化学教育 2012年第6期 基于科学素养教育的中考化学命题改革 山东威海 丛祥滋.doc

基于科学素养教育的中考化学命题改革与思考丛祥滋1 丛萍2（1.山东威海市教育教学研究中心 264200；2.山东威海经济技术开发区教研中心 264205）摘要 在分析中考试题“知识立意”弊端和“素质立意”特征后，结合威海市2010年、2011年试题，从内容重点、情景素材和呈现方式等方面，阐述了“素质立意”试题特点，提出以测评学生“化学科学素养”为核心的命题改革思路和做法。关键词 中考化学 素质立意 核心概念 基本观念 学习潜能自本世纪初基础教育课程改革以来，基础教育各类纸笔测试题逐渐由“知识立意”转向检测与评价学生的科学素养。从教育测量与评价的角度看，前者主要考查学生掌握知识和技能的多少及熟练程度，主要靠知识的深广度来增加试题的综合性和思维容量，试题往往死抠知识、死抠教材、脱离实际、答案机械。从学与教的角度看，解答“知识立意”的试题，靠死记硬背和题海战术就容易达成目标。笔者认为，试题的“知识立意”是造成几十年来以死记硬背和题海战术为特征的应试教育盛行的重要原因。中考是义务教育阶段最重要的考试，也是区域性教育评价和教学改革的风向标。培养学生的科学素养是本次课改的基本理念和科学教育的根本宗旨。课程、教学和评价的理念及行为需要保持高度的一致性，否则，科学素养教育就只是一句口号，国家的意志难以实现。基于以上认识，自2003年以来，威海市就确立探索以有效测查学生的化学科学素养为核心、以“素质立意”为特征的中考化学命题改革思路，经过10年的实践与探索，试题基本实现了由“知识立意”到“素质立意”的转变，试题形式、内容、情景素材和呈现方式等方面都发生了根本性的变化。命题改革初期提出的“让死记硬背失效、题海战术失灵”的目标基本实现。表1.威海市2010年和2011年试卷结构和测试结果：年份试卷结构测试结果满分考试时间小题数选择题数量/分值非选择题数量/分值全体考生得分率优秀率（85%以上）标准差2010年80分80分钟13个7个/21分6/59分56.93%11.28%19.562011年70分90分钟12个7个/21分5/49分65.1%20%17.14从结构和形式看，试卷基本抛弃了以选择题和填空题为主要题型、以强调知识覆盖面和检测学生掌握了多少化学知识为核心的命题思路。从问题情景和所选素材看，问题真实、情景新颖，素材多来自科学实验、学生生活和社会实际（而不是象知识立意的试题主要来自某道习题或课本）。其特点一是紧扣社会重大热点问题，如温室效应、酸雨的腐蚀性、燃烧、食品添加剂、化学与材料、化学与能源、化学与健康、3.11日本大地震等；二是所选素材紧密联系学生的实际，保证绝大多数学生都熟识。从考试内容看，试题以课程标准中5个一级主题为主干内容，突出考查初中化学核心内容。如二卷每道题选用代表性的物质和典型的科学事实考化学的“大道理”，化学是做什么的（化学科学的价值），化学的核心概念、基本观念、思想方法有哪些，化学科学是如何认识、改造和应用物质，是如何认识物质的组成与结构、性质与变化。在非选择题中，除计算题外，每道题都以课程标准中某个一级或二级主题为标题编制试题，即每道题都是采取主题概括的方式，力争从整体上考查课标中重点内容。例如，“化学物质的多样性”、“地球发烧了”、“应用广泛的金属”、“燃烧的利与弊”、“哪份盐酸最浓”、物质的性质与变化”、“物质的构成与变化”、“化学与健康从化学的视角看食品添加剂”、“化学与环境保护探究酸雨的腐蚀性”等等。这种主题概括式的呈现方式，既能紧扣课标主题、突出核心内容，又能方便考生整体思考与作答；既能充分实现考试目标与课程目标的高度吻合，又能引领未来的学科教学高水平地达成课程目标。那么，何谓“素质立意”？其特征是什么？“素质立意”是指中考命题时严格依据课程目标的三个维度，全面、深入、有效地考查学生的化学科学素养。试题不仅注重考查主干知识，同时还注重考查科学过程与儿科学方法、科学情感态度与价值观。“素质立意”试题至少具有以下特征：（1）注重考查“学科学”的水平，主要是考查学科核心知识和基本技能，考查学生对主干知识认知的程度（即学生要有常识性的知识）。其重点一是核心概念，如原子、化学变化等；二是与生活、与社会密切相关的代表性物质和科学史实；三是重要的基本技能，如用化学符号表征物质的宏观组成、微观构成和化学变化。（2）注重考查“做科学”的水平，主要是考查科学过程与科学方法。考查方法是通过学生分析解决真实问题来直接考查做科学的水平。考试重点一是考“做科学”的知识和方法，即科学探究；二是考重要的化学实验方法，如性质、制备、分离提纯和物质检验；三是考科学的理性思维，如科学抽象（分析、综合、概括）、科学假说（归纳与演绎、数学、模型）、比较与对比、应用概念、推理判断、分类等。（3）注重考查是否形成正确的情感态度与价值观。考查方法一是直接考查，即在分析解决真实问题过程中考查学生是否形成某种基本观念；二是间接考查，即学生在解决问题过程中需要以隐性的情感、态度、思想和观念为指导，否则很难正确全面解答试题。考查重点一是化学基本观念，如元素观、微粒观、变化观、分类观等；二是科学精神和科学态度，如学生是否能够辩证地看待物质世界，是否形成积极、科学的情感态度与价值观，是否了解化学在促进社会发展方面所起的巨大作用。（4）重视考查学生的能力及信息素养。重点是思维能力、自主学习能力，获取信息的素养。（5）重视考查创新精神和实践能力。下面结合威海市2010年、2011年中考化学试题，对命题思路和特点做具体分析。1 突出核心概念和基本观念化学是认识万物之本质、探究变化之科学。化学的核心概念（如原子、化学变化）和基本观念是人类认识物质世界所形成的最有价值、最宝贵的科学认识成果，主要与物质的组成和结构、性质和变化有关。例1【2010年第8题（13分）】 化学物质的多样性世界是物质的，化学物质是由化学元素组成的。到目前为止，已经发现的化学物质超过三千万种，并且化学家还在以每年近百万种的速度继续发现更多的新物质。请你运用所学的知识回答下列问题。（1）在下表空白处填上适当的内容（表格略。常见物质氧气、臭氧、过氧化氢、铜、熟石灰、纯碱、蔗糖、食盐水的名称、组成、构成微粒、及化合物的质量比）（2）由于物质的多样性，化学上通常用分类的方法认识物质。请你根据物质的组成，把（1）中8种物质分类，要求用框图的形式表示，层次分明。（3）你认为造成物质多样性的原因有哪些？请选择（1）中物质说明（答三种即可）：解析：从题型上看，本题既稳重又新颖、既规范又灵活。从内容上看，该题充分体现基础性、综合性和思想性。本题在构思时是以课程标准中的一级主题三“物质构成的奥秘”为重点，由浅入深依次以“什么是物质的多样性（如何认识和表征物质的组成及结构）、怎样从物质组成的角度对多种多样的物质进行分类（如何分类认识物质）、为什么世界上的物质是多种多样的（造成物质多样性的原因是什么组成、结构、性质）”三个问题为线索，全面考查课程标准一级主题下全部4个二级主题中的90%以上的内容。虽然本题涉及的物质都是初中化学简单的、常见的代表性物质（氧气、铜、蔗糖、食盐水等），但其巧妙之处在于，本题在全面考查相关化学基础知识和技能的同时，有效地考查了与物质组成和结构有关的核心概念、基本观念、化学思想和思维方法。如原子、分子、元素等核心概念，物质的多样性、微粒观、元素观、分类观等基本观念，以及化学科学特征思维方式及学习领域宏观、微观、符号表征。考试结果显示，本题的得分率为55%，其中第（1）小题得分率低于50%，说明学生如果没有理解核心概念、没有形成基本观念，只靠机械记忆是掌握不好双基的。第（2）小题得分率60%，第（3）小题得分率为50%。例2【2011年第9题(13分）】物质的构成与变化现有以下6个变化：氢气在氧气中燃烧；给水通直流电；锌加入稀硫酸溶液中；氢氧化钠溶液跟稀盐酸混合；冷却硝酸钾热饱和溶液析出硝酸钾晶体；日本福岛第一核电站发生核反应，铀235裂变产生碘131。请回答下列问题：（1）探究化学变化的规律始终是化学科学的核心任务。上述变化中，属于化学变化的是（填变化的代号，下同） ，属于物理变化的是 。（2）化学变化也叫化学反应，在上述化学反应中，属于分解反应的有 ，属于复分解反应的有 。将化学反应分为分解反应、化合反应、复分解反应和置换反应四种基本反应类型的依据是 。（3）我们知道，能直接构成物质的微粒有分子、原子、离子。物质之所以发生化学反应，从微观的角度看，是因为反应物的微粒之间在一定条件下发生有效的相互作用，使微粒的结构发生改变，或微粒重新排列组合，宏观上表现为生成了新的物质。在反应中，发生有效的相互作用的微粒是（写出微粒符号） 。反应的化学方程式为 ，发生有效的相互作用而促使反应发生的微粒是（写出微粒符号） ，微粒的转化过程是 。在反应中，发生有效的相互作用而促使反应发生的微粒是（写出微粒符号） 。和两个变化的实质是否相同？ 。为什么？ 。（4）根据化学反应是放出热量还是吸收热量，将化学反应分为放热反应和吸热反应。在上述化学变化中，属于吸热反应的有 。解析：本题以物质的构成、性质和变化为重点，以6个典型、代表性的变化为素材，综合考查了初中阶段不同类型的化学反应的规律、分类依据、分类方法、典型化学变化的微观过程与变化本质、物质构成的微观表示等主干知识。（得分率54%）化学新课程强调化学基本观念的主导作用。与传统考查物质的性质和变化的试题比较，本题不是为了考查学生记忆了多少具体物质的性质、变化、现象、反应的方程式、变化的结果等，而是以6个变化为素材，突出考查初中化学核心概念和基本观念，如物质构成的微粒观、物质的变化观、化学反应的能量观、物质变化的复杂性与分类等。另外，本题还重视考查化学科学的思维方式，即在认识物质时，不仅要知道化学有宏观、微观和符号表征三大学习领域，还要能够由宏观现象联想到微观结构，由微观构成抽象到化学符号并能够运用化学符号描述和解释物质的组成、结构和变化。近两年突出考查初中化学核心概念和基本观念的典型题目还有2010年的第1、3、7、10题，2011年第1、2、3、4、7、8题等。命题组认为，学生一旦形成了这些重要的基本观念，掌握了这种思维方法，对他们一生的学习、生活和实践将产生积极的、深刻的、持久的影响。2 突出科学探究科学探究被确定为中考的重要考试内容，是基于以下考虑，第一，科学探究，特别是实验探究，是课标规定的初中化学最重要的学习内容之一；第二，科学探究不仅反映了科学的本质，也是考查学生做科学的水平的有效途径。第三，化学是一门建立在实验探究基础上的学科，实验探究本身蕴藏着丰富的学习素材，化学还与学生的学习和生活密切相关，源于生活的探究学习素材更是丰富多彩，以科学探究作为切入点，有利于命题者选取有价值的素材创编试题。例3【2011年第11题（11分）】化学与环境保护探究酸雨的腐蚀性我国道教发源地山东威海圣经山摩崖石刻，为国内罕见的大型道教石刻，可称为瑰宝。圣经山摩崖石刻的材质是大理石，主要成分是碳酸钙，现在字迹已模糊不清。摩崖石刻被腐蚀，是否是酸雨所致？试回答下列问题：（1）酸雨的成因：即使大气没有受到污染，正常的雨水或河水也呈微弱酸性（pH在5.67之间），原因是 。酸雨的酸性比正常雨水强，是因为雨水吸收了被污染的大气中的 等有害气体。大气中这些有害气体主要来自于 。（2）定量实验探究：查阅资料及定性实验表明：（1）醋酸和酸雨的酸性程度差不多，pH在5.63之间；（2）酸雨（醋酸）确实能加重大理石腐蚀的程度。（3）定性实验显示：将大理石放入pH=3的醋酸溶液中，短时间内几乎看不出有气泡产生。现提供下列仪器和试剂：仪器：烧杯、托盘天平、镊子、量筒、胶头滴管。药品：pH=6.5的普通雨水、pH=3醋酸溶液、大理石薄片。请你设计一个“定量实验方案”，证明摩崖石刻被腐蚀，主要与酸雨有关，与普通雨水无关。（表格略）（3）下列与保护摩崖石刻有关的说法中，你同意的是（ ）A了解哪种人类活动最容易引起酸雨B引起酸雨原因的结论应建立在科学研究的基础上C保护摩崖石刻要建立在有关损坏原因的科学证据的基础上D要从根本上预防酸雨的危害，应禁止工厂和汽车排放气体E要减少酸雨的危害，应研究和推广减少有害气体排放的技术F要从根本上保护摩崖石刻，主要应研究修复被酸雨损伤的摩崖石刻的方法与技术解析：这道题，以真实的问题为情景，以科学探究为核心，以物质的组成、性质和变化以及相关实验知识和技能为载体，以探究方案的设计为线索，以考查学生做科学的真实水平为目标，将化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面的目标有机地融合在一起，全面考查学生做科学的水平，包括科学解释、发现和提出问题、猜想假设、收集证据（定量实验、变量控制、对比实验等）、对实验结果与数据进行处理（解释结果）、推理判断、对实验方案和结论进行评价与反思、识别科学问题等。本题得分率46.5%。3 突出科学思想、科学情感态度与价值观在纸笔测验中如何有效考查学生的科学情感态度和价值观，一直是教学评价的盲点和难点。威海市中考化学试题遵循教育测量与评价规律，努力克服纸笔测验的弊端，以化学基本观念为重点，以有价值的化学知识为素材，以CTS等问题为背景，以真实活动为载体，有效考查学生的情感态度与价值观。例4【 2010年第11题（5分）】 燃烧的“利”与“弊”火就是化学上所说的燃烧。根据你对燃烧反应的理解，若以“燃烧的利与弊”做为论题，你的观点是 ，请你列举有力的证据论证你的观点。要求：论据简洁、论证充分。同一论据只需举出一个事例说明即可。字数在150字以内。（25 6=150字）解析：这道题在取材时紧密联系初中化学重点内容、生活实际和当前人类社会面临的重大问题，内容涉及到燃烧这一常见、特殊而重要的化学反应，涉及到能源、环境污染等社会热点问题。旨在考查考生是否深刻理解化学科学在“人类认识物质、改造物质和应用物质”中发挥的巨大作用，是否形成积极的、科学的情感态度和价值观。同时也考查学生对燃烧实质理解的程度、燃烧反应的物质观和能量观（既能产生新物质，又能产生能量）。考试结果显示，本题得分率为55%，有超过50%的学生，或认为“燃烧弊大于利”，或者观点正确但举不出合适的例证。人类社会的进步离不开燃烧。考查燃烧，可以分为3个层次。第一，什么是燃烧（认知性目标，记住或知道燃烧的概念）。第二，理解燃烧的实质，燃烧有什么用（情感、体验性目标，感悟到燃烧反应的实质和科学价值）。第三，会运用燃烧概念和燃烧的条件解释一些简单的现象、解决简单的问题（实践性目标，知道怎么办）。试想，如果一个人熟记了燃烧的概念，但没有真正理解与人类和社会发展息息相关的燃烧反应的价值，也不会解决与燃烧有关的简单问题，即使他把燃烧的概念倒背如流，又有何意义？化学基本观念是化学教育内容的灵魂，是学科素养的核心，我们的教学和评价必须回到课程方案上来，回到科学素养教育的正确轨道上来，因为这是国家意志的体现，是教育本质的体现。科学素养教育的本质什么？是当学生把所学的具体化学知识几乎都忘了以后所剩下来的能够影响学生终身发展的隐性要素是思想观念、是态度、是方法、是思维方式、是行为习惯、是解决问题的能力和品质。另外，综观威海市近几年的试题，还有其他一些与众不同的显著特点：一是注重考查与STS有关的内容。如2010年第4、5、9题，2011年第5、6、10题等。这种试题能更加全面有效地考查学生的科学素养，特别是有利于考查学生对自然科学本质的理解程度，有利于考查学生对科学与社会之间关系的认识水平，引导初中化学教学从化学的视角去深刻认识当前我国社会发展的热点、焦点问题。中考的这种导向作用对于教学中培养学生科学素养具有深远的影响。二是试题新颖、综合性强