澳大利亚VCE高考化学综合应用类试题的分析及启示

丁莉莉 刘芳 王伟群

摘要： 简要介绍了VCE课程特点，着重说明了VCE化学学科的考查方式，并以2016年澳大利亚维多利亚州的高考化学综合应用类试题为研究目标，在全面分析的基础上对试题的典型特征进行剖析，得出学与考的目标一致性、考试内容的全面性、问题设置的开放性和评分标准的灵活性等，对我国高考试题改革有借鉴价值。

关键词： VCE高考； 化学试题； 高考改革

文章编号： 10056629（2018）2001405中图分类号： G633.8文献标识码： B

1VCE化学高考的概况

VCE是澳大利亚维多利亚州的证书教育，它是Victoria Certificate of Education的简称，由维多利亚州高考课程评估署对学生考试成绩进行审核和评估合格后颁发，是学生成功完成维多利亚州大学预科课程（高中）的毕业证书，通过复杂的评分系统也成为大学或职业教育录取学生入学的依据之一。由于课程的合理性及教育评估的可信度，此证书被世界上的许多国家的大学承认。

VCE共有129门学科供学生选择学习和考试，化学就是其中的一门。除英语是必考的学科外，还要至少选三科，考试科目至多是6科。一般大学的专业对选考科目没有严格的要求，但有些专业是有明确要求的，如所有报考医科的，必须选考化学；报考科学和工程的，可以在化学和物理任选一门，等等。维州课程与考评局（VCAA）制定的《VCE化学学习设计》是关于高中阶段化学学习和考核的文件，提出学生要进行化学学习和考核的目的是： 应用模型、理论和概念来描述、解释、分析和预测化学现象、系统、结构和性能，以及它们的影响因素；理解和使用化学语言和方法来解决在熟悉和不熟悉的环境中广泛的定性和定量问题；理解科学是一种合作、累积、进化和跨学科性质的人类努力，理解它的可能性、局限性、政治和社会文化的影响；通过设计在现场和实验室的实验和探究任务开发一系列个人和协作的科学探究技能；对当代科学问题有一个局部或全局的认识；运用科学知识认识各种情况下，包括个人、社会、环境和技术环境；以发展的态度看待科学现有的结论，包括好奇心、开放性、创造性、灵活性、完整性，学会质疑；理解和应用研究细节，尊重道德、安全的管理原则，并在收集、分析学科的实践研究中批判性地评价数据；准确地使用适当的科学术语，理解报告、公式和各种科学格式[1]。

VCE的一个学习科目分为四个单元。化学共有四个单元，分别是： 单元1——如何解释物质的多样性？单元2——是什么成就了水的独一无二性？单元3——如何使化学反应的效率最高？单元4——怎样将有机物分类、分析和使用[2]？一个单元的授课时间为半年，即一个学期。1、 2单元相当于11年级的标准，3、 4单元相当于12年级的标准。1、 2单元之间是并列的关系，学生可以选修第1或第2单元，但第3和第4单元的课程必须连续学习，并在一年之内完成，通常在12年级学习。1、 2单元的成绩由校方评定，只给“合格”或“不合格”；3、 4单元成绩除需校方评定外，还要参加校外机构的全州考试。考试由维州课程与考评局（VCAA）负责出卷和评卷。最后成绩一般有3项考评组成，可以是两次校内考评加一次全州统一考试，或一次校内考评加两次全州统一考试。维州课程与考评局（VCAA）对如何评分和定级会作出详细规定，通常是： 34%的平时成绩+33%的6月份VCAA考试成绩+33%的11月份VCAA考试成绩。

2综合应用类典型试题的分析

维州统一考试（VCE）化学试卷分成两个部分，A部分为选择题，有30道，共30分，占分值的25%； B部分为非选择题，共有11题，共90分。其中的非选择题都是以生产、生活、学生的探究学习为情境，综合考查学生获取信息、加工信息、运用信息、设计方案、解决问题、评价结果的能力。这类综合应用类的试题在VCE化学考试中题数多，比重大，在考查和选拔学生的过程中发挥非常重要的作用。我们以2016年11月的VCE化学考试中两例典型的综合应用类试题为例进行分析，见微知著。

2.1B部分第10题[3]

一个中学生从当地农业市场买来一种Krispy Krackers饼干，但是袋子上没有关于饼干的热量的说明。他打算燃烧饼干来加热容器中的水，通过测量水温的升高来测定饼干的热量是多少。在进行实验时，他知道会有部分热量散发到环境中去。为了提高实验的精确性，需要事先用丁烷预热容器中的水，然后开始测量水温的升高程度。丁烷燃烧放出的热量是已知的，这样散失的热量比例就可以计算出来，这个比例同样适用于饼干。实验装置图1所示。

实验的第一部分： 丁烷热容的测定

（1） 称量起始状态丁烷和容器的质量。

（2） 称量金属罐的质量，加入250mL水后再次称量。

（3） 搭建如图装置，并测量起始水温。

（4） 点燃丁烷燃烧5分钟。

（5） 及时测量最后的水温。

（6） 冷却后，测量丁烷的质量。

第一部分的实验结果：

测量项目测量数据

空的金属罐的质量52.14g

燃烧前金属罐+水的质量303.37g

加热前丁烷的质量260.15g

加热后丁烷的质量259.79g

水的起始温度22.1℃

水的最终溫度32.7℃

aⅰ 写出丁烷完全燃烧的热化学方程式。（2分）

ⅱ 计算丁烷燃烧时水所吸收的热量，单位千焦。（2分）

ⅲ 计算由实验得到的每摩尔丁烷燃烧的热值，单位kJ/mol。（2分）

ⅳ 利用数据表中的丁烷的反应焓计算丁烷燃烧时散失到环境中的热量百分比。（1分）

使用下面的公式： 散失的热量百分比=[（反应焓的理论值-反应焓的实验值）/反应焓理论值]×100%

实验的第二部分： 饼干热容的测定

（1） 称量坩埚的质量，加入Krispy Krackers饼干后再次称量。

（2） 搭建如图2装置，使用和第一部分相同的水，并测量水温。燃烧饼干直到有火焰产生。

（3） 及时测量水温。坩埚冷却后称量质量。

测量项目测量数据

坩埚质量44.33g

加热前坩埚+饼干质量46.75g

加热后坩埚质量44.34g

水的质量251.23g

起始水温28.5℃

最后水温34.9℃

bⅰ使用第二部分的数据计算KrispyKrackers饼干的热容，单位： kJ/100g。（2分）

ⅱ解释饼干的热容单位为什么不能用kJ/mol。（2分）

c假设饼干和丁烷燃烧时散失热量的百分比相同，计算KrispyKrackers饼干的热容，单位： kJ/100g。（2分）

这是一道对生活问题进行科学探究的化学实验题，情境生动，能激发学生对课题的兴趣，即使考试时也有阅读和探究的冲动；在阅读过程中，学生只有掌握化学实验基本方法和技能才能理解题给信息，对获得的相应信息进行加工；设计的问题环环相扣，学生只有能够综合运用化学、物理等知识和科学方法才能解决问题，形成完整的探究思路；对饼干的热容计算，不仅是实验数据的处理和分析过程，也得到了探究的结论。整道题情境真实、知识综合、过程完整，使学生的考查过程成为一个科学探究过程。而这样的试题设计与VCE的课程目标是一致的。《VCE化学学习设计》认为：“VCE化学学习的重要特征是让学生有更多的机会参加到学生自己设计的调查研究中去，发展关键的科学技能，体会并质疑理论、知识、实践之间的联系。通过实验和调查，考查个人探究和合作的科学技能，调查现场和实验室的任务”[4]。

2.2B部分的第11题（7分）[5]

某学生做黄铜钥匙镀上金属镍的电镀实验，下面是他的实验报告。

实验目的： 为了检验法拉第定律是否能合理应用在该实验中。

实验过程： 第一步如图3所示装置，黄铜钥匙是被打磨过的。

第二步通电20分钟，记录电流、电压。

第三步取出钥匙，干燥，称量。取其他钥匙重复两次实验。

三次实验分别标记为X、 Y、 Z。实验结果记录如下：

实验黄铜钥匙的初始质量（g）黄铜钥匙的最后质量（g）沉淀下来的镍的质量（g）电流（A）电压（U）

利用法拉第定律预测实验X中镍的质量：

m（Ni）=0.52×20×6096500×58.72=0.19g

结论： 法拉第定律适用于电镀黄铜钥匙。

请你评估该学生的实验设计和实验报告，你的答案要包含：

指出实验设计中的一个优点，并加以解释。

给该实验设计提出两条改进或修正建议，并加以说明。

基于获得的结果评述该实验结论的合理性。

这是一题基于验证化学原理实验的综合应用题，要求考生对学生的实验设计和报告进行评价。该题从指出学生实验方案的一个优点并加以解释，到提出两条改进或修正建议并加以说明，到评论和分析实验所获得的结论。问题不仅有梯度，由浅入深，而且考查的内容丰富，学生不仅要有较强的阅读能力，从题干和图表中获取有用信息，在熟悉各种探究要素的基础上对实验方案的合理性或不合理性加以判断，甚至要在整体实验方案的基础上对实验数据的可靠性和有效性进行判断，而这道题对学生更大的挑战是要去说理，说明判断的依据，即要把基于证据的推理过程完整地表达出来。这同样是VCE化学课程对学生能力的要求：“能对包括调查方案的设计、评价实验数据的可靠性和有效性、用实例进行评估、从图表中获取信息以及正确地应用科学原则和思想连贯地表达自己的想法”[6]。

3综合应用类试题的特征分析

对2014、2015和2016年的VCE化学试卷中的综合应用类试题进行分析，可以发现一些普遍的特征：

3.1情境真实

VCE化學试卷中的综合应用类试题的情境真实，一种是与生产相关，一类是与学生的探究学习相关。取自生产的有： 2014年B部分第11题，关于农场储存多余风能和太阳能的化学电池；2015年B部分的第8题，关于止痛药阿司匹林（乙酰水杨酸）的制备；第10题，关于汽车厂对计划出售的氢气和氢化镍混合型电池作为汽车动力与燃烧汽油作为汽车动力的比较，等等。这种真实的生产情境一方面是源于VCE课程目标是“为学生未来的进一步学习奠定基础”[7]。所以VCE化学课程和考试都重视将化学与学生未来的职业和研究领域相联系，这些职业和研究领域包括农业进步、林火研究、牙科学、营养学、教育、工程、环境科学、法医学、林业、园艺、医药，冶金、气象、医药、体育科学、毒理学、兽医学和葡萄栽培[8]，同时“理解和应用研究，遵循伦理和安全原则”[9]，也是维州化学学习和考查目标。

3.2内容综合

从考查水平看，这类试题都属于“综合应用”层次。这并不是说这些试题的难度很大，而是这些试题比较少考查学生对知识的简单辨认和记忆，更多是考查学生“在理解所学化学知识和技能的本质区别与内在联系的基础上，能运用所掌握的知识和技能进行必要的分析、类推或计算，能解释、论证并解决一些具体化学问题”[10]。如2016年B部分的第10题，数据的理解和计算的难度并不大，但与学生真实的探究实验过程结合后，这种通过获得的实验数据与查阅的理论数据的比较得出“丁烷燃烧时散失到环境中的热量百分比”，进而用对比实验的方法校正实验结果，对学生的思维有较高的要求。学生不仅要读懂题目、比较图片、看清数据，还要理解方法，综合运用不同的学科知识，才能获得结果。

3.3重视实验

考试内容中化学实验和化学计算占有较大的比例，以2016年11月的试卷为例，分值分别占综合应用类试题的29%和23%。实际上实验的比重更大，因为计算部分的很多内容是要求学生预测实验设计的合理性，或分析、处理和评估实验数据。而与我国中学化学实验不同的是，很多实验涉及现代技术，如薄层色谱、高效液相色谱、气相色谱、原子吸收分光光度法、红外光谱、核磁共振、紫外光谱。计算也有不同，试卷附带各种表格，包括元素周期表、电极电势表、燃烧焓、常见的公式、常数等，学生可直接找到计算公式，也要查到计算中需要的各种数据。这样的试卷设计减少了考试中学生对知识的记忆，但对学生选择知识、运用知识和工具解决问题的能力要求更高，对数据的分析和处理能力的要求也更高。同时考试中学生可以而且必须熟练使用计算器，这一方面是因为试题所给出的数据都是真实的测定数据，从表中查到的数据同样是没有经过处理的，只有通过计算器的使用，才能快速得到精确的结果；而另一方面也说明VCE化学考试考查的是学生的化学计算能力，而非数字的计算能力。

3.4问题开放

VCE的综合应用类试题的一些答案不是唯一的，如上述2016年B部分的第11题要求学生“指出实验设计中的一个优点，并加以解释”。标准答案中列了4个优点，包括“确定相同的实验时间、称重前钥匙打磨去除氧化膜、阳极使用了镍电极以保证溶液浓度不变、进行了三次平行实验”。学生只要答对一个就能得分。而“给该实验设计提出两条改进或修正建议，并加以说明”，标准答案中列了15条，包括“没有明确的溶液浓度、没有确定镍电极的纯度、镍电极在实验前后也要称量、电压要保持在2.06V以下、实验中需要电压表和电流表、铜钥匙要保证有相同的形状和表面积、用纯铜取代铜钥匙会更准确、在不同电流下进行多次平行实验、电极取出后要清洗”等等，学生只要答对2个就能得分。而“基于获得的结果评述该实验结论的合理性”这个问题对学生是一个更大的挑战，因为学生可以从不同的角度评价实验结论的合理性，整个评述的过程都是开放的。学生可以通过计算铜钥匙上沉淀Ni的质量m与电流i的关系m/i，发现Y、 Z实验的m/i是一个常数，而X实验的m/i值不同，可见三次实验的数据还不是很稳定；学生也可以根据上述实验没能很好地控制变量，即有诸多的因素同时变化，如电流是变的，电压是变的，浓度没有控制等，确定实验结论的不可靠。

3.5評分灵活

VCE化学考试的评分细则详细，考试后会以报告的形式向社会公开。对于这类综合应用类试题，每一个小问都会被赋予明确的分值，对于多分值的题目，会制定分步得分的标准。如题目要求通过计算写出反应的热化学方程式，总分是2分，写对化学方程式或算对摩尔反应热，都得1分，两者都对，得2分。特别是对开放性的问题，如果不是唯一的答案，评分标准就会提供几个可行的答案。如2016年11月份试卷的第11题，题目要求学生对试题中提供的实验方案进行评价，根据标准答案有15个地方可以进行改善和修正，试题总共为7分，评分标准就根据答题情况分别可得1、 2、 3、 4、 5、 6、 7分。这种分层评分标准的设计使得试题有更高的区分度[11]。

4 VCE化学考试对我国综合应用类试题的命题启示

4.1基于学考一致达成教育目标

VCE化学学习和考查目标是一致的。维州课程与考评局（VCAA）颁布的《维多利亚州证书教育： 化学学习设计》，对化学学习的目标、内容进行了详细的规定，也对考核的内容和方式有细致的要求，两者高度一致，且非常明确地要求把评价作为重要的学习过程。从试题的设计看，VCE的化学考试内容和试题很好地体现了VCAA的化学考查目标。特别是根据真实探究过程设计的综合应用类试题，使得学校在平时的教学中也非常重视学生进行探究实验和探究学习。这种学与考的一致，使得应试成为学习的一部分，共同助力实现教育目标。

4.2基于真实探究考核全面素养

从整体而言，VCE化学考试的难度并不大，但考查的内容全面，特别是试卷中所占比例比较大的综合应用类试题，往往基于真实的探究，是综合性强、能力层次要求较高的题目。在这种真实探究情境中，不仅是对知识运用的考查，还是对实验方案的设计、实验现象的分析、实验数据的处理、实验结果的评估等探究能力的考查。试题中，化学学科知识还会与生物、物理等知识交叉，有利于提高学生对科学的整体认识，也有利于科学素养的全面提高。

4.3基于开放问题实现能力分层

问题的设置直接决定了考查的形式和内容。VCE化学试题的问题设置通常没有陷阱，也不拐弯，往往信息明确，问题的指向直接。但一些综合应用类试题的问题设置具有较大的开放性，试题越开放，对学生能力要求就越多，如上例对学生的阅读能力、分析能力、质疑能力、科学的表达能力、创新能力都有要求，且能力水平不同的学生对问题解答结果的达成度也会不同，通过分层的评分，能较好区分不同能力水平的学生，试题的区分度高。

事实上，VCE对学生成绩的认定不是仅凭笔试成绩，而是将学校评定学生的平时考核与最终的笔试考核结合起来。学校评定成绩是与学生的主题学习情况相关的，主要根据学生在完成学习任务的过程中对知识的运用、方案的设计、实践的过程以及最后完成的报告评定成绩。这种多元的考核方式，能对学生进行过程性的、更全面的评价。

中国有自己的国情和教育特点，照搬国外的考试制度无疑不可取。但他山之玉，可以攻石。VCE化学考试给我们的启示是评价是重要的教育手段，当我们无法改变文化性的应试教育时，我们可以改变的是考试的形式和内容，从而使应试成为推进课程改革的手段之一。

参考文献：

[1][2][5][6][7][8][9]Victorian Curriculum and Assessment Authority. Victorian Certificate of Education CHEMISTRY STUDY DESIGN， Accreditation Period Units 1 and 2 20162020 Units 3 and 4 20172021，2015.

[3][4]Victorian Curriculum and Assessment Authority. Victorian Certificate of Education， CHEMISTRY Written Examination Tuesday 8 November 2016.

[10][11]Victorian Curriculum and Assessment Authority. 2016 VCE Chemistry examination report， 2016.