》等学术刊物上。实践和理论计算该反应温度（也是催化剂活性温度）为1273K（《无机化学》，北师大等编，2002年高等教育出版社第4版，530），操作中加热的铂丝移入锥形瓶中，逸出的氨气与空气是冷的且夹带大量水蒸气会使催化剂急速冷却，是根本看不到反应的发生和题设现象的。有鉴于此，1990年10月教材修订时即将此教学内容与实验装置删除，这是实事求是的做法。该实验题的再次出现警示我们在命题和教学时既要有与时俱进的精神，更要有求实的科学发展观。再则，从新课改理念倡导的可持续发展、当今社会所强调的环境保护与绿色化学教育来审视，作为高考题，这种用氨敞口制一氧化氮亦不雅。
例4 （2007年高考某市理综卷第27题）(2)用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液（注：
溶液），两极产生气泡，持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是＿＿。解释此现象的离子方程式是＿＿。
命题人给出的标准答案：先“有白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失；
，
”。其中沉淀消失的现象和解释的离子方程式不符合实际。设以石墨为电极电解
溶液，由文献（北师大等编，《无机化学》，高教社2002年第4版，339～342）数据可计算出，
开始沉淀和沉淀完全的pH分别为3.4和4.7，沉淀开始溶解和溶解完全的pH分别为11.3和大于11.6。根据电解定律、化合物的组成及笔者的实验（电解1 h，电压6 V），有
沉淀生成，但白色沉淀始终不会溶解。
3.凭空臆造，机械拔高
追求试题情境新颖，编制探究过程迂回曲折的试题，借以考查考生的综合实验能力和可发展潜能力，这种命题思想本值得赞赏。但凭空臆造，编制出违背科学探究方法情境、化学科学原理的拔高伪试题，不论是作为绝对性评价的统考还是高考选拔的考试，都十分有害。
例5 （2008年高考模拟26A题）硫酸亚铁晶体
在医药上作补血剂。某课外研究小组测定该补血剂中铁元素的含量，实验步骤如下：
请回答下列问题：
(1)证明步骤①滤液中含有
的方法是先滴加KSCN溶液，再滴加＿＿，该过程的现象为：＿＿。（以下略）
该题提供的标准答案(1)为：“氯水（或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂），现象：滴入KSCN溶液后无红色，加入氧化剂后溶液显血红色。”这是一道很明显的臆造虚假情境和答案，完全偏离了化学实验实际的试题。不可否认，命题者确实知晓文本中亚铁离子具有还原性，三价铁离子遇硫氰化钾溶液会生成血红色配合物，但却没有把握铁离子检验的基本方法，不清楚检验铁离子的基本环境，导致试题真实性与科学性严重缺失。事实上向含亚铁离子和硫氰酸根离子的溶液中加双氧水或其他氧化剂是无法看到溶液变成血红色的。
4.思维僵化，逻辑混乱
化学科学知识与思维方法是严密且具有逻辑性的，但严密、逻辑性强不等于刻板拘谨；化学实验研究既要规范、有章可循、机智灵活，不墨守成规，又要不因规范而谨小慎微，甚至思维僵化。而应尊重事实，用科学的思维方法，敢于独辟蹊径，勇于求异突破。
例6 （2002年高考某省市卷第17题）根据下面图4回答问题：
图4
(1)上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。答：＿＿。
(2)写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：＿＿。
(3)如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：
A中加入的试剂是＿＿，作用是＿＿；B中加入的试剂是＿＿，作用是＿＿；
C中加入的试剂是＿＿，作用是除尽＿＿气体；
D中加入的试剂是＿＿，作用是＿＿。
(4)实验时，C中应观察到的现象是＿＿。
试题旨在考查学生探究浓硫酸与炭粉反应及其产物二氧化硫、二氧化碳和水蒸气的检验，检验时要避免相互干扰，以提高结论的可信度。按照题设，A,B,C,D中的试剂依次为无水硫酸铜、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液和澄清石灰水，作用分别是检验水、二氧化硫，除去二氧化硫防止干扰二氧化碳的检验和检验二氧化碳。但从思维的逻辑性考虑，无法判断二氧化硫确实被除尽，如果命题人提供的先行组织者信息在C，D间再连接一个内盛品红溶液的洗气瓶，则充分体现了试题结构的应有逻辑，思维严密的考生将从中受益。
例7 （2008年高考模拟第28题）⑤证明一瓶乙醛溶液部分被氧化的化学试剂是( )。
a.银氨溶液 b.金属钠 c.
溶液 d.酚酞试液
命题人提供的标准答案为a和c。意即用银氨溶液实验，通过产生的现象，证明尚有乙醛未被氧化。这显然犯有思维方法呆板、逻辑迁移的错误，也反映试题编者缺乏对该实验的理论和实践研究及其体验。因为银氨溶液是灵敏性强的碱性弱氧化剂，有酸存在会破坏试剂的结构，从而丧失氧化性。起氧化作用的另有其他物质。不同pH的乙醛溶液与发生银镜反应的关系（银氨溶液配制、实验操作完全同上科版或人教版高中教科书）见表1。
表1 不同DH的乙醛与生成银镜的关系
乙醛的浓度醋酸的浓度pH有无银镜
0.5 0 7.0 有
0.5 0.01
3.4 无
0.5 0.12.9 无
0.5 1.02.4 无
例8 （2007年高考某省市卷第18题）下述实验能达到预期目的的是( )。
标准答案为B，C，其实D也可以达到实验的预期目的，并且是科学灵活、最能让学生信服的研究催化剂影响反应速率的方法。反映试题的编者墨守成规和过于谨小慎微，方法狭隘。催化剂对反应速率的影响之大通常难以想像。资料（孟庆珍，胡鼎文等，《无机化学》下册，北京：北京师范大学出版社，1988,385）显示，过氧化氢在常温下，无催化剂存在时分解速率很慢，90%的过氧化氢在323K时，每小时仅分解0.001%，肉眼几乎观察不到有氧气放出，倘若将其稀释50倍，加入催化剂（如
等），分解放出氧气却十分明显。笔者曾在一次探究性教学中对此实验进行控制条件研究（相同温度下，二氧化锰对50mL不同质量分数的双氧水分解速率的影响），获得实验事实和数据统计见表2。
表2 用
制取50mL
所需时间(s)探究
二、防止化学实验命题错误的几点构想
1.强化命题责任制，坚持编审分开
高考目前仍是我国高校选拔新生的较好方式已成为共识，因为它具有相对公平、可操作性强的特点。然而，如何减少高考、统考中实验题的频繁错误，应该引起我们有关部门的重视。命题要求高，难度和工作量大，一两个人的知识和能力是有限的，需要集体的力量和智慧来完成。命题工作尤其是要选派本专业责任心强、思维灵活的命题研究专家，确有丰富实践经验的中学第一线教师或实验技师参加，组成命题组，加强反思，总结经验得失，并虚心听取不同意见，认真研究命题。坚持编、审分开，加强审校。可以减少频繁错误，保证实验试题应有的思想性、科学性和可操作性，从而提高试题的信度和选拔功能，并拉近与中学教学的距离。强化命题、审题责任，不仅能使命题成员认识到所承担工作的意义和责任的重大，也能使命题专家体会到命题工作艰巨而光荣，不得不慎重，从而力避虚应故事，使试题真正起到为国家选拔人才、为推进新课改作出贡献的目的，同时为中学教学起到积极的“指挥棒”效应。
2.读书反思，提高素养
高考实验试题真实性缺失现象，在实际试卷中比以上列举的要多，审视我们的教科书、课堂教学，错误现象也是时常发生的。笔者曾撰写多篇文章发表在2007年第6期《中国教育教学研究杂志》、2002年第6期《化学教学》、2006年第12期《中学化学教学参考》等刊物上，试图指出新课程改革中出现的理念浮躁现象。笔者认为，问题的根源在于从事化学教学与高考命题工作者缺乏应有的化学意识与学科观念，是教育哲学和化学本体知识的缺失。这些问题的解决关键是对新课改理念的正确理解和学科素质的提高。因为命题与教学一样是一种复杂的智力活动，我们经常面对许多两难的选择，每次或每年的命题都是新的创新工作的开始，所以我们要做两件事，一是反思，二是读书。反思包括化学教育本原性问题，也可以是教育哲学层面上的，还可以是策略层面上的。近两年笔者结合上海市和浦东新区校本研修（内容包括本体性知识，指教师学科功底的专业知识，保证传授的知识是正确的、科学的，这是从事教育教学活动的基本条件；实践性知识，指活动中处理各种情景与问题的智慧与经验；条件性知识，指活动所需要的教育理论如教育史、学习论、课程论和心理学等方面的知识；发展性知识，指以师德修养和学识为主的个人素养，包括人品与学养），读了几本书，获益匪浅。教育心理学和人文科学方面的如《新编教育学教程》（叶澜主编，1991年华师大版）、《教师人文读本》（张民生、于漪、尹后庆等主编，2003年上海辞书出版社）、《研究性学习国际视野》（张其龙等著，2003年上教社版），教育哲学方面的如《化学教育展望》（高剑南、王祖浩著，2002年华师大版）、《科学教育哲学》（郑毓信著，2006年四川教育出版社），也有学科专业方面最新版的《无机化学》（北师太等编，2002年高教社第4版）、《有机化学》（王积涛等著，2006年南开大学出版社）等。笔者认为，有关当前教育改革动态、教育哲学、教育与心理学、化学科学的新知识、新方法的书，应是命题专家和化学教师的核心读物。
3.研究文本，加强实践，提高命题质量
研究文本首先是国家新课程改革纲要，研读领会精神实质，明确改革方向与目标，端正态度增强热情。其次是学科课程标准、教科书和考试大纲（手册），研究它们间的内在联系，研究教科书中的基本概念、原理、物质性质等与实验的联系，挖掘其中的拓展义和延伸义，做到理解内涵把握外延，特别要关注概念、原理、知识自然生长点。这些是命题的源泉，灵活把握可以克服思维消极定势，避免主观想像。
化学实验是中学化学教学的优势，是考查学生探究性学习能力、实践能力和创新精神的试题资源。化学实验及实验试题的基本特征是真实性和实践性，如果将人为编造的不符合化学学科特点和真实情况的试题，经常呈现在考试或教学中，那就会对新课改和学生的可持续发展产生不良影响。因此，命题专家和教师应做到：首先，树立科学观和实践观，严格遵循理论为本、实践为源的原则，实验题命题人必须是亲自参与该题探究的实践者和第一个成功的研究者，这样，才能保证试题情境的真实，具有可操作性和操作的重复性。其次，各设问应该是优秀的考生可以用学过的基础知识、基本操作技能作出符合要求的创新回答，以实现基础为平台和达到考查能力的目的。第三，要预见到实验过程可能出现的异常现象，拓展生成创新问题要充分考虑到各种可能情况，试题先行组织者的实验过程和步骤以及情境信息呈现要客观、准确、真实。