浅谈新课标下初中科学实验笔试命题的编制 赵世敏
【摘 要】新课程理念下初中科学实验的卷面考试，究竟应该以怎样的结构和形式来呈现，这是当前科学实验教师密切关注的问题。笔者认为注重落实实验试题的时代性、过程性、人文性和探究性，体现对考生创新意识的考查，密切联系学生生活经验和社会实际，体现课程标准对实验知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等目标要求。本文简要阐述了新课程理念的下初中科学实验笔试命题的指导思想、命题的原则和方向、笔试题型的设计以及相关的内容。
【关键词】课程理念 初中科学 实验笔试 命题编制
一、新课标下科学实验笔试命题的指导思想
科学、合理的科学实验卷面评价，对于新课程的实验教学与改革起着至关重要的导向、调控作用。科学实验课程对学生的评价是为了促进学生的学习，通过评价使学生成为成功者、积极参与者和自我反思者。坚持有利于全国贯彻国家教育方针、体现义务教育的性质，体现“以学生发展为本”的理念，有利于学生的全面和谐及个性化发展，有利于课程改革发展，有利于引导培养学生的创新精神和实践能力。评价不仅要关注学生在科学素养方面的发展，而且要了解学生在发展中的需求，发现和发展他们多方面的潜能，帮助学生认识自我，建立自信，促进学生在已有水平上的发展，强化评价的内在激励作用，发挥评价的诊断、教育和发展功能。坚持素质教育的导向作用，贴近生活实际和社会实践，体现实验知识融合，既注重考查实验基本知识和基本技能，又注重考查学生的创新精神和能力，引导科学探究，凸现学科特色，落实课程改革理念。
二、新课标下科学实验笔试命题原则和方向
依据课程标准确定考查标准与内容，坚持以学生为本，正确发挥考试的导向作用，重视实验知识、实验技能和能力，坚持“以能力立意”和“以教育价值立意”的命题理念，注意实验试题素材的正面教育功能和积极的价值取向，提倡整合学科知识以考查分析解决实际问题的综合能力和探究能力。从三维课程目标着手来命题，由于课程从三个维度来划分课程的目标，因此，某一具体的实验试题就可能同时具有三个方面的功能，涉及考查知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面。对于某一具体的题目而言，就会成为三维空间中的一个交叉点，如右图中Ax、Ay、Az分别是在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的考查要求。值得注意的是，并不是所有的命题都必须同时包含上述三个方面的功能，有的题也可能只包含一个或两个方面，但要尽可能多兼顾几个方面。实验笔试命题的原则是通过笔试的方法来鉴别实验能力的高低、是否真正做过实验；对实验卷面的考查已从简单的实验知识记忆转向考查实验的思想、方法和原理的理解。
课程标准强调身边随手可得的物品进行实验探究，既可以拉近科学与生活的距离，让学生深切感受到科学的真实性，消除科学的神秘感；又可以便学生利用简单的器材进行小发明、小创造，为培养学生的创新意识和创新能力提供很好的场地和条件。实验能力是一种综合能力，目前限于初中科学学业考试，很难考查实验操作情况，所以常常利用实验试题的开放性，或设计，或补充，或修正，或评价等丰富的实验情景来完成对学生的实验知识，实验内容，实验能力的综合考查。为体现新课程精神、有利于各种程度的学生考出自己的水平，同时要降低试题难度，杜绝繁、难、偏、旧的试题，杜绝生造、繁难的题目。试卷应具有较高的信度、效度和必要的区分度以及适当的难度，难度系数控制在0.7-0.8之间。科学实验笔试命题必须努力去践行新课程的理念，落实课程标准的要求，给学生提供一定的自主选择空间，加大对创新、探究、实践能力的考查，对课程改革，对素质教育起着良好的导向作用，因此，在实验试题设计中注意发掘考生观察问题、发现问题和解决问题的能力。
三、新课标下科学实验笔试题型设计及内容
实验是培养学生创新意识和实践能力的重要方式。新课标在这一方面的体现尤为突出，科学实验笔试可以考查学生实验设计、评价和在新情境中应用实验解决问题的能力。实验卷面考查的要求可以适当提高，这里所讲的提高，主要并不是难度的提高，而是实验涉及面的扩大，是对思维广阔性、敏捷性要求的提高，是对动手进行实验操作、掌握实验基本技能的要求提高，也是对实验技能在实际应用中的要求的提高。科学实验试题重视对科学过程和方法的考查；注重从生活走向科学，从科学走向社会；重视考查学生基本的科学素养,注意科学实验与学科知识与研究方法的联系与渗透，突出对学习方法和学习能力（初步的观察和实验能力、信息收集和处理能力，初步的分析概括能力、想象力和应用科学知识、技能分析和解决简单生产、生活、科技等实际问题的能力）的考查。重视对学生初步的科学探究能力和创新意识的考查。实验笔试命题从实验实际出发，重视学生获取信息、处理信息的能力，突出实验试题的导向功能。
1．科学实验笔试命题应关注生活
应深入挖掘教材中的实验，对科学实验笔试命题内容的整合和改编，注意捕捉“生活素材”，使之与学生的生活世界相互沟通，相互融洽。实验试题情境设计贴近时代、贴近科技、贴近生活、贴近生产、贴近社会，采用文字、图形、图表等多种方式呈现试题条件，让学生通过阅读、理解其中的关系，探索其中规律并解决相关问题。将“生活－科学－社会”的基本思想贯穿于始终。体现了“从生活走进科学，从科学走向社会”的理念。
例1：夏天，将一罐可乐从冰箱中取出放在桌面上，一会儿可乐罐外面有一些水珠，有同学认为这些水珠是从可乐罐中渗出来的，你认为这个同学的观点正确吗? 并设计实验加以验证。
例2：中新社北京2006年月12月26日电 (记者 王欢)为迎接2008年奥运会而 建造的北京奥运场馆——国家游泳中心“水立方”，今天完成了外层膜结构的封闭工程，充满魔幻色彩的建筑首次全景亮相。
（1）“水立方”，它占地7.8公顷，由5个游泳区组成，有1.7万个席位，但是却没有使用一根钢筋，一块混凝土。其墙身和顶篷都是用细钢管连接而成的，外层是只有2.4毫米厚的膜结构气枕像一层皮肤一样包住了整个建筑，“水立方”的膜材料ETFE(化学名四氟乙烯)结构如图,它的化学式是 ，属于 （填无机物或有机物）；
（2）“水立方”屋顶有3万平方米，雨水可100%的收集。它有一套雨水收集系统，一年收集的雨水量相当于150户居民一年的用水量 (北京居民每户每年用水量为100吨)。问:北京地区的年降水量约为 毫米；
（3）“水立方”的外膜用什么颜色更能节能吗？设计者要考虑“水立方”馆内光线和夏天的室温。设计者做了几组实验。
实验一：对透明物体和不透明物体的颜色由什么决定进行了如下的探究。先后用不同颜色的膜对着不同颜色的光进行观察，得到的结果如表一所示。
表一：透明物体的颜色
照射光的颜色 绿色 红色 红色 绿色 白光
膜的颜色 绿色 红色 蓝色 红色 黄色
观察到的颜色 绿色 红色 黑色 黑色 黄色
①由表一可以得出：透明物体的颜色是由 决定的；
实验二：用不同的颜色膜材料ETFE做大棚实验
大棚外膜的颜色 蓝色 无色 紫色
一天中棚外的最高温度 36℃ 36℃ 36℃
一天中棚内的最低温度 38℃ 50℃ 30℃
光的通过量 90% 98% 50%
②综合上述信息，你认为膜的颜色用 色更好。
［点评］“科学与社会”是当前世界各国都十分关注的教学热点，科学的整体化和综合化已日益渗透到社会生活的各个方面。将科学实验知识与生活联系在一起，注重实验知识基础上灵活性的考查，提高学生灵活运用科学实验知识的能力。让学生能体会到生活离不开科学，从而激发学生学科学、用科学的原动力，减轻学生学习上的心理负担，对于培养学生实验能力和提高学生科学文化素养具有深远的意义。
2．科学实验笔试命题应关注过程
科学实验笔试命题重视科学过程和方法，注重对学生思维方式，实验素养的考查，不仅关注学生的实验知识和技能的获得情况，还应关注学生实验的过程和方法、分析概括能力、想象力。初步学会获取信息、表达信息以及对信息进行加工处理；会分析科学现象，并解决一些简单的问题。注重学习过程，寻求学习规律，从被动接受知识向主动获取知识转化，让学生由“学会”走向“会学”是课程改革的最终目标。
例1：将金属铜进行如右实验：
向得到的C溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液，
滴加Ba(OH)2溶液的质量与产生沉淀的质量 关系如图所示。请回答：
（1）写出Cu→A的化学方程式 ；
（2）写出C溶液中溶质的化学式 。
例2： 某科学兴趣小组的成员在谈到有关土壤这一话 题时，提到这样一个问题：土壤中是否存在空气，若有，土壤中空气的体积分数又为多少呢？他们于是设计并进行了如下实验：在校园中选择干燥的土地，取了长、宽、高分别为10cm×10cm×5cm的一块土壤，把它放入大烧杯中，沿烧杯壁慢慢向烧杯中注水，直到将土壤全部浸没为止。此时他们仔细观察，发现土壤块表面有一些气泡冒出。等充分浸润后，发现水位不能将土壤全部浸没了，于是他们又加入了一些水，使土壤又刚好浸没在水中。此时他们记下了用水量为710ml。接下来，他们用一块10cm×10cm×5cm的铁块替代土壤，重复了上述实验，得到了用水量为700ml。他们对上述数据进行了比较分析计算，得出了一个初步的结论，并因此验证了一种假设。
根据上述资料，他们得出的结论是：土壤中 空气（填“存在”或“不存在”）；且校园土壤中空气的体积分数为 %。
[点评]科学实验在培养学生科学思维能力、创新能力和实践能力等方面，具有不能替代的作用。新课程实验改革倡导学生要善于思考。从以上两个例子重视科学思维能力的考查，重视信息获取和读图（表）能力考查。可以看出过去那种单靠死记实验步骤和实验原理的模式化试题，如今已很难看到，取而代之的是各种各样富有特色的考查学生能力的试题。这一变化，呼唤初中科学教学要给实验以应有的地位，必将对初中科学教学产生较大的影响。实际上重视实验能力的考查与基础教育的要求是一致的，科学实验命题还需要强调对学生科学研究方法的考查也是时代的要求。
3．科学实验笔试命题应关注人文
科学实验笔试命题以学生生活和社会现实作为背景展开，不仅考查学生对实验知识的掌握情况以及应用实验知识解决问题的能力，而且可以使学生感受科学实验对改善生活和促进社会发展的积极作用，关注与科学实验有关的问题，树立珍惜资源、爱护环境、合理使用科学物质的概念、规律，形成关心自然、关心社会的情感和态度。加强对学生的人文关怀，特别是体现对学生生命权、健康权的重视。
例1：同学们在一起交流学习体会时，一位同学说：“电路消耗的总功率都等于各用电器消耗的功率之和”。另一位同学想用实验来验证他的说法是否正确，于是他设计了甲图所示的电路进行实验。图中电源电压为3V，实验中他记录的数据如表格所示。
测量的位置 A B C
电流I／A 0.4 0.1 0.3
电功率P/W
（1）请你用笔画线代替导线将乙图中的各器材连接成测A点电流的实验电路；
（2）计算出表格中相对应的电功率填入表格内，并分析表格中的数据写出实验的结论；
（3）请你对该同学验证的过程与得到的结论是否科学，谈谈自己的观点。
例2：某校科学兴趣小组探究城市中不同场所C02含量的高低，他们实验步骤和数据如下：
编号 取样
地点 取样
时间 抽气
次数
1 操场 17:30 16
2 居民区 9:10 8
3 居民区 13:15 7
4 居民区 17:55 5
5 公园 12:35 7
6 车站 16:45 4
7 酒店 17:50 5
a．配制测试试剂：
取烧杯一只，加入蒸馏水，滴加酚酞溶液1～3滴，边搅拌，边滴加稀氨水(一种碱溶液)，直到溶液变红色，将溶液倒到细口瓶中密封保存。
b．选定测试采样点(选定的测试采样地点见右表)。
c．CO2的相对含量的测定：
用50毫升医用注射器吸取上面配制好的溶液10毫升，在一个采样点抽气到50毫升刻度线处，用食指堵住注射器的吸入口，用力震荡注射器2～3分钟，然后将注射器的吸入口向上，小心地将剩余气体排出。继续上述操作，直到注射器内的溶液红色恰好褪去。在表中记下抽气的次数。
d．同一天，在其它选定的采样点，用相同的方法操作，进行测定，记录下抽气的次数。(三次居民区的采样点是同一地点)
e．处理数据，并以操场空气中C02的含量为标准值进行对照。
请回答下列问题:
（1）测试时，注射器中溶液的pH ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)，当注射器内的溶液红色恰好褪去时，溶液中肯定存在的物质种类有________________；(选填“酸”、“碱”或“盐”)
（2）根据以上测试数据可以得出的结论是哪个场所的CO2含量最高_____________；
（3）分析表中数据，你发现值得研究的新问题是_________________。(写一个)
[点评] “人文性”是指人文学科发展背后的一种深刻动力，是人们对于自身时代境况的独特敏感，以及由此而生发的问题意识。人文性是初中科学学业考试的生命力所在，也是初中科学实验试题编制的难点所在。不仅情境设计具有人文性，考查内容也具有人文性，它不仅了解考生高级思维能力和个性倾向，还从开放的思维和独特的视角体现人文精神的内涵。
4．科学实验笔试命题应关注探究
基础教育课程改革倡导探究的、合作的、注重过程体验的学习方式。因此，科学实验笔试命题必须突出学科特点，注重科学探究。科学探究既是初中科学课程的重要学习方式，又是重要的学习内容和目标。试题中科学探究的素材不仅取之于一些常规实验，而且也取之于“知识与技能”领域里某些知识点，使考生在解答试题的过程中真正体验到一些科学思想和科学方法的运用。要注意对科学探究能力的考查，引导教学注重探究过程和方法，注重培养学生科学地认识事物、分析现象和把握规律的能力。
例1：在学习过程中，小雨同学提出一个问题：“碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能?”
【猜想】碳与氧化铜反应生成的气体中：①只有CO2②只有CO③既有CO，又有CO2。
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO2无变化，但遇到微量CO会立即变成蓝色。
【方案设计】通过上述资料和已有知识，小雨初步设想用浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸和澄清石灰水对碳与氧化铜反应生成的气体进行试验。根据小雨的设想，请你完成填空：
（1）若试纸不变色，石灰水变浑浊，则只有CO2；
（2）若试纸 ，石灰水 ，则只有CO；
（3）若试纸 ，石灰水 ，则既有CO，又有CO2。
【实验验证】经过思考之后，小雨设计了下图实验装置：
实验步骤：
（1）打开弹簧夹，先通一会儿纯净、干燥的N2；
（2）关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热。
【结论】小雨通过分析实验现象，确认猜想③是正确的，请你写出装置C中发生反应的化学方程式： ；
【反思与评价】（1）该实验开始前通一会儿N2的目的是： ；
（2）请从环保的角度分析该实验装置中的不完善之处： 。
例2：在打羽毛球时，同学们发现羽毛的断落会影响羽毛球的飞行距离、飞行速度及飞行稳定性等。他们讨论后决定从研究羽毛球自由下落这一简单的运动方式入手，探究羽毛断落情况对羽毛球下落速度的影响。
（1）他们从球场收集到六只羽毛球，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
羽毛断落根数 0 2 8 0 4 8
你认为应该选择编号为 的三只羽毛球进行对比实验。
（2）甲乙两同学正确选择三只羽毛球后，分别设计以下方案：
甲同学：让三只羽毛球同时从三楼静止释放，比较落地的先后顺序，重复三次；
乙同学：让三只羽毛球分别从三楼静止释放，测量三只羽毛球落地时的速度；
为了使实验结论更可靠，请你对他们的实验过程提出一条建议： 。
（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飞行的情况并不相同，你认为引起这种现象的可能原因是不同品牌的羽毛球的 不同。
［点评］科学实验命题要特别注重科学探究，关注不同类型、不同梯度的探究题，可以是以课本上的实验为命题背景，也可以是课外实践活动的实验为命题背景。要求学生运用所学知识提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作等，从而解决问题。以上几种探究要素，有时是以单一要素为编制形式，有时是以几个要素，即根据具体的探究问题，任意对这七个要素进行组合（如改变顺序、合理增减某些要素等）来编制试题，或以一个完整的探究过程来编制试题。
总之，科学实验笔试命题是一个综合性很强的系统工程。新课程标准的新要求给科学实验笔试命题带来了新的考验，随着规模的扩大、时间的推移，会出现许多新的情况、新的问题。要改变以实验知识记忆为主、脱离实际的书面测试内容和方法，实验笔试命题要努力创设引起学生兴趣和联系实际的情境，加强实验试题的综合性、探究性和开放性。按照稳中求变、变中求新、新中求活、循序渐进等原则作为改革的基本思路，在新一轮课程改革的大潮中，初中科学实验笔试命题将会积极改进、不断完善，更上一层楼！
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