丘智萍 童文昭

摘?要：學(xué)科概念的理解是學(xué)科知識理解的基礎(chǔ)，也是學(xué)科核心素養(yǎng)的測評的重要基石.通過分析學(xué)科概念的認(rèn)知探測要求及特點(diǎn)，比較了一般測驗(yàn)方法在概念理解測評上的不足，進(jìn)而介紹了“二段式”測驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，并以“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一核心概念為例，進(jìn)行了“二段式”測驗(yàn)的設(shè)計(jì)展示.

關(guān)鍵詞：“二段式”測驗(yàn);概念理解測評;結(jié)構(gòu)決定性質(zhì);素養(yǎng)測評

2017版課程標(biāo)準(zhǔn)的落地，使得核心素養(yǎng)的測量與評價成為急需解決的一個問題.化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)在以核心素養(yǎng)為測試宗旨的考試命題建議中提出要以情境為載體、以問題為任務(wù)、以知識為工具[1].這一表述，對化學(xué)知識的工具屬性作出了明確的界定，也確定了核心素養(yǎng)測評中化學(xué)知識的測查方式.化學(xué)概念作為化學(xué)知識體系的骨架，實(shí)現(xiàn)概念的理解是學(xué)生掌握化學(xué)知識的基礎(chǔ)，因而，化學(xué)概念理解的測評，既是評估學(xué)生化學(xué)知識水平手段，也是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)測評的重要基石.

1?概念認(rèn)知結(jié)構(gòu)的探測

概念理解的測評主要是基于這樣一個事實(shí)：學(xué)生頭腦中對某一概念建立起了自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu).因此，探測認(rèn)知結(jié)構(gòu)成為理解測評的主要任務(wù).在具體學(xué)科中，認(rèn)知結(jié)構(gòu)是指學(xué)生對于該學(xué)科所知道的知識內(nèi)容及其組織，而認(rèn)知結(jié)構(gòu)的探測是指綜合多方搜集的資料并以合適的方式（如文字、圖形）來描述，呈現(xiàn)出學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu).對于認(rèn)知結(jié)構(gòu)的探測方法，切爾哥斯特等人將其分為：自然觀察、訪談、概念關(guān)聯(lián)、紙筆測驗(yàn)和電腦化測驗(yàn)等五種類型;懷特和甘斯特則提出：繪圖（概念構(gòu)圖、關(guān)聯(lián)圖）、訪談、預(yù)測-觀察-解釋等類型;艾里克森根據(jù)概念和情境的偏向進(jìn)行分類：偏向于概念本身的方法有單字聯(lián)想、自由聯(lián)想、概念構(gòu)圖、命題構(gòu)圖等，偏向于應(yīng)用情境的方法包括觀察、對現(xiàn)象的預(yù)測和解釋、自然情境下的研究等[2].

從上述關(guān)于概念的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及其探測的闡述中，我們看出概念的理解主要表現(xiàn)在兩個方面：一個是情境引導(dǎo)下的概念應(yīng)用，另一個是不同概念之間的關(guān)聯(lián).因此，概念理解的測評也應(yīng)從“應(yīng)用”和“關(guān)聯(lián)”這兩個方面進(jìn)行設(shè)計(jì).概念應(yīng)用體現(xiàn)了概念在情境問題中的遷移，通常傳統(tǒng)的選擇、論述或解釋等方式都能夠滿足這一測評的需求.而概念關(guān)聯(lián)則難以由傳統(tǒng)的題型完成，一般需要通過訪談、概念圖等方式進(jìn)行觀測.相對于其它認(rèn)知結(jié)構(gòu)的探測方法，概念圖作為一種可視化的認(rèn)知表征工具，能以圖示的方式直觀地呈現(xiàn)學(xué)生頭腦中的概念結(jié)構(gòu)，并且在理解測評上具有突出的優(yōu)點(diǎn)，但也有評分不便、不適用于較大規(guī)模的測驗(yàn)等不足.

2?概念理解的測評方法

21?常用測評方法的比較

對于具體的測評方法，常見的一般有測驗(yàn)和表現(xiàn)評測，具體可分為選擇作答測驗(yàn)、提供作答測驗(yàn)、限制型表現(xiàn)評測、擴(kuò)展型表現(xiàn)評測等四種類型.選擇作答測驗(yàn)即按要求選擇合適的答案，如選擇題、判斷題等屬于這類測驗(yàn);提供作答測驗(yàn)即用詞或短語的方式作答，像填空題、名詞解釋題等屬于這一類測驗(yàn);限制型表現(xiàn)評測一般用于結(jié)構(gòu)化程度較高的表現(xiàn)任務(wù)，比如根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫一份實(shí)驗(yàn)報告、按實(shí)驗(yàn)要求選擇混合物的分離方法進(jìn)行操作，與之相對應(yīng)題型一般為問答題、格式報告等;擴(kuò)展型表現(xiàn)評測多用于結(jié)構(gòu)化程度較低的綜合性表現(xiàn)任務(wù)，要求在實(shí)際情境中整合并應(yīng)用知識，如根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)、基于理論對某一現(xiàn)象或問題提出看法或解釋，與之對應(yīng)的題型一般為論述題、解釋題.

由于知識理解的標(biāo)志是“解釋”，即解釋現(xiàn)象.選擇、填空等類型的題干中提供了較多的信息供學(xué)生類比參考和聯(lián)想，一定程度上限制了理解的表現(xiàn)，而解釋性的題型要求學(xué)生對知識的理解和遷移應(yīng)用的能力明顯要比上述題型強(qiáng)得多.上述四類方法在任務(wù)真實(shí)度（與知識應(yīng)用的實(shí)際情境相似度）、任務(wù)復(fù)雜性（知識應(yīng)用的深度）、評測所需時間及評測的判斷（判斷學(xué)生對知識的理解情況）等方面的概括性比較如圖1[3].由于測驗(yàn)時間及評測判斷是實(shí)際問卷調(diào)查中極為重要的兩個考慮因素，所以具有測驗(yàn)時間短、判斷簡便的優(yōu)勢的選擇作答型測驗(yàn)成為當(dāng)前調(diào)查問卷設(shè)計(jì)中的主流.然而從圖1中我們也可以發(fā)現(xiàn)，選擇作答型測驗(yàn)在任務(wù)復(fù)雜度及復(fù)雜性上的不足也讓其在理解測評中存在著很大的缺陷，如不便于設(shè)置復(fù)雜的情境考查知識的遷移能力、不便于觀測知識理解的誤區(qū)等等.

22?“二段式”測驗(yàn)

為了解決上述問題，切爾哥斯特的“二段式”選擇測驗(yàn)作為一種特殊的測驗(yàn)類型出現(xiàn)在了概念診斷測評中.所謂“二段式”選擇測驗(yàn)就是將一道選擇題分兩個階段收集學(xué)生頭腦中的概念信息，以判斷學(xué)生對概念的理解情況：第一階段完成概念應(yīng)用的選擇（單選題），第二階段則對第一階段的作答情況選擇相應(yīng)的理由或解釋（也是單選題）.不難看出，這種測驗(yàn)兼具了訪談法中質(zhì)性的優(yōu)點(diǎn)和測驗(yàn)法中量化的優(yōu)點(diǎn)，而且測驗(yàn)時間短，答題分析也較容易[4].這種先“知其然”再“知其所以然”的測驗(yàn)方式不僅能測出一定情境中概念的遷移運(yùn)用情況，還可觀測概念遷移背后的理解方式和理解程度，在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的選擇作答測驗(yàn)中無法進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)學(xué)生錯誤原因的缺陷.

3?二段式測驗(yàn)設(shè)計(jì)——以“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”為例

“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”是“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的核心概念.教材從原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)三個層面描述物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，通過各種現(xiàn)象和事實(shí)闡述每個層次的微粒、微粒間的作用力、微粒的空間布局與物質(zhì)的性質(zhì)之間的密切關(guān)系（如圖2），進(jìn)而闡明其所蘊(yùn)含的核心思想：“物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)決定了物質(zhì)的宏觀性質(zhì)，物質(zhì)的宏觀性質(zhì)反映了物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)”，即“見著知微”和“見微知著”的觀念和意識.[5]基于上述認(rèn)識，可分別從結(jié)構(gòu)微粒對性質(zhì)的影響、微粒間的相互作用對性質(zhì)的影響、微粒的空間分布對性質(zhì)的影響等三個角度測查學(xué)生對“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一概念的理解情況.下面分別從這三個角度各舉一例分析高二學(xué)段分子結(jié)構(gòu)層面該核心概念的“二段式”測驗(yàn)試題的設(shè)計(jì).

31?微粒間的相互作用對物質(zhì)性質(zhì)的影響

微粒間相互作用視角的“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”主要考查的是共價鍵、離子鍵及分子間作用力（范德華力、氫鍵）等對物質(zhì)性質(zhì)的影響.二段式測驗(yàn)題通過兩個階段完成設(shè)計(jì)：第一階段目標(biāo)是測查概念的遷移應(yīng)用，即利用結(jié)構(gòu)判斷性質(zhì).題例可通過以熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性、密度等物理性質(zhì)為情境，考查學(xué)生利用微粒間相互作用差異判斷物質(zhì)性質(zhì)差異的能力.第二階段目標(biāo)是測查對概念本身的理解，即通過性質(zhì)解釋結(jié)構(gòu).為提高二段選項(xiàng)的干擾作用，準(zhǔn)確考查利用二段解釋一段的目標(biāo)，較好地實(shí)現(xiàn)對概念理解情況的檢測，可將二段與一段的四個選項(xiàng)進(jìn)行一一對應(yīng)，并將二段各選項(xiàng)的解釋性知識設(shè)置為正確內(nèi)容，避免學(xué)生通過知識本身的錯誤選中答案.

題例設(shè)計(jì)1：根據(jù)微粒間的相互作用，下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的判斷正確的是（?）

A沸點(diǎn)：NH3

B穩(wěn)定性：H2O>H2S>H2Se>H2Te

C密度：冰>水

D熔點(diǎn)：NaCl

你選擇上述答案的理由是（?）

a共價鍵鍵長越小鍵能越大

b相對分子質(zhì)量越大分子間作用力越大

c氫鍵具有方向性

d離子電荷越大，半徑越小，離子鍵越強(qiáng)

上述題例的正確答案組合為B/a，筆者所在學(xué)校抽樣測查結(jié)果顯示，一段的答對率為86%，二段的答對率為81%，兩段均正確的為78%，突出的錯誤答案組合為D/d，這一結(jié)果說明學(xué)生對微粒間相互用及其對物質(zhì)性質(zhì)影響的理解情況較好，但晶體知識的不足影響了對微粒間相互作用的理解.

32?微粒的空間分布對物質(zhì)性質(zhì)的影響

在分子層面，微粒的空間分布主要體現(xiàn)為分子的空間構(gòu)型，故該角度的概念理解考查目標(biāo)確定為分子的空間構(gòu)型對物質(zhì)性質(zhì)的影響.題例設(shè)計(jì)的第一階段以“相似相溶”原理為情境，讓學(xué)生通過分子的空間構(gòu)型確定分子極性，進(jìn)而推斷物質(zhì)的性質(zhì)（溶解性），測查學(xué)生利用分子構(gòu)型判斷物質(zhì)性質(zhì)的能力.第二階段讓學(xué)生解釋一段所選項(xiàng)的空間結(jié)構(gòu)，測查學(xué)生對分子結(jié)構(gòu)的解釋能力.由于二段的每個選項(xiàng)都可用于嘗試解釋一段的答案，所以具有很高的干擾效果，能較好地檢測學(xué)生對概念的真實(shí)理解程度.

題例設(shè)計(jì)2：根據(jù)分子的空間構(gòu)型相關(guān)知識，下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)說法錯誤的是（?）

ANH3易溶于水

BNH3與PH3的性質(zhì)相似

CCH4易溶于液氨

D白磷（P4）易溶于二硫化碳

你選擇上述答案的理由是（?）

a兩者空間構(gòu)型相似，極性相似

b兩者空間構(gòu)型不同，極性不同

c兩者雜化方式不同，空間構(gòu)型不同

d兩者互為等電子體，結(jié)構(gòu)相似

題例的正確答案組合為C/b，筆者所在學(xué)校抽樣測查的一段答對率為75%，二段的答對率為79%，兩段均答對的為68%，突出的錯誤答案組合為D/b和C/d，反映了學(xué)生對空間構(gòu)型及極性判斷的認(rèn)識有一定欠缺，尤其是在較不常見物質(zhì)間的相似相溶問題上，其分子空間結(jié)構(gòu)方面的知識遷移能力較弱.

33?結(jié)構(gòu)微粒對物質(zhì)性質(zhì)的影響

從化學(xué)學(xué)科的微觀分類角度看，分子層面（含晶體層面）構(gòu)成物質(zhì)的微粒包括原子、離子和分子，因而結(jié)構(gòu)微粒角度的“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”主要考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)微粒的不同對物質(zhì)性質(zhì)及其應(yīng)用的影響.題例以鎂、鋁單質(zhì)的冶煉為情境，第一階段考查根據(jù)鎂、鋁的氧化物和氯化物的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)判斷晶體的類型，進(jìn)而推斷性質(zhì)及應(yīng)用.第二階段考查晶體結(jié)構(gòu)微粒的判斷用以解釋第一階段的選擇理由，由于晶體的結(jié)構(gòu)微粒需要通過化學(xué)鍵或分子間作用力構(gòu)成物質(zhì)，所以在該階段的設(shè)計(jì)中納入了微粒間相互作用知識的考查.

題例設(shè)計(jì)3：電解融熔態(tài)的金屬化合物是工業(yè)上常用的一種金屬單質(zhì)制備方法，根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，下列說法錯誤的是（?）

A采用電解熔融的氯化鎂，制備金屬鎂

B采用電解熔融的氧化鋁，制備金屬鋁

C氯化鋁的熔融狀態(tài)不導(dǎo)電

D氯化鎂的熔融狀態(tài)不導(dǎo)電

你選擇上述答案的理由是（?）

a熔點(diǎn)越高，工業(yè)生產(chǎn)成本越大

b構(gòu)成微粒是原子，熔融時共價鍵不斷裂

c構(gòu)成微粒是離子，熔融時離子鍵斷裂

d構(gòu)成微粒是分子，熔融時共價鍵不斷裂

題例的正確答案組合為D、c，筆者所在學(xué)校抽樣測查結(jié)果中，一段的答對率為94%，二段的答對率為92%，兩段均答對的為89%，且無突出的錯誤組合.這反映了學(xué)生能通過結(jié)構(gòu)微粒判斷晶體的類型并推斷其性質(zhì)及應(yīng)用，在“微?！苯嵌葘Α敖Y(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的概念理解情況較好.

參考文獻(xiàn)：

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[3]諾曼·E格倫隆德& C基思·沃學(xué)業(yè)成就評測（第9版）[M].北京：教育科學(xué)出版社， 2011.

[4]蔡鐵權(quán)，姜旭英，胡玫概念轉(zhuǎn)變的科學(xué)教學(xué)[M].北京：教育科學(xué)出版社，2009.

[5]童文昭物質(zhì)結(jié)構(gòu)核心概念及其學(xué)習(xí)進(jìn)階研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2015.

（收稿日期：2019-10-02）