淺談新課標下初中科學實驗筆試命題的編制 趙世敏
【摘 要】新課程理念下初中科學實驗的卷面考試，究竟應該以怎樣的結構和形式來呈現，這是當前科學實驗教師密切關注的問題。筆者認爲注重落實實驗試題的時代性、過程性、人文性和探究性，體現對考生創新意識的考查，密切聯繫學生生活經驗和社會實際，體現課程標準對實驗知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等目標要求。本文簡要闡述了新課程理念的下初中科學實驗筆試命題的指導思想、命題的原則和方向、筆試題型的設計以及相關的內容。
【關鍵詞】課程理念 初中科學 實驗筆試 命題編制
一、新課標下科學實驗筆試命題的指導思想
科學、合理的科學實驗卷面評價，對於新課程的實驗教學與改革起着至關重要的導向、調控作用。科學實驗課程對學生的評價是爲了促進學生的學習，透過評價使學生成爲成功者、積極參與者和自我反思者。堅持有利於全國貫徹國家教育方針、體現義務教育的性質，體現“以學生髮展爲本”的理念，有利於學生的全面和諧及個性化發展，有利於課程改革發展，有利於引導培養學生的創新精神和實踐能力。評價不僅要關注學生在科學素養方面的發展，而且要了解學生在發展中的需求，發現和發展他們多方面的潛能，幫助學生認識自我，建立自信，促進學生在已有水平上的發展，強化評價的內在激勵作用，發揮評價的診斷、教育和發展功能。堅持素質教育的導向作用，貼近生活實際和社會實踐，體現實驗知識融合，既注重考查實驗基本知識和基本技能，又注重考查學生的創新精神和能力，引導科學探究，凸現學科特色，落實課程改革理念。
二、新課標下科學實驗筆試命題原則和方向
依據課程標準確定考查標準與內容，堅持以學生爲本，正確發揮考試的導向作用，重視實驗知識、實驗技能和能力，堅持“以能力立意”和“以教育價值立意”的命題理念，注意實驗試題素材的正面教育功能和積極的價值取向，提倡整合學科知識以考查分析解決實際問題的綜合能力和探究能力。從三維課程目標着手來命題，由於課程從三個維度來劃分課程的目標，因此，某一具體的實驗試題就可能同時具有三個方面的功能，涉及考查知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個方面。對於某一具體的題目而言，就會成爲三維空間中的一個交叉點，如右圖中Ax、Ay、Az分別是在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面的考查要求。值得注意的是，並不是所有的命題都必須同時包含上述三個方面的功能，有的題也可能只包含一個或兩個方面，但要儘可能多兼顧幾個方面。實驗筆試命題的原則是透過筆試的方法來鑑別實驗能力的高低、是否真正做過實驗；對實驗卷面的考查已從簡單的實驗知識記憶轉向考查實驗的思想、方法和原理的理解。
課程標準強調身邊隨手可得的物品進行實驗探究，既可以拉近科學與生活的距離，讓學生深切感受到科學的真實性，消除科學的神祕感；又可以便學生利用簡單的器材進行小發明、小創造，爲培養學生的創新意識和創新能力提供很好的場地和條件。實驗能力是一種綜合能力，目前限於初中科學學業考試，很難考查實驗操作情況，所以常常利用實驗試題的開放性，或設計，或補充，或修正，或評價等豐富的實驗情景來完成對學生的實驗知識，實驗內容，實驗能力的綜合考查。爲體現新課程精神、有利於各種程度的學生考出自己的水平，同時要降低試題難度，杜絕繁、難、偏、舊的試題，杜絕生造、繁難的題目。試卷應具有較高的信度、效度和必要的區分度以及適當的難度，難度係數控制在0.7-0.8之間。科學實驗筆試命題必須努力去踐行新課程的理念，落實課程標準的要求，給學生提供一定的自主選擇空間，加大對創新、探究、實踐能力的考查，對課程改革，對素質教育起着良好的導向作用，因此，在實驗試題設計中注意發掘考生觀察問題、發現問題和解決問題的能力。
三、新課標下科學實驗筆試題型設計及內容
實驗是培養學生創新意識和實踐能力的重要方式。新課標在這一方面的體現尤爲突出，科學實驗筆試可以考查學生實驗設計、評價和在新情境中應用實驗解決問題的能力。實驗卷面考查的要求可以適當提高，這裏所講的提高，主要並不是難度的提高，而是實驗涉及面的擴大，是對思維廣闊性、敏捷性要求的提高，是對動手進行實驗操作、掌握實驗基本技能的要求提高，也是對實驗技能在實際應用中的要求的提高。科學實驗試題重視對科學過程和方法的考查；注重從生活走向科學，從科學走向社會；重視考查學生基本的科學素養,注意科學實驗與學科知識與研究方法的聯繫與滲透，突出對學習方法和學習能力（初步的觀察和實驗能力、資訊收集和處理能力，初步的分析概括能力、想象力和應用科學知識、技能分析和解決簡單生產、生活、科技等實際問題的能力）的考查。重視對學生初步的科學探究能力和創新意識的考查。實驗筆試命題從實驗實際出發，重視學生獲取資訊、處理資訊的能力，突出實驗試題的導向功能。
1．科學實驗筆試命題應關注生活
應深入挖掘教材中的實驗，對科學實驗筆試命題內容的整合和改編，注意捕捉“生活素材”，使之與學生的生活世界相互溝通，相互融洽。實驗試題情境設計貼近時代、貼近科技、貼近生活、貼近生產、貼近社會，採用文字、圖形、圖表等多種方式呈現試題條件，讓學生透過閱讀、理解其中的關係，探索其中規律並解決相關問題。將“生活－科學－社會”的基本思想貫穿於始終。體現了“從生活走進科學，從科學走向社會”的理念。
例1：夏天，將一罐可樂從冰箱中取出放在桌面上，一會兒可樂罐外面有一些水珠，有同學認爲這些水珠是從可樂罐中滲出來的，你認爲這個同學的觀點正確嗎? 並設計實驗加以驗證。
例2：中新社北京2006年月12月26日電 (記者 王歡)爲迎接2008年奧運會而 建造的北京奧運場館——國家游泳中心“水立方”，今天完成了外層膜結構的封閉工程，充滿魔幻色彩的建築首次全景亮相。
（1）“水立方”，它佔地7.8公頃，由5個游泳區組成，有1.7萬個席位，但是卻沒有使用一根鋼筋，一塊混凝土。其牆身和頂篷都是用細鋼管連接而成的，外層是隻有2.4毫米厚的膜結構氣枕像一層面板一樣包住了整個建築，“水立方”的膜材料ETFE(化學名四氟乙烯)結構如圖,它的化學式是 ，屬於 （填無機物或有機物）；
（2）“水立方”屋頂有3萬平方米，雨水可100%的收集。它有一套雨水收集系統，一年收集的雨水量相當於150戶居民一年的用水量 (北京居民每戶每年用水量爲100噸)。問:北京地區的年降水量約爲 毫米；
（3）“水立方”的外膜用什麼顏色更能節能嗎？設計者要考慮“水立方”館內光線和夏天的室溫。設計者做了幾組實驗。
實驗一：對透明物體和不透明物體的顏色由什麼決定進行了如下的探究。先後用不同顏色的膜對着不同顏色的光進行觀察，得到的結果如表一所示。
表一：透明物體的顏色
照射光的顏色 綠色 紅色 紅色 綠色 白光
膜的顏色 綠色 紅色 藍色 紅色 黃色
觀察到的顏色 綠色 紅色 黑色 黑色 黃色
①由表一可以得出：透明物體的顏色是由 決定的；
實驗二：用不同的顏色膜材料ETFE做大棚實驗
大棚外膜的顏色 藍色 無色 紫色
一天中棚外的最高溫度 36℃ 36℃ 36℃
一天中棚內的最低溫度 38℃ 50℃ 30℃
光的透過量 90% 98% 50%
②綜合上述資訊，你認爲膜的顏色用 色更好。
［點評］“科學與社會”是當前世界各國都十分關注的教學熱點，科學的整體化和綜合化已日益滲透到社會生活的各個方面。將科學實驗知識與生活聯繫在一起，注重實驗知識基礎上靈活性的考查，提高學生靈活運用科學實驗知識的能力。讓學生能體會到生活離不開科學，從而激發學生學科學、用科學的原動力，減輕學生學習上的心理負擔，對於培養學生實驗能力和提高學生科學文化素養具有深遠的意義。
2．科學實驗筆試命題應關注過程
科學實驗筆試命題重視科學過程和方法，注重對學生思維方式，實驗素養的考查，不僅關注學生的實驗知識和技能的獲得情況，還應關注學生實驗的過程和方法、分析概括能力、想象力。初步學會獲取資訊、表達資訊以及對資訊進行加工處理；會分析科學現象，並解決一些簡單的問題。注重學習過程，尋求學習規律，從被動接受知識向主動獲取知識轉化，讓學生由“學會”走向“會學”是課程改革的最終目標。
例1：將金屬銅進行如右實驗：
向得到的C溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液，
滴加Ba(OH)2溶液的質量與產生沉澱的質量 關係如圖所示。請回答：
（1）寫出Cu→A的化學方程式 ；
（2）寫出C溶液中溶質的化學式 。
例2： 某科學興趣小組的成員在談到有關土壤這一話 題時，提到這樣一個問題：土壤中是否存在空氣，若有，土壤中空氣的體積分數又爲多少呢？他們於是設計並進行了如下實驗：在校園中選擇乾燥的土地，取了長、寬、高分別爲10cm×10cm×5cm的一塊土壤，把它放入大燒杯中，沿燒杯壁慢慢向燒杯中注水，直到將土壤全部浸沒爲止。此時他們仔細觀察，發現土壤塊表面有一些氣泡冒出。等充分浸潤後，發現水位不能將土壤全部浸沒了，於是他們又加入了一些水，使土壤又剛好浸沒在水中。此時他們記下了用水量爲710ml。接下來，他們用一塊10cm×10cm×5cm的鐵塊替代土壤，重複了上述實驗，得到了用水量爲700ml。他們對上述數據進行了比較分析計算，得出了一個初步的結論，並因此驗證了一種假設。
根據上述資料，他們得出的結論是：土壤中 空氣（填“存在”或“不存在”）；且校園土壤中空氣的體積分數爲 %。
[點評]科學實驗在培養學生科學思維能力、創新能力和實踐能力等方面，具有不能替代的作用。新課程實驗改革倡導學生要善於思考。從以上兩個例子重視科學思維能力的考查，重視資訊獲取和讀圖（表）能力考查。可以看出過去那種單靠死記實驗步驟和實驗原理的模式化試題，如今已很難看到，取而代之的是各種各樣富有特色的考查學生能力的試題。這一變化，呼喚初中科學教學要給實驗以應有的地位，必將對初中科學教學產生較大的影響。實際上重視實驗能力的考查與基礎教育的要求是一致的，科學實驗命題還需要強調對學生科學研究方法的考查也是時代的要求。
3．科學實驗筆試命題應關注人文
科學實驗筆試命題以學生生活和社會現實作爲背景展開，不僅考查學生對實驗知識的掌握情況以及應用實驗知識解決問題的能力，而且可以使學生感受科學實驗對改善生活和促進社會發展的積極作用，關注與科學實驗有關的問題，樹立珍惜資源、愛護環境、合理使用科學物質的概念、規律，形成關心自然、關心社會的情感和態度。加強對學生的人文關懷，特別是體現對學生生命權、健康權的重視。
例1：同學們在一起交流學習體會時，一位同學說：“電路消耗的總功率都等於各用電器消耗的功率之和”。另一位同學想用實驗來驗證他的說法是否正確，於是他設計了甲圖所示的電路進行實驗。圖中電源電壓爲3V，實驗中他記錄的數據如表格所示。
測量的位置 A B C
電流I／A 0.4 0.1 0.3
電功率P/W
（1）請你用筆畫線代替導線將乙圖中的各器材連接成測A點電流的實驗電路；
（2）計算出表格中相對應的電功率填入表格內，並分析表格中的數據寫出實驗的結論；
（3）請你對該同學驗證的過程與得到的結論是否科學，談談自己的觀點。
例2：某校科學興趣小組探究城市中不同場所C02含量的高低，他們實驗步驟和數據如下：
編號 取樣
地點 取樣
時間 抽氣
次數
1 操場 17:30 16
2 居民區 9:10 8
3 居民區 13:15 7
4 居民區 17:55 5
5 公園 12:35 7
6 車站 16:45 4
7 酒店 17:50 5
a．配製測試試劑：
取燒杯一隻，加入蒸餾水，滴加酚酞溶液1～3滴，邊攪拌，邊滴加稀氨水(一種鹼溶液)，直到溶液變紅色，將溶液倒到細口瓶中密封儲存。
b．選定測試採樣點(選定的測試採樣地點見右表)。
c．CO2的相對含量的測定：
用50毫升醫用注射器吸取上面配製好的溶液10毫升，在一個採樣點抽氣到50毫升刻度線處，用食指堵住注射器的吸入口，用力震盪注射器2～3分鐘，然後將注射器的吸入口向上，小心地將剩餘氣體排出。繼續上述操作，直到注射器內的溶液紅色恰好褪去。在表中記下抽氣的次數。
d．同一天，在其它選定的採樣點，用相同的方法操作，進行測定，記錄下抽氣的次數。(三次居民區的採樣點是同一地點)
e．處理數據，並以操場空氣中C02的含量爲標準值進行對照。
請回答下列問題:
（1）測試時，注射器中溶液的pH ___________(選填“變大”、“變小”或“不變”)，當注射器內的溶液紅色恰好褪去時，溶液中肯定存在的`物質種類有________________；(選填“酸”、“鹼”或“鹽”)
（2）根據以上測試數據可以得出的結論是哪個場所的CO2含量最高_____________；
（3）分析表中數據，你發現值得研究的新問題是_________________。(寫一個)
[點評] “人文性”是指人文學科發展背後的一種深刻動力，是人們對於自身時代境況的獨特敏感，以及由此而生髮的問題意識。人文性是初中科學學業考試的生命力所在，也是初中科學實驗試題編制的難點所在。不僅情境設計具有人文性，考查內容也具有人文性，它不僅瞭解考生進階思維能力和個性傾向，還從開放的思維和獨特的視角體現人文精神的內涵。
4．科學實驗筆試命題應關注探究
基礎教育課程改革倡導探究的、合作的、注重過程體驗的學習方式。因此，科學實驗筆試命題必須突出學科特點，注重科學探究。科學探究既是初中科學課程的重要學習方式，又是重要的學習內容和目標。試題中科學探究的素材不僅取之於一些常規實驗，而且也取之於“知識與技能”領域裏某些知識點，使考生在解答試題的過程中真正體驗到一些科學思想和科學方法的運用。要注意對科學探究能力的考查，引導教學注重探究過程和方法，注重培養學生科學地認識事物、分析現象和把握規律的能力。
例1：在學習過程中，小雨同學提出一個問題：“碳燃燒時可能生成CO2也可能生成CO，那麼碳與氧化銅反應生成的氣體是否也有多種可能?”
【猜想】碳與氧化銅反應生成的氣體中：①只有CO2②只有CO③既有CO，又有CO2。
【查閱資料】浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇CO2無變化，但遇到微量CO會立即變成藍色。
【方案設計】透過上述資料和已有知識，小雨初步設想用浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙和澄清石灰水對碳與氧化銅反應生成的氣體進行試驗。根據小雨的設想，請你完成填空：
（1）若試紙不變色，石灰水變渾濁，則只有CO2；
（2）若試紙 ，石灰水 ，則只有CO；
（3）若試紙 ，石灰水 ，則既有CO，又有CO2。
【實驗驗證】經過思考之後，小雨設計了下圖實驗裝置：
實驗步驟：
（1）開啟彈簧夾，先通一會兒純淨、乾燥的N2；
（2）關閉彈簧夾，點燃酒精燈加熱。
【結論】小雨透過分析實驗現象，確認猜想③是正確的，請你寫出裝置C中發生反應的化學方程式： ；
【反思與評價】（1）該實驗開始前通一會兒N2的目的是： ；
（2）請從環保的角度分析該實驗裝置中的不完善之處： 。
例2：在打羽毛球時，同學們發現羽毛的斷落會影響羽毛球的飛行距離、飛行速度及飛行穩定性等。他們討論後決定從研究羽毛球自由下落這一簡單的運動方式入手，探究羽毛斷落情況對羽毛球下落速度的影響。
（1）他們從球場收集到六隻羽毛球，如下表：
羽毛球 A B C D E F
品牌 燕子 燕子 燕子 江山燕 江山燕 江山燕
羽毛斷落根數 0 2 8 0 4 8
你認爲應該選擇編號爲 的三隻羽毛球進行對比實驗。
（2）甲乙兩同學正確選擇三隻羽毛球后，分別設計以下方案：
甲同學：讓三隻羽毛球同時從三樓靜止釋放，比較落地的先後順序，重複三次；
乙同學：讓三隻羽毛球分別從三樓靜止釋放，測量三隻羽毛球落地時的速度；
爲了使實驗結論更可靠，請你對他們的實驗過程提出一條建議： 。
（3）用相同的力、相同的方式拍打羽毛球，不同品牌的新羽毛球飛行的情況並不相同，你認爲引起這種現象的可能原因是不同品牌的羽毛球的 不同。
［點評］科學實驗命題要特別注重科學探究，關注不同類型、不同梯度的探究題，可以是以課本上的實驗爲命題背景，也可以是課外實踐活動的實驗爲命題背景。要求學生運用所學知識提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集數據、分析與論證、評估、交流與合作等，從而解決問題。以上幾種探究要素，有時是以單一要素爲編制形式，有時是以幾個要素，即根據具體的探究問題，任意對這七個要素進行組合（如改變順序、合理增減某些要素等）來編制試題，或以一個完整的探究過程來編制試題。
總之，科學實驗筆試命題是一個綜合性很強的系統工程。新課程標準的新要求給科學實驗筆試命題帶來了新的考驗，隨着規模的擴大、時間的推移，會出現許多新的情況、新的問題。要改變以實驗知識記憶爲主、脫離實際的書面測試內容和方法，實驗筆試命題要努力創設引起學生興趣和聯繫實際的情境，加強實驗試題的綜合性、探究性和開放性。按照穩中求變、變中求新、新中求活、循序漸進等原則作爲改革的基本思路，在新一輪課程改革的大潮中，初中科學實驗筆試命題將會積極改進、不斷完善，更上一層樓！
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