新課程高考化學卷有關科學探究能力考題的統(tǒng)計分析與思考

2009年新課程高考化學卷有關科學探究能力考題的統(tǒng)計分析與思考

我國基礎教育改革以科學探究為突破口，提倡以科學探究的方式進行學習。普通高中化學課程標準要求學生通過親身經(jīng)歷和體驗科學探究活動，激發(fā)學習的興趣，增進對科學的情感，理解科學的本質(zhì)，學習科學探究的方法，初步形成科學探究能力。2009年是新課程改革高考的第三年，總共有10個省市進行新課程高考。隨著高中新課程的推進，新課程高考將全面實施。作為改變傳統(tǒng)教學方式與學習方式、培養(yǎng)學生的科學探究能力和創(chuàng)新能力以及提高學生科學素養(yǎng)的科學探究，如何在新課程高考化學卷中得以體現(xiàn)是關系本次新課程改革的順利推進和成敗的關鍵，也是廣大化學教師所面臨的共同問題。一、科學探究能力試題在試卷中的結(jié)構和內(nèi)容分布《2009年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試大綱（理科·課程標準實驗版）》，在“化學實驗與探究能力”部分明確要求學生“在解決簡單化學問題的過程中，運用科學的方法，初步了解化學變化規(guī)律，并對化學現(xiàn)象提出科學合理的解釋”。并且各課改實驗區(qū)在各自的考試說明中進一步強調(diào)科學探究能力的考查。如江蘇省的《2009年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試化學科考試大綱的說明》，在“學會實驗探究”部分要求學生：“具有較強的問題意識，能夠在給定情境中通過分析、判斷提出有探究價值化學問題的能力；能設計解決簡單化學問題的探究方案，能運用觀察、實驗、閱讀資料等多種手段收集證據(jù)，能運用比較、分類、歸納、概括等方法形成探究結(jié)論；能對探究方案、探究過程、探究結(jié)論等進行分析和評價，能準確地表述探究結(jié)果，并應用探究結(jié)果解決相關問題?！痹?009年10課改實驗區(qū)的9套新課程高考化學卷中，有7套試卷涉及科學探究能力試題的考查，具體見表1。由表1可以看出，2009年課改實驗區(qū)7套新課程高考化學試題大部分能關注科學探究能力的考查，有6套試卷中的科學探究能力賦分在14分以上。其中廣東卷分值最高，達34分，占學科總分比例的22.7%，按學科總分比例位居第三，這與該省學科總分為150分有關；江蘇卷分值為28分，占學科總分比例的23.3%，按學科總分比例位居第一；今年首次參加新課程高考的福建省在科學探究能力方面考查不錯，試題分值為23分，占學科總分比例的23%，位居第二；今年參加新課程高考的浙江、福建在科學探究能力方面考查表現(xiàn)也尤佳，分值為15分和17分，分別占學科總分的15%和17%。然而，第三次參加新課程高考的海南卷表現(xiàn)不佳，考查科學探究能力試題分值為5分，占試題總分的5%；還有就是山東卷和天津卷，整個試卷科學探究能力的考查的意識不強。所以，從科學探究能力考查的試題分值和占學科總分比例來看，廣東卷、江蘇卷、寧夏卷（遼寧卷）、浙江卷、安徽卷和福建卷命題合理，能控制在15%～20%左右。從題型來看，各新課程高考化學卷主要是以簡答題來考查學生的科學探究能力。這主要是與科學探究試題的特點有關，即通過簡答題更能考查學生的思維過程和表達能力，達到過程與結(jié)果相統(tǒng)一。但福建卷有一道在卷一中考查學生科學探究能力的選擇題，分值為6分，這是一次有益的嘗試。從考查的內(nèi)容來看，2009年新課程高考化學卷有關科學探究能力考查試題的選材大多來自實際應用情境和真實情境，內(nèi)容涉及了諸如環(huán)境、醫(yī)藥、化工、學生生活實際和學生真實實驗等。這使學生在具體情境和問題解決中對化學知識的學習增進了理解，加以綜合地遷移和運用，引導學生認識科學、技術、社會與環(huán)境之間的相互關系，學生從化學視角分析和解決實際問題，也有助于“情感態(tài)度和價值觀”課程目標的達成。并且2叩9年新課程高考化學卷中的有關科學探究能力考查的試題以數(shù)據(jù)表格、圖表、裝置圖、流程圖、關系曲線和文字表述等形式呈現(xiàn)出圖文并茂的特點。這不僅僅體現(xiàn)了學科的價值性和美化了試卷結(jié)構，而且還能有效地促進考生多途徑獲取信息能力的提高，這與“能夠通過對實際事物、實驗現(xiàn)象、實物、模型、圖形、圖表的觀察，以及對自然界、社會、生產(chǎn)、生活中的化學現(xiàn)象的觀察”從而進行“接受、吸收、整合化學信息的能力”考查的新課程高考的要求相符合。表12009年新課程高考化學卷中科學探究能力試題的結(jié)構和內(nèi)容分布二、科學探究能力組成要素考查的統(tǒng)計分析科學探究有兩層含義：一是指科學家用于研究人類未知的自然界各種活動；二是指學生用以獲取知識、領悟科學的思想觀念，領悟科學家研究自然界所用的方法進行的各種活動?？茖W探究過程大致要經(jīng)歷8個步驟：提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據(jù)、結(jié)論與解釋、反思與評價、表達與交流。對學生的科學探究能力的評價也主要圍繞這8要素進行，所以我們對科學探究能力評價的統(tǒng)計就是對這8要素進行統(tǒng)計分析。由于近年來的新課程高考化學中的科學探究能力的評價主要是通過實驗來考查，制定計劃能力實際上是通過實驗方案設計來考查，進行實驗能力是通過用語言描述操作步驟來考查，解釋與結(jié)論能力是通過對實驗數(shù)據(jù)處理和解釋來考查，反思與評價能力是通過對實驗方案及結(jié)果評價來考查，所以統(tǒng)計時上述四個要素的能力是相對應的。具體統(tǒng)計情況見表2（見下頁）。對科學探究能力的考查，考查最多的科學探究能力要素是解釋與結(jié)論能力（實驗數(shù)據(jù)處理與解釋能力），考查的次數(shù)為15；制定計劃能力（實驗方案設計能力）考查的次數(shù)為8，位居第二；進行實驗能力（用語言描述操作步驟能力）考查的次數(shù)為7，位居第三；其次是反思與評價能力（實驗方案及結(jié)果評價能力）考查次數(shù)為5，位居第四；而其他科學探究能力組成要素的能力考查很少，如猜想與假設能力，表達與交流能力各為1，提出問題能力與收集證據(jù)的能力沒有考查。這主要是由于科學探究是一種活動，只有在實際的探究過程中學生的探究能力才能表現(xiàn)出來，所以考查學生科學探究能力的最好形式是讓學生進行真實的科學探究活動。但在我國目前大規(guī)模的教育考試中，這是難以實施的，紙筆測驗仍是力圖體現(xiàn)這種考查要求的最主要的形式。依靠探究性試題，引導學生表現(xiàn)出期望的行為，并根據(jù)這些行為判斷學生的探究能力水平。但受考試的時間、卷面長度等因素的限制，有限的幾個試題不可能引導考生表現(xiàn)出代表其探究能力的所有行為，即便是真實的動手操作探究，所考查的也只是這種復雜結(jié)構能力的一部分。況且，紙筆測驗的試題無論怎樣命制，也不能考查在動手操作中遇到新問題時，學生調(diào)動多個探究能力元素單元靈活解決問題的水平。所以，我們只能根據(jù)題目的內(nèi)容素材選擇幾個角度對學生的探究能力進行測試。一次考試考查的只是學生探究能力的很小一部分。并且目前科學探究能力主要是通過實驗來考查。在紙筆測試中，實驗數(shù)據(jù)處理與解釋能力、實驗方案設計能力、用語言描述操作步驟能力和實驗方案及結(jié)果評價能力等能較客觀地被考查，所以這些能力要素考查得相對較多。表22009年新課程高考化學卷中科學探究能力組成要素考查的統(tǒng)計分析對新課程高考化學卷有關科學探究能力試題進一步分析，我們還可發(fā)現(xiàn)有些是通過一道試題考查幾個能力要素。如安徽卷的28題，考查學生的實驗方案設計能力、實驗數(shù)據(jù)處理與解釋能力、思考與交流能力；廣東高考第21題，做出猜想、設計實驗方案、開展實驗研究并得出結(jié)論的能力。有些是一道試題只考查單個的科學探究能力組成要素，如福建卷的第12題考查的是實驗數(shù)據(jù)處理與解釋能力，海南卷的第16題第3問考查的是實驗方案設計能力。三、問題與思考對2009年新課程高考化學卷的有關科學探究能力考查試題進行統(tǒng)計分析，我們發(fā)現(xiàn)各課改實驗區(qū)都進行了有意義的探討，邁出了可貴的一步，并且有許多值得肯定的地方，但同時也存在有一些值得思考的問題。1.試題的真實性與情景性科學探究能力是內(nèi)隱的，一般無法直接看到，只能通過學生在探究過程中的外顯活動表現(xiàn)出來?？茖W探究是一種活動，也只有在實際的探究活動中學生的探究能力才能表現(xiàn)出來，所以考查學生科學探究能力的最好形式是讓學生進行真實的科學探究活動。因此，用于評價科學探究活動的紙筆測試中的化學問題，也應具有一定真實的情景。它有利于學生將科學探究活動中的學習的內(nèi)容遷移到解決新問題中來。并且試題選材只有具有一定的真實性，才容易激發(fā)考生解決問題的興趣，提高考生適應社會、認識世界的能力，增強其社會責任感。2009年新課程高考化學卷用于評價科學探究能力的試題，大多數(shù)是以生產(chǎn)、生活、科研以及實驗等實際為背景，真實的情景性科學探究試題設置得較好。但有些新課程高考卷不盡如人意，如寧夏（遼寧）卷的第26題，雖然是以“實驗室測定堿式碳酸銅的組成”為情景來考查科學探究能力的一道實驗題，但試題情景過于陳舊，基本上是傳統(tǒng)的實驗，不能體現(xiàn)新課程改革的新理念。2.試題的開放性對于科學探究能力的評價應加強試題的開放性。同時，開放性的試題有利于促進學生的發(fā)展和全面評價學生。開放性原則要求試題命制著重考查學生多角度、多側(cè)面、多層次地思考問題、理解試題，多渠道處理信息和結(jié)果多種表述方式，培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維和創(chuàng)新能力。開放性的試題包括試題內(nèi)容的開放、解決問題過程與方法的開放、試題答案的開放以及以上形式兼而有之的開放等多種開放形式?？忌灰浞职l(fā)揮思維的創(chuàng)造性和發(fā)散性，利用學過的知識和試題給出的信息進行解題，只要答案合理即可給分。只有這樣才能全面地考查學生的創(chuàng)造性思維和探究能力。2009年新課程高考化學卷有關科學探究能力考查的試題中有一定比例的開放性試題，如海南卷的第16題第3問，廣東卷的第21題第3問等。但總體上對于科學探究能力的評價開放性試題的比例不大，這是值得命題者思考的問題。而且，在高考中如何根據(jù)考生知識的構成、認識的水平加以把握試題的開放度，必將是命題者面臨的現(xiàn)實問題，也是必須解決的問題。3.科學探究能力各組成要素如何考查科學探究活動一般經(jīng)歷8個步驟。從今年的科學探究試題來看，有些省市考查的是較為完整的探究過程。如廣東高考第21題，要求做出猜想、設計實驗方案、開展實驗研究并得出結(jié)論等。還有安徽卷的第28題，要求進行實驗設計、實驗數(shù)據(jù)處理、進行解釋與結(jié)論和進行思考與交流等。有些課改實驗區(qū)科學探究試題考查的科學探究能力組成要素中的單個要素或兩個要素。如福建卷第12題的通過分析和處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論能力的考查；浙江卷第27題考查學生的實驗方案設計和對實驗數(shù)據(jù)分析得出實驗結(jié)論的科學探究能力的考查；廣東卷第20題的對實驗數(shù)據(jù)和關系曲線運用歸納、推理進行得出實驗結(jié)論并作出解釋的科學探究能力的考查等。并且發(fā)現(xiàn)，科學探究能力重要因素和首要因素——提出問題能力以及收集證據(jù)能力卻沒有在試題中體現(xiàn)。所以，我們可以進行較為完整的科學探究過程的命題來考查學生的科學探究能力，也可以進行考查學生的科學探究能力的某個要素能力或兩個要素能力的命題。值得我們思考的問題還有：如何把握各要素能力考查的比例；是否只能在簡答題中考查科學探究能力要素；如何考查提出問題的能力等。4.科學探究能力是否只能在實驗中考查實驗是化學學科的特征，實驗探究是提高學生科學探究能力和科學素養(yǎng)的重要學習方式。作為具有導向作用的新課程高考化學，自然而然把化學實驗探究的考查作為評價學生的探究能力和創(chuàng)新能力的重要手段。所以，各課改實驗區(qū)高考試題都是以實驗來考查學生的科學探究能力。有學者根據(jù)各種探究能力的模型和國外探究能力考查的評價目標，將目前高考中的探究能力分