曾兵芳

新課改提倡以科學(xué)探究的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，以科學(xué)探究為突破口。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生通過親身經(jīng)歷和體驗科學(xué)探究活動，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，增進(jìn)對科學(xué)的情感，理解科學(xué)的本質(zhì)，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，初步形成科學(xué)探究能力。2013年，除了廣西省，其他省、市、自治區(qū)全部參加了高中新課程高考。作為改變傳統(tǒng)教學(xué)方式與學(xué)習(xí)方式、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和創(chuàng)新能力、提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的科學(xué)探究，如何在新課程高考化學(xué)卷中體現(xiàn)，是關(guān)系新課改順利推進(jìn)乃至成敗的關(guān)鍵，也是廣大化學(xué)教師所面臨的共同問題。

化學(xué)探究性試題是通過閱讀、理解、分析試題所提供的信息或解題材料，結(jié)合化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能，模擬科學(xué)研究方法，提出猜想與假設(shè)，擬定探索方案設(shè)計實驗，根據(jù)實驗進(jìn)行分析和推理進(jìn)而得出結(jié)論的一種新題型。探究性試題能較好地考查學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的參與度、進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的一般方法及對高中化學(xué)中的元素及其化合物知識、化學(xué)反應(yīng)原理、化工和化學(xué)實驗等方面知識的熟練程度。這一新題型，已經(jīng)引起了廣大教師和高考命題專家的極大興趣和廣泛關(guān)注。本文通過對2007～2013年新課程高考化學(xué)卷所涉及的探究性試題進(jìn)行研究，歸納其命題特點，以其獲得對科學(xué)探究能力試題的命制和高中化學(xué)教學(xué)的有益啟示。

一、新課程高考化學(xué)探究性試題的特點

1.試題情景具有新穎性和真實性

關(guān)注社會，聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際是高中化學(xué)新課程的理念，也是新課程高考化學(xué)考試大綱中“化學(xué)科命題注重測量自主學(xué)習(xí)的能力，重視理論聯(lián)系實際，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)技術(shù)、社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，以促進(jìn)學(xué)生在知識和技能、過程和方法、情感、態(tài)度和價值觀等方面的全面發(fā)展”的“考核目標(biāo)與要求”。2007年以來，新課程高考化學(xué)卷無論是以必考模塊形式出現(xiàn)，還是以選考模塊形式呈現(xiàn)的試題中，科學(xué)探究能力都是命題者重點關(guān)注的對象，相關(guān)試題所占分值比重較大，均在40%～70%之間。

科學(xué)探究能力是內(nèi)隱的，一般無法直接看到，只能通過學(xué)生在探究過程中的外顯活動表現(xiàn)出來?？茖W(xué)探究是一種活動，也只有在實際的探究活動中學(xué)生的探究能力才能表現(xiàn)出來，因而考查學(xué)生科學(xué)探究能力的最好形式是讓學(xué)生進(jìn)行真實的科學(xué)探究活動。[1]由此，用于評價考生科學(xué)探究活動的紙筆測試中的化學(xué)問題，也應(yīng)具有一定真實的情景，它有利于學(xué)生將科學(xué)探究活動中的學(xué)習(xí)內(nèi)容遷移到解決新問題中來。不僅如此，試題選材只有具備了一定的真實性，才容易激發(fā)考生解決問題的興趣，提高其適應(yīng)社會、認(rèn)識世界的能力，增強(qiáng)其社會責(zé)任感。[2]2007年以來，新課程高考化學(xué)卷中有關(guān)科學(xué)探究能力考查的試題選材大多來自實際應(yīng)用情景和真實情景，情景新穎，內(nèi)容涉及了諸如環(huán)境、醫(yī)藥、化工、學(xué)生生活實際和學(xué)生真實實驗等，使得學(xué)生在具體情境和問題解決中增進(jìn)了對化學(xué)知識的理解，進(jìn)而綜合地遷移和運(yùn)用，也可以引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境之間的相互關(guān)系，并從化學(xué)視角分析和解決實際問題，同時有助于“情感態(tài)度和價值觀”課程目標(biāo)的達(dá)成。而且，新課程高考化學(xué)卷中有關(guān)科學(xué)探究能力考查的試題以數(shù)據(jù)表格、圖表、裝置圖、流程圖、關(guān)系曲線和文字表述等形式呈現(xiàn)，這一圖文并茂的特點，不僅體現(xiàn)了學(xué)科的價值性、美化了試卷結(jié)構(gòu)，而且能有效地促進(jìn)考生多途徑獲取信息能力的提高。這一特點也與“能夠通過對實際事物、實驗現(xiàn)象、實物、模型、圖形、圖表的觀察，以及對自然界、社會、生產(chǎn)、生活中的化學(xué)現(xiàn)象的觀察”從而進(jìn)行“接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力”考查的新課程高考的要求相符合。如2009年的浙江卷以“超音速飛機(jī)在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2”為真實情景，以數(shù)據(jù)表格、圖表、模型、關(guān)系曲線和文字表述等形式呈現(xiàn)，考查元素化合物的性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)計算、實驗知識等內(nèi)容及實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、解釋與結(jié)論的探究能力。該題以解決化學(xué)實際問題為思路進(jìn)行設(shè)問，問題情景真實，能考查學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力和科學(xué)探究的能力，最終達(dá)到分析和解決（解答）化學(xué)問題。

2.完整探究與局部探究評價相結(jié)合

依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，我們可將科學(xué)探究活動劃分為不同的類型。如依據(jù)在探究活動中師生所起作用的程度不同，可分為定向探究和自由探究；依據(jù)構(gòu)成探究活動的要素的多少，可分為局部探究和完整探究。局部探究是指包含部分探究要素的探究活動。課堂教學(xué)中，教師為實現(xiàn)特定的教學(xué)目標(biāo)，往往將個別要素設(shè)計為探究活動的重點，而淡化或省略其他要素。完整探究則指包含全部探究要素的探究活動。如果力圖讓學(xué)生經(jīng)歷完整探究過程，課堂教學(xué)一般會被設(shè)計成完整探究，而不必突出個別要素。[3]而依據(jù)構(gòu)成探究活動要素的多少所分類的局部探究和完整探究活動在課堂教學(xué)中的運(yùn)用十分廣泛，因而也是高考考查學(xué)生科學(xué)探究能力常用的探究試題題型。從2007～2013年的新課程高考化學(xué)卷來看，完整探究考查主要集中在安徽卷、廣東卷和四川卷。如安徽卷從2009年首次參加新課程高考以來，都是進(jìn)行完整探究活動的考查，2009年第28題以“探究有關(guān)因素對Fenton法處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水的化學(xué)反應(yīng)速率為載體，用試題提供的數(shù)據(jù)、圖像信息接受、接收、整合信息進(jìn)行探究，并補(bǔ)充必要條件來解決實際問題”來考查學(xué)生的實驗方案設(shè)計能力、實驗數(shù)據(jù)處理與解釋能力、思考與交流能力；2010年第28題“某研究性學(xué)習(xí)小組探究Fe（NO3）3溶液蝕刻銀的原因進(jìn)行探究”為情景，考查學(xué)生的提出問題、設(shè)計實驗方案、驗證假設(shè)、思考與交流等科學(xué)探究能力要素等。廣東卷2009年第21題以“某小組將無水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解，對所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實驗和探究”為目的，要求考生做出猜想、設(shè)計實驗方案、開展實驗研究并得出結(jié)論等，較為完整地展示了“科學(xué)探究的基本過程”和“以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)探究方法”。2013年四川卷第9題以“探究AgNO3的氧化性和熱穩(wěn)定性”為情景，考查考生提出假設(shè)、實驗設(shè)計、驗證假設(shè)、實驗評價和得出結(jié)論的能力等。而其他省份的新課程高考化學(xué)卷較多地采用了局部探究題型來進(jìn)行科學(xué)探究能力考查。如2009年福建卷第12題考查的是實驗數(shù)據(jù)處理與解釋能力；海南卷第16題第3問的“提純某Fe2O3樣品的實驗方案設(shè)計”和江蘇卷第19題第5問的“以苯甲醛和乙醇為原料合成苯乙酸乙酯的實驗設(shè)計”，考查的都是實驗方案設(shè)計能力；此外還有2011年寧夏卷第28題（5）小問的“實驗設(shè)計”、浙江卷第27題的“實驗結(jié)果處理”，2013年北京卷第28題（4）小問的實驗方案設(shè)計、重慶卷第9題（3）小問實驗現(xiàn)象的分析、浙江卷第29題（6）小問的實驗方案設(shè)計，等等。

3.考查要素突出實驗數(shù)據(jù)的分析處理和實驗設(shè)計

科學(xué)探究有兩層含義，其一是指科學(xué)家用于研究人類未知的自然界的各種活動；其二是指學(xué)生用以獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念，領(lǐng)悟科學(xué)家研究自然界所用的方法進(jìn)行的各種活動。科學(xué)探究過程大致要經(jīng)歷八個步驟：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃、進(jìn)行實驗、收集證據(jù)、結(jié)論與解釋、反思與評價、表達(dá)與交流。對學(xué)生科學(xué)探究能力的評價也主要遵循這八個要素進(jìn)行。但通過對2007年以來的新課程高考探究性試題進(jìn)行內(nèi)容分析，我們發(fā)現(xiàn)，化學(xué)試題所考查的科學(xué)探究能力要素主要集中于實驗數(shù)據(jù)的分析處理和實驗設(shè)計中。筆者以2009年新課程高考化學(xué)卷中科學(xué)探究能力組成要素考查的統(tǒng)計為例進(jìn)行分析[4]，具體見下表。

由于近年來新課程高考化學(xué)卷中有關(guān)科學(xué)探究能力的評價主要通過實驗來考查，如制定計劃能力實際上是通過實驗方案設(shè)計來考查，進(jìn)行實驗?zāi)芰κ峭ㄟ^用語言描述操作步驟來考查，解釋與結(jié)論能力是通過對實驗數(shù)據(jù)處理和解釋來考查，反思與評價能力是通過對實驗方案及結(jié)果評價來考查，所以在進(jìn)行統(tǒng)計時，上述四個要素的能力是相對應(yīng)的。由表可知，對科學(xué)探究能力的考查，考查最多的科學(xué)探究能力要素是解釋與結(jié)論能力（實驗數(shù)據(jù)處理與解釋能力），考查次數(shù)為15次；制定計劃能力（實驗方案設(shè)計能力）的考查次數(shù)為8次，位居第二；進(jìn)行實驗?zāi)芰Γㄓ谜Z言描述操作步驟能力）的考查次數(shù)為7次，位居第三；反思與評價能力（實驗方案及結(jié)果評價能力）的考查次數(shù)為5次，位居第四；而其他科學(xué)探究能力組成要素的考查次數(shù)都很少，如猜想與假設(shè)能力、表達(dá)與交流能力各為1次，提出問題能力與收集證據(jù)能力沒有被考查。筆者認(rèn)為，這主要是因為，科學(xué)探究是一種活動，只有在實際的探究活動中，學(xué)生的探究能力才能表現(xiàn)出來，因而考查學(xué)生科學(xué)探究能力的最好形式是讓學(xué)生進(jìn)行真實的科學(xué)探究活動。但在我國目前的大規(guī)模教育考試中，這一考查形式難以有效實施，紙筆測驗仍是力圖體現(xiàn)這種考查要求的最主要的形式，即依靠探究性試題，引導(dǎo)學(xué)生表現(xiàn)出期望的行為，并根據(jù)這些行為判斷學(xué)生的探究能力水平。但受考試時間、卷面長度等因素的限制，有限的幾個試題不可能引導(dǎo)考生表現(xiàn)出代表其探究能力的所有行為，即便是真實的動手操作探究，所考查的也只是這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)能力的一部分。況且，紙筆測驗的試題無論怎樣命制，也無法考查出在動手操作中遇到新問題時，學(xué)生調(diào)動多個探究能力元素單元靈活解決問題的水平。也正因為此，命題人員只能根據(jù)題目的內(nèi)容素材，選擇幾個角度對學(xué)生的探究能力進(jìn)行測試。一次考試考查的只是學(xué)生探究能力的很小一部分。[5]并且，目前科學(xué)探究能力主要是通過實驗來考查的，在紙筆測試中，實驗數(shù)據(jù)處理與解釋能力、實驗方案設(shè)計能力、用語言描述操作步驟能力以及實驗方案及結(jié)果評價能力等，都能較客觀地考查出學(xué)生的科學(xué)探究能力，因而這些能力要素考查得相對較多。

2009年新課程高考化學(xué)卷中科學(xué)探究能力組成要素考查的統(tǒng)計

4.集綜合性、開放性與新課程理念于一體

綜觀2007年以來的新課程高考化學(xué)卷，其中的探究性試題所考查的內(nèi)容注重綜合性，滲透STS教育理念，試題選材在化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、營養(yǎng)食品、材料、能源、環(huán)境、生活與日用品等領(lǐng)域的實際應(yīng)用情境、生產(chǎn)、生活實際以及科技成果方面都有涉及，將化學(xué)探究性試題知識點的檢驗與化學(xué)學(xué)科知識、技能、方法等相結(jié)合，對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行綜合考查。[6]如2011年的江蘇卷第19題，是以復(fù)合火箭推進(jìn)劑的重要成分制取和分析為背景的綜合實驗題，涉及理論分析、閱讀理解、讀圖看圖、沉淀制備、沉淀洗滌、含量測定等多方面知識；2012年的安徽卷第27題，以探究某食品亞硫酸鹽的含量為目的，設(shè)計探究性實驗來考查考生化學(xué)實驗基本操作、儀器的使用、實驗方案的分析和運(yùn)用相關(guān)知識進(jìn)行分析綜合的能力，以及運(yùn)用文字表達(dá)分析解決問題的過程，并進(jìn)行有關(guān)計算等，都意在考查學(xué)生對綜合實驗處理的能力。這些都充分體現(xiàn)了科學(xué)探究性試題的綜合性。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求：“習(xí)題類型要多樣化，要增加實踐題和開放題的比例，開放性的試題有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題；要鼓勵學(xué)生深入生活實際，調(diào)查、咨詢或進(jìn)行實驗，最終解決化學(xué)問題；要鼓勵學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)知識，從不同角度、不同層次進(jìn)行思考，創(chuàng)造性地解決問題。”[7]因此，在一定條件下加強(qiáng)試題的開放性是新課程高考以來化學(xué)命題的熱點與趨勢。開放性的試題有利于促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展和全面評價學(xué)生。開放性試題包括試題內(nèi)容的開放、解決問題過程與方法的開放、試題答案的開放以及以上形式兼而有之的開放等多種開放形式?？忌灰浞职l(fā)揮思維的創(chuàng)造性和發(fā)散性，利用學(xué)過的知識和試題給出的信息進(jìn)行解題，答案合理即可給分，只有這樣，試題才能全面地考查學(xué)生的創(chuàng)造性思維和探究能力。[8]2007年新課程高考以來，化學(xué)試卷中大部分開放性的試題都是通過探究性試題來考查的，對于科學(xué)探究能力的評價也加強(qiáng)了試題的開放性，如2012年安徽卷的第28題第3問的“該課題組對固體產(chǎn)物（不考慮PbSO4)的成分提出假設(shè)，請你完成假設(shè)二和假設(shè)三”和第4問的“為驗證假設(shè)一是否成立，課題組進(jìn)行如下研究”；2011年寧夏卷的第28題第4問“請你設(shè)計一個實驗，用化學(xué)方法區(qū)分鈣和氫化鈣，寫出實驗簡要步驟及觀察到的現(xiàn)象”等。

二、啟示

1.注重化學(xué)核心知識和科學(xué)方法的教學(xué)

分析2007～2013年新課程高考化學(xué)卷，我們不難看出，新課程高考強(qiáng)調(diào)以“能力立意”命題，更加注重能力和素質(zhì)的考查，命題依據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，但不拘泥于《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，不過分強(qiáng)調(diào)知識的覆蓋面，突出了主干知識與核心知識的考查。新課程高考化學(xué)探究性試題主要是在物質(zhì)的成分分析、性質(zhì)探究、物質(zhì)分離、離子檢驗等探究活動中，滲透化學(xué)主干知識、實驗技能、科學(xué)方法與化學(xué)素養(yǎng)的考查。核心知識考查的是原子結(jié)構(gòu)與元素周期律、離子反應(yīng)、元素化合物化學(xué)性質(zhì)、有機(jī)化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)理論，以及化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識與實驗技能等基礎(chǔ)內(nèi)容；科學(xué)方法主要考查的是物質(zhì)分離提純、物質(zhì)檢驗、條件控制、實驗操作等方法。因此，化學(xué)教師應(yīng)注重化學(xué)核心知識和科學(xué)方法的教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)概念和原理，掌握化學(xué)變化的實質(zhì)和規(guī)律；應(yīng)重視分類與歸納、比較與求同、轉(zhuǎn)化與分析推理、宏觀與微觀、定性與定量相結(jié)合的化學(xué)思想方法的應(yīng)用。[9]

2.加強(qiáng)實驗探究教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力

對學(xué)生科學(xué)探究能力的考查主要是針對科學(xué)探究過程的八要素進(jìn)行的，因此，教師在教學(xué)過程中必須加強(qiáng)實驗探究過程與方法的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力與創(chuàng)新能力。如在化學(xué)實驗教學(xué)中，教師應(yīng)安排學(xué)生做一些探究性實驗，讓學(xué)生能真正體驗到實驗探究的過程，在實驗中引導(dǎo)學(xué)生積極思考，勇于猜想并提出假設(shè)、設(shè)計實驗方案，從而選擇儀器藥品，進(jìn)行正確的實驗條件控制與操作，以達(dá)到及時發(fā)現(xiàn)、分析并解決實驗異常現(xiàn)象，獲得定量、定性分析化學(xué)問題的能力。這有利于學(xué)生在實驗探究過程中全面掌握實驗技能，有效地提高了學(xué)生的實驗科學(xué)探究能力和創(chuàng)新能力。除此之外，課堂教學(xué)中教師應(yīng)將實驗探究進(jìn)行常態(tài)化，只有這樣，學(xué)生的科學(xué)探究能力才能得到迅速提高。因為探究教學(xué)活動是日常教學(xué)中的一個必經(jīng)環(huán)節(jié)或者是某部分內(nèi)容的延伸，開展探究教學(xué)活動不必刻意找一大塊時間。教師要善于從教材中、從生產(chǎn)和生活中挖掘探究的材料，把探究課題細(xì)化、篩選成微型探究活動，穿插在教學(xué)之中。[10]

3.注重情境教學(xué)，加強(qiáng)與STS的聯(lián)系

在新課程教育理念下，課程內(nèi)容的設(shè)置不再是以傳統(tǒng)化學(xué)學(xué)科知識體系的方式進(jìn)行，而是在貫穿整個化學(xué)學(xué)科知識的基礎(chǔ)上，重視其與科學(xué)、技術(shù)和社會（STS）的密切聯(lián)系。新課程高考化學(xué)探究性試題的選材大多數(shù)來自于真實情景，內(nèi)容涉及環(huán)境、能源、材料和醫(yī)藥等領(lǐng)域，從而促使學(xué)生學(xué)會從化學(xué)視角去分析和解決問題；引導(dǎo)學(xué)生從中提煉新的知識或發(fā)現(xiàn)新知識的某些特征，并結(jié)合已有知識，合理應(yīng)用新信息進(jìn)行推理，以達(dá)到對學(xué)生獲取、理解和整合化學(xué)信息能力以及科學(xué)探究能力的考查。由此，日常教學(xué)中，化學(xué)教師應(yīng)重視科學(xué)過程的教學(xué)，注重化學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會等的聯(lián)系，從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際出發(fā)，加強(qiáng)化學(xué)與其他學(xué)科的整合，將化學(xué)知識的學(xué)習(xí)融入有關(guān)的社會現(xiàn)象和解決具體的社會問題中，引導(dǎo)學(xué)生在社會背景中學(xué)習(xí)化學(xué)，學(xué)會從化學(xué)學(xué)科角度解決與社會生產(chǎn)相關(guān)的實驗問題。這不僅能促使學(xué)生更好地應(yīng)對高考，而且能讓學(xué)生的知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀得到全面發(fā)展。

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