新课程标准下的高中化学实验操作考试实践研究
2020-04-17郭丽敏
摘 要:实验操作考试不仅是评价学生实验能力的一种手段,更是促进实验教学、检查实验教学效果的重要手段。本文主要依据《普通高中化学课程标准》(2017年版),并结合本校实际情况,对实验操作考试的具体实施与评价方法进行了初步研究。根据课程标准对必做实验的要求从中选取适合高一和高二学生的实验作为考查的内容,并对考试时间、分值、考试安排等方面进行细化,同时从分项评分规则和学业水平等级、学科素养水平方面对实验操作考试的评价标准进行了初步研究。
关键词:实验操作考试;考查内容;分项评分;学业水平等级
今年年初教育部要求在全国将物化生实验操作考查纳入学业水平考试范围。目前上海、江苏等省份都已结合实际出台了本地《普通高中学业水平考试实施办法》并就物化生实验操作考核提出了具体的要求,但大多数省市目前仍以笔试为主。笔者和本校同事对实验操作考试的具体实施与评价方法进行了初步研究,具体内容如下。
一、 考什么
根据《普通高中化学课程标准》(2017年版)对学生必做实验的要求,并结合本校实验室实际情况,从中选取以下适合高一和高二学生实验进行考查。
高一:①用化學沉淀法除去粗盐中的杂质离子;
②配制一定物质的量浓度的溶液;
③实验室制取蒸馏水;
④CCl4萃取碘水中I2;
⑤Fe2+与Fe3+的相互转化及检验;
⑥第三周期Na、Mg、Al的金属性递变规律;
⑦Ⅶ元素Cl、Br、I的非金属性递变规律;
⑧温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响;
⑨原电池的设计;
⑩乙醇、乙酸的主要性质。
高二:①简单的电镀实验;
②探究影响化学平衡移动的因素;
③强酸与强碱的中和滴定;
④盐类水解的应用;
⑤乙酸乙酯的制备与性质;
⑥简单配合物Cu(NH4)4SO4的制备;
⑦醛基的性质与检验;
⑧有机化合物中常见官能团的检验;
⑨糖类的性质;
⑩沉淀的转化。
二、 如何考
考试时间:15分钟,满分20分
试卷设计:将每个年级的试题顺序打乱,分成10组,每组2个学生实验,学生自行抽签决定所要考查的实验内容。
考查对象:高一或高二在校学生,两人一组。
考试安排:每场考试5组同时进行,每组一位非本班任课老师进行观察评判。
三、 如何评价
实验操作考试的评价不同于其他考试评价,每个实验情境不同,对学生的能力要求也不同,学生个体的差异也导致每个学生在实验考试中的表现各不相同,所以不能和笔试一样只给一个总体成绩。一定要能够让学生能及时了解自己的优缺点,从而做到查漏补缺,不断提升自己的实验能力。所以在实施评价过程中我们采用了分项评分和等级评定两种评价相结合的方式。
(一)根据实验各要素制定每个实验对应的分项评分规则
分项评分规则主要是从实验态度、实验操作步骤、操作的规范性、实验现象的观察与分析、实验报告的书写、实验结论与反思等方面对学生的表现进行评价。这种评分方式对于教师了解学生的实验能力和对实验技能的掌握程度,从而反馈教学、提高实验教学的质量,同时也能让学生及时了解自己的学习情况,进行自我反思并改进。以高一实验“用化学沉淀法除去粗盐中的杂质离子”为例,具体步骤和评分细则如下:
(1)检查仪器和药品(共2分):①按实验用品清单清点(1分);②检查实验用品(1分)。
(2)称量(共2分):①托盘天平调零(0.5分);②两边各放一张滤纸(0.5分);③左物右码,用镊子夹取砝码,调节游码粗盐准确称量4.0g(0.5分);④砝码放回砝码盒,游码归零(0.5分)。
(3)溶解(共2分):①将称好的粗盐放入烧杯,加入约12mL蒸馏水中(1分);②用玻璃棒搅拌(1分)。
(4)加沉淀剂(共2分):①选择沉淀剂(0.5分);②按顺序依次加入过量的沉淀剂,要求BaCl2溶液在Na2CO3之前加(1.5分)。
(5)过滤(共4分):①选择实验仪器,并进行组装,漏斗下端靠在烧杯内壁(1分);②折叠滤纸,润湿,紧贴漏斗内壁(1分);③过滤时,玻璃棒靠在有三层滤纸的壁上,右手拿烧杯,烧杯口紧靠玻璃棒上端(1分);④将粗盐溶液缓慢倒入,滤液不要超过滤纸边缘,过滤过程中不可用玻璃棒进行搅拌(1分)。
(6)加稀盐酸除杂(共3分):①向滤液中滴加稀盐酸直至溶液呈中性(1分);②pH的测定:取一小片pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中部,待变色后与标准比色卡进行对比(2分即操作1分,读数1分)。
(7)蒸发(3分):①选择实验仪器,并进行组装(1分);②加热蒸发时,用玻璃棒不断搅拌液体(1分);③当有大量晶体析出时,停止加热,用余热蒸干(1分)。
(8)完成实验报告(1分)。
(9)实验习惯按时完成实验,实验习惯规范(整理物品、清理桌面……)(1分)。
(二)根据实验操作考试的表现对学生的学业质量和学科素养等级进行实验能力等级评定
《普通高中化学课程标准》(2017年版)对学业质量标准及化学学科核心素养进行了水平划分,其中对与实验相关的学业质量水平的4个等级(1-3、2-3、3-3、4-3)划分与“科学探究与创新意识”素养的4个等级划分基本上呈一一对应关系。等级1-3、2-3对应的主要是必修课程的学业要求即合格性考试要求,相对来说考查情境较简单,而等级3-3、4-3对应的主要是选择性必修课程的学业要求即等级性考试要求,相对来说考查情境较复杂,综合性较强。根据《普通高中化学课程标准》(2017年版),我们将学生的实验操作考试结果由低到高分成D、C、B、A四个等级如下。
D等级:能正确列出所有药品、所用仪器,能规范、熟练地使用各种仪器,实验装置正确合理,固液体取用方法正确、药品用量适宜,能及时观察、如实记录实验现象并形成初步结论,实验报告书写规范、准确,积极参与实验、善于与他人交流与合作,实验习惯良好(实验结束后仪器洗涤干净,试剂摆放整齐,对废液和杂物合理处理等)。
C等级:能根据不同类型实验特点,设计简单实验方案并实施实验:能预测物质的某些性质并进行实验验证;能运用变量控制的方法初步探究反应规律;能根据物质性质的差异选择物质分离的实验方法;能根据物质的特征反应和干扰因素选取适当的检验试剂;能根据反应原理选取实验装置制取物质。
B等级:能根据问题的需要设计实验探究物质和能量的转化、影响反应速率和化学平衡的因素、有机化合物的主要性质等;能选择合适的实验试剂和仪器装置,控制实验条件,安全、顺利地完成实验;能收集并用数据、图表等多种方式描述实验证据,能基于现象和数据进行分析推理得出合理结论。
A等級:能在复杂的化学问题情境中提出有价值的实验探究课题,能设计有关物质转化、分离提纯、性质应用等的综合实验方案;能运用控制变量方法探究并确定合适的反应条件,安全、顺利地完成实验;能用数据、图表、符号等描述实验数据并据以分析推理形成结论;能对实验方案、实验过程和实验结论进行评价,对实验中的“异常现象”和已有结论提出质疑,反思并提出进一步探究的设想。
根据学生在实验操作过程中的具体表现,按以上四个等级进行评价。例如:高一学生在“用化学沉淀法除去粗盐中的杂质离子”实验考查过程中不仅实验操作完全正确并根据物质性质的差异合理选择沉淀剂和实验方法对粗盐进行除杂,则其实验操作考试的等级评定为C。高二学生“探究影响化学平衡移动的因素”实验考查过程中实验方案设计合理并能控制实验探究顺利完成实验并得出合理结论,则其实验操作考试的等级评定为B。
所以,学生在实验操作考试后会得到两个评价结果,一个是分项得分情况,一个是实验能力的等级。通过这两个评价学生能具体了解自己在实验方面的能力水平和优缺点,有针对性地反思和提高自己,并重视实验学习。但需要注意的是在分项评分中获得较高分数并不一定实验能力的等级就高,例如某学生在“用化学沉淀法除去粗盐中的杂质离子”实验考查过程中获得18.5分,但是在加入沉淀剂沉淀Ca2+、Mg2+、SO2-4沉淀剂的顺序弄错了,那他的实验能力等级只能为D。
实验能力是评价一个学生化学学科核心素养的重要标准之一,实验操作考试不仅是评价学生实验能力的一种手段,更是促进实验教学、检查实验教学效果的重要手段,所以研究实验操作考试的具体实施方法及评价标准具有很重要的意义。
作者简介:郭丽敏,安徽省宁国市,安徽省宁国中学。