例谈化学原创试题的命制

2017-09-06陆庭銮

化学教学 2017年7期

陆庭銮

摘要：以化学课标的指导性要求为纲，以“蔗糖物质燃烧的现象分析”为探究点编制了原创试题。介绍了试题的命题意图、素材来源、编制的原创试题、试题的思路分析。在设计试题具体问题时，结合SOLO分类理论进行设计，将理论与实践结合，使设计的问题有指向性与针对性。

关键词：原创试题；试题命制；SOLO分类理论；中学化学教学

文章编号：1005–6629（2017）7–0074–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

江苏省教育主管部门向来十分重视化学原创试题命制的研究。近几年，江苏省中小学教研室开展了一系列涉及此主题的研讨活动，仅2017年上半年以来，江苏省中小学教研室在全省范围内举行了2次化学原创试题命制研讨活动。通过培训与交流，教师对于化学原创试题命制的思路及命制的要点有了更清晰的认识。会议号召全省化学教师积极行动起来，深入思考，结合教学实际，挖掘鲜活素材，命制高质量的化学原创试题，不断锤炼化学教学的基础功。

1 化学课程标准有关试题命制指导性要求

义务教育化学课程标准指出：设计纸笔测验的试题，要依据“课程内容”把握学习要求。考核的重点要以基础知识的理解和运用为主，不要放在知识点的简单记忆和重现上；不应孤立地对基础知识和基本技能进行测试，注意联系生产、生活实际，取用鲜活的情境，体现实践性和探究性[1]。这可以理解为试题命制应体现思维性、关联性、情境性、过程性和探究性。下面通过一个教学中遇到的实际问题谈谈化学原创试题的命制。

2 命题的意图

试题以义务教育化学课程标准为纲，以“蔗糖物质燃烧的现象分析”为探究点，结合资料命制试题，旨在综合考查学生以记忆为主的低阶思维能力和以分析为主的高阶思维能力。主要表现在对化学现象及其本质作出正确的分析、判断、解释的能力；对信息的获取、处理和应用能力；通过观察、对比、探究等得出相关结论培养其思维能力；由定性分析到定量研究，培养学生的化学定量化能力，进一步强化分类及符号表征能力的培养，发挥科学思维方法的作用。涉及的典型考点为：

（1）化学实验现象的分析、判断和解释。燃烧是典型而又熟知的生活现象，帮助学生运用燃烧的条件分析、解释有关现象并能解决实际问题。

（2）信息加工、处理、提取、分析能力的考查。资料的运用是成功解决问题的重要一环，从资料中获取信息，与实验信息相结合，从中学会分析，帮助学生从实验现象中得出相关有用的结论。

（3）化学用语的考查。本试题考查的化学用语涉及化学式、化学方程式等，考查学生在情境中学会用化学用语表征化学变化的过程。

（4）定性与定量能力的考查。学会用定性的方式对物质组成初步判断，继而采用定量的方式准确判断物质的组成。

（5）基于证据推理、解释能力的考查。结合实验事实加以分析，得出相关结论。证据是形成合理解释的重要步骤，也是形成能力的关键。

（6）实验结论的反思与评价能力的考查。蔗糖的组成元素的实验进行了2个，哪一个实验更合理，要求通过分析、比较，同中求异，得出较为合理的实验方案。

3 素材的来源

（1）问题素材。来自于课堂教学的思考，为了建构有机化合物的概念，进行常见有机物燃烧证明其中含有碳元素的实验，但实验时发现蔗糖不易燃烧，引起了学生的注意。对于此现象，进行实验探究，再查阅有关文献资料，进行试题编制的研究。

（2）观点素材。通过查阅《化学教学》、《化学教育》、《中学化学教学参考》等文献资料，找出其中公开发表的有影响有说服力的研究文章，收集观点。叶燕珠等老师认为，方糖沾少量的香烟灰放在酒精灯火焰上灼烧，能燃烧起来，且不同物质的灰烬对蔗糖燃烧的催化作用存在着差异[2]。在编制试题时引用了部分文献的研究观点。

（3）实验素材。试题编制的科学性必须依据实验的结果，一方面通过实践获知，另一方面在编制试题时借鉴某些成功的经验与做法。赵琦老师、刘永乐老师的实验素材有一定参考价值，引用部分实验资料，体现了试题的过程性探究及在过程中培养学生思维能力的特点[3，4]。

4 编制的原创试题

题目：在有机化合物概念学习时，学生在实验时发现蔗糖不易燃烧，对此产生了兴趣，通过实验对蔗糖物质的性质加以探究。

探究一蔗糖燃烧现象的原因探析

[查阅资料]（1）方糖沾少量的香烟灰放在酒精灯火焰上灼烧，能燃烧起来[5]。

（2）蔗糖的熔点为185～186℃，着火点为410℃。

学生在教师指导下结合资料，动手实验。

实验1 将蔗糖放在燃烧匙中加热，发现先转变为红色的糖浆，然后转化为粘液，最后炭化成固体[6]。

实验2 将蔗糖放在燃燒匙中加热，使其表面液化，然后沾些香烟灰，在香烟灰的位置用酒精灯火焰灼烧；当蔗糖缓慢地燃烧起来后，将蔗糖移开酒精灯火焰，此时蔗糖会越烧越剧烈，发出蓝色的火焰。

（1）下列在实验中有关蔗糖的一些变化属于物理变化的是

A.灼烧 B.熔化 C.炭化 D.燃烧

（2）蔗糖不易点燃，如果在蔗糖上撒点香烟灰就很容易点燃燃烧，此时“烟灰”的作用是

A.降低着火点 B.催化

C.助燃 D.增加与空气的接触面积

（3）根据燃烧条件分析，蔗糖单独放在火焰上灼烧不易燃烧可能原因是。

探究二蔗糖燃烧反应催化剂性质探究

[查阅资料]烟灰、头发灰、棉花灰、稻草灰、茶叶灰中含有碳酸盐和某些金属氧化物等成分，涤纶布、塑料薄膜灰中不含金属元素。

实验3 使用不同物质灰的燃烧实验[7]（见下表）。

实验4 改变稻草灰颗粒大小的实验[8]（见下表）。

（4）从上面实验3与实验4对比现象分析，可得出三点结论：

① ；

② ；

③ 。

探究三蔗糖组成的实验探究

[提出问题]蔗糖是由哪些元素组成的？

[设计实验]学生分别设计了如下方案进行实验探究：

实验5 在蔗糖中掺入少量烟灰点燃。分别用干燥的玻璃片和蘸有澄清石灰水的玻璃片置于火焰上方，观察现象。

实验6 将蔗糖放在一密闭的容器中隔绝空气加强热，观察现象。

[现象与结论]

实验5观察到的现象为：玻璃片上有水珠，澄清的石灰水变浑浊。

实验6观察到的现象为：容器底部有黑色物质，容器壁上有水珠。

（5）结论：蔗糖是由（填元素符号）元素组成的。你认为更合理？理由是。

实验7 将3.42g蔗糖使其完全燃烧，并使生成的产物全部依次通过图1所示的装置，得到表1所示的数据（假设生成的气体产物全部被吸收）。

（6）请根据表中相关数据进行计算，确定蔗糖的化学式。并写出蔗糖完全燃烧的化学方程式。

5 试题的思路解析

SOLO分类理论指导试题的编制十分有意义，其理论核心是把学生认知发展水平划分为5个层次：前结构层次、单点结构层次、多点结构层次、关联结构层次及抽象拓展层次[9]。基于此理论思考，在命制试题时将试题设置成不同结构水平的问题，这样可从整体上把握试题难易程度，做到心中有数、有的放矢，问题有一定的针对性与指向性。

（1）涉及知识点：物质的变化形式判断，属于单点结构的问题，理解变化的特点，从宏观上把握，即可加以判断。化学变化与物理变化区别是看是否有新物质生成，“熔化”过程一定没有新物质生成。答案为B。

（2）涉及知识点：催化剂概念的理解，燃烧的条件及燃烧现象的影响因素。属于多点结构的问题，对于“烟灰”作用的理解的答案选择，必须要弄清4个供选答案相关涵义，着火点是物质的一种属性，它与物质的种类有关；助燃一般讲是由助燃剂完成，氧气是最为常见的助燃剂，烟灰不具有这样的特点；“增大与空气的接触面积”说法不妥，因为在此过程中可燃物与空气的接触面积并没有增大；围绕两次实验现象，结合催化剂概念及作用可以得出，烟灰所起的作用应是加快化学反应速率。答案为B。

（3）涉及的知识点：燃烧的条件，学会用燃烧条件分析解决问题，属于关联结构层次问题。围绕燃烧条件：可燃物、与氧气充分接触、温度达到着火点，蔗糖不易燃烧可能是它的着火点较高，这一点从提供的信息中可获取，另一个可能原因就是蔗糖与氧气的接触面积小，反应较慢，不能使蔗糖燃烧。

（4）涉及的知识点：催化作用的综合运用。此结论的得出需要学生综合有关信息解决问题，属于抽象拓展层次的问题。学生解答此问题时需要对比分析，从信息中提取有用信息加以综合，并用精炼的语句加以概括。答案：①头发灰、棉花灰、稻草灰、茶叶灰有催化作用，而涤纶布、塑料薄膜灰没有催化作用；②使用稻草灰取得较好催化效果；③碾细的稻草灰效果较好。

（5）涉及的知识点：质量守恒定律的定性运用、实验方案的评价等。前一空是在理解质量守恒定律的基础上加以判断，属于单点结构问题，学生在解答时可根据产物组成元素推到反应物组成的元素。后一空是要求学生不仅要判断，还要进行比较，分析出两个方案的优缺点，实验5只能肯定含有C、H元素，而实验6同时确定C、H、O元素，从而综合得出结论，此问题属于关联结构层次问题。答案：C、H、O；实验6，理由是由于反应物是一种，生成物中含有C、H、O，根据反应前后元素的种类必然相等，可知蔗糖中含有C、H、O元素。