谈中考纸笔测验中学生科学探究能力的考查，本文主要内容关键词为：测验论文,中学生论文,中考论文,纸笔论文,能力论文，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。
中考中的纸笔测验是目前义务教育阶段学生化学学业评价的主要形式。笔者对近几年全国各实验区的中考化学试卷进行过统计，发现100%的试卷中设计有以考查学生科学探究能力立意的题目（以下简称探究题），显然探究题已成为中考的热点题型。然而，通过对这些题目的具体分析发现，各试卷中题目命制的思路，命题者对素材的选择、设问角度和方式等命题关键要素的理解差别很大，难以保证对探究能力考查的效度。
那么，如何认识纸笔形式对科学探究能力的考查？又如何科学地命制探究题呢？
一、科学探究能力
理科课程中的科学探究是指学生在类似于科学家对自然界的未知进行探究的心理氛围下，历经探究的过程，用以获取知识，领悟科学方法的活动。这里的“心理氛围”是指面对未知渴望得到科学结论的心理需求。
能力是一种心理现象，是符合活动要求的，影响活动效果的个性心理特质的综合。若人的某些心理特征的组合恰能满足从事某种活动的要求，那么这个人就具有这方面的特殊能力。能力与知识、技能不同，它不是知识、技能本身，而是在后二者获得或形成过程中所表现出来的、概括化的心理特性[1]。
显然，科学探究能力是人从事科学探究活动所需要的特殊能力。国外有人从科学探究是问题解决的一种形式出发，构建了科学探究的能力结构模型，从科学探究的过程和品质维度，揭示了影响学生科学探究能力的内在因素[2]。
我国学者受智力研究模型启发，从探究过程、科学内容、探究能力的品质三个维度构建了科学探究能力的结构模型[3]，揭示出学生科学探究能力由上百种基本的探究能力元素单元构成，学生在每一次探究活动中的能力表现是这些元素单元的部分或全部以一定的结构形成的集合。
《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》给出了科学探究的8个要素，并在“目标”栏中具体阐明了每一要素应具备的能力，共22项。
由以上分析可见：
(1)探究能力是一种具有复杂结构的高层次能力，由不同层级的要素构成，但各要素间不是孤立存在的，在解决问题的过程中是相互联系的综合体。
(2)科学知识和技能是探究能力的基础，但并不是探究能力本身。
(3)探究能力一定是在解决有意义的问题的过程中才能表现出来的心理特质。
二、纸笔测验中学生科学探究能力考查的特点
科学探究能力是内隐的，一般无法直接看到，只能通过学生在探究过程中的外显活动表现出来。命题人可以设计真实的探究活动，让学生的探究心理过程以行为的方式外显化，再通过对外显行为的观察来判断其科学探究能力水平，这就是学生科学探究能力考查。科学探究是一种活动，也只有在实际的探究活动中学生的探究能力才能表现出来，所以考查学生科学探究能力的最好形式是让学生进行真实的科学探究活动。可见，在我国目前条件下，大规模的教育考试中，这是难以实施的。不可否认，纸笔测验仍是力图体现这种考查要求的最主要的形式。因此研究纸笔测验中学生的科学探究能力的考查确实具有现实意义。
笔者认为纸笔测验中的探究题应具有以下特点。
1.局部性
在中考中，依靠探究性试题，引导学生表现出期望的行为，并根据这些行为判断学生的探究能力水平。但受考试的时间、卷面长度等因素的限制，有限的几个试题不可能引导考生表现出代表其探究能力的所有行为，即便是真实的动手操作探究，所考查的也只是这种复杂结构能力的一部分。况且，纸笔测验的试题无论怎样命制，也不能考查在动手操作中遇到新问题时，学生调动多个探究能力元素单元灵活解决问题的水平。所以，我们只能根据题目的内容素材选择几个角度对学生的探究能力进行测试。一次考试考查的只是学生探究能力的很小一部分。
2.代表性
这里有2层含义：一是在探究过程中设计一定的问题，通过学生的书面回答来推测学生的探究能力，故学生的书面回答是反映其探究能力的外在代表；二是由于局限性的存在，设问一定要选择那些最能代表学生探究能力的元素单元样本来进行考查，使其具有最广泛的代表性，保证考试的效度。
3.问题的新颖性
探究题一定是让学生解决一个有实际意义的问题，这个问题对所有被试来说应该是新颖的，是从来未遇到过的，或从未完整遇到过的。因为只有当学生真正去解决一个问题时，才会调动其已有探究能力的各元素单元去构建从未知到结论的过程图式，形成创造性的答案，使其探究能力表现出来。如果学生有过事先解决该问题的经历，则在答题时他需要做的不是去构建探究过程图式，而是去回忆，回忆代表不了一个人的科学探究能力。
4.真实性
探究题要解决的问题仅仅新颖是不够的，还必须是真实的或类真实的。虚假的问题具有天然的结构缺陷，难以驱使学生在心理上历经完整的探究过程。但真实性不等于命题者不能对实际问题进行必要的改编和提炼。
5.开放性
这是科学探究活动的本性所决定的。探究过程中，从问题的提出、做出猜想、设计实验到收集证据、得出结论各环节的方案都不一定是唯一的，不同的探究者面对同一问题可能做出不同的，却都合理的回应。同一种回应，在语言表达上也可能不同。这使得探究题的解答具有了开放性。
6.过程性
探究题一定是一个过程，是一个从问题的提出到得出结论，乃至评价反思的过程。探究能力的各元素单元是在解决实际问题的过程中进行组合直至问题获得解决的表征，孤立的、没有前后情境的一个填空或一句话的回答，所考查的往往是知识或对技能的理解，而非探究能力。
三、探究题的命题原则
要实现对学生探究能力的考查最主要的原则是让学生在解题中历经一次有意义的科学探究过程，使学生在解题中具有探究的心理行为。
1.题目内容以核心知识的应用为基础，给日常的教与学以正确的引导
探究能力的考查不是智力测验，所涉及的知识基础不能漫无边际，化学试卷中要考查的是学生以化学知识和技能为基础的科学探究能力。然而由于探究题的局部性和代表性特点，我们又不可能让学生在探究中用到初中化学所有的基础知识，故命题中一定要选择那些《化学课程标准》规定的核心内容作为探究活动的知识基础。这对于学生们来说可以保证考试的公平，同时又给日常学习以方向性引导，对于测量结果来说可以保证其效度和信度。
另外，题目中得出的探究结果应是能够被学生的已有认知结构同化或顺应的知识，这才能实现科学探究获取知识、领悟科学方法的双重价值。请看下题：
在2只小烧杯中分别装入10mL
浓度均为3g/L的稀盐酸和稀硫酸，向2只烧杯中各加入大小为0.1×10×25mm，纯度≥99.5%的铝片。实验现象记录如下：
提出问题：稀盐酸和稀硫酸都是非氧化性酸，在水溶液里均能电离出。大小、纯度完全相同的铝片与浓度相同的2种稀酸反应，理论上反应速率应该相等。而实际上铝片与稀盐酸反应剧烈，与稀硫酸几乎不反应，这是什么原因引起的呢？根据下表要求，填写表中空格。
做出假设
实验探究
该题的探究过程虽然应用了基本的化学知识，如金属与酸的反应及其本质等，但探究的结果无论是“是氯离子加快了反应速率”还是“硫酸根离子减慢了反应速率”，对于初中学生来说是难以理解的，不能被纳入学生的认知结构，学生虽历经了探究，但难以获得知识。为探究而探究，会使学生产生对探究活动的茫然。
2.题目的背景素材对全体同学来说应是新颖的
部分命题者有这样的观点，考试题目的素材要出自课本，这样可以引导同学们学好、用好课本，但在探究题的拟命上这是不合适的。如：
为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质，A、B 2位同学分别设计了探究实验的方案。A同学的实验方案是将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，观察溶液的颜色变化，如图甲所示。B同学的实验方案是取4朵用石蕊试液染成紫色的干燥的小花，按图乙进行实验，观察小花颜色变化（紫色石蕊试液遇酸变红色）。
请你对A、B 2位同学的实验探究方案进行评价：①哪个同学的方案合理＿＿；
②方案合理的理由＿＿。
该题名为探究题，可是整个实验的内容、步骤都出自人教版教科书，全体学生都做过或看老师演示过该实验，学生在考场上需要做的是回忆当时的实验过程和原理，所考查出的不是学生的科学探究能力，而只是对当时学习过程的回忆。
探究题的素材不是不能来源于教科书，关键是不能照搬。以教科书的某一个素材或某个实验为起点，通过探究进行延伸，同样可以具有新颖性。
3.选择最能表现学生探究能力的环节进行设问
在一个探究过程中，从提出问题到得出结论、进行评价各个环节，在原则上都可以设问，但受考试时间、卷面容量和减少评分误差等因素限制，我们只能选择其中的某几个环节设问，其他环节则需由命题者给出，以保证探究的过程性。这里就出现了命题者给什么、问什么和怎么问的取舍问题。问题的开放性过大，给后续问题的设计和考后的评分带来困难，甚至使考试的效度和信度都受到影响。在探究的思维发散点上不设问，一味由命题者给出，学生的探究能力得不到表现，同样使考试的效度下降，甚至使题目演变成对基础知识的记忆性考查。如：
小刚在化学实验室发现，盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。小刚叫来小军和小红，共同探究这种白色粉末的成分。
为了验证猜想，他们分别做了下面的实验。
(1)小刚取少量白色粉末，滴加稀盐酸，有气体生成。由此小刚认为白色粉末是
。请判断小刚所得结论是否正确，并简述理由＿＿。
(2)小军取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞试液，溶液变成红色。由此小军认为白色粉末是NaOH。请判断小军所得结论是否正确，并简述理由＿＿。
(3)小红取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加
溶液，有白色沉淀产生。由此判断白色粉末中含有＿＿。为了验证猜想③，……
题目所选的素材很好，具有新颖性、过程性，所涉及知识、技能又是初中化学的重要内容。对白色粉末成分的猜想是这个探究的关键，也是一个学生科学探究能力水平的关键外显行为。具有不同科学探究能力结构的同学，凭借自己已有的知识和经验，应能分别得出题目所给3个假设中的1个、2个或3个，从而接着向下进入不同的探究过程。
然而命题者却将这一重要环节代劳了。试问，这与“有1包白色粉末，可能是NaOH、中的1种或2种，为确定其成分，小刚等3位同学进行了以下实验……”的习题有什么区别？而后者在“题海”中俯拾皆是，几乎所有的同学在考前的演练中都做过，这又演变成了对记忆水平的考查，大大削弱了探究能力的考查效度。
4.探究的内容主题应回避高中化学知识
要让学生历经一次探究，题目的内容就要新颖，而且要以初中化学的知识、技能为思维基础，于是在许多试卷中，高中的知识点、实验等自然成为选材的目标，因为初、高中内容具有自然的衔接性。如：
在学校的元旦联欢会上，某同学表演了“水能生火”的魔术。他向包有过氧化钠
粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小军对此很感兴趣，于是，他和同学们进行探究。
【提出问题】过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？
【猜想】①可能有一种气体和另一种物质生成。②反应过程中可能有能量变化。……
由实验探究的结果，写出过氧化钠和水反应的化学方程式＿＿。
单从探究的角度看，不仅高中知识，就是高科技知识，社会生活中的化学问题也能作为探究素材。问题是对高中知识的探究会诱导下届初中学生去学习高中课本，因为考场上明确知道结论的探究题的解答，比在未知中摸索，其得分率要高得多。这岂不本末倒置了吗！不仅会使考查的效度下降，还对初中教学构成干扰。而对与化学有关的高科技、社会问题等的探究就不存在这个问题，而且也给初中教学一个良好的导向。