摘要:本文在文献分析和专家论证的基础上,初步构建中学生化学实验探究能力评价指标,包含情意态度、设计方案、实施实验、获取证据、解释与结论、反思与评价6项一级指标及14项二级指标,并以学生必做实验“补铁剂中铁元素价态的检验”和“比较碳、硅两种元素非金属性的相对强弱”为实验案例,进行评价实践。

　　关键词:化学实验探究能力,评价指标,必做实验,评价指标

　　一、问题的提出

　　化学实验是研究和学习物质及其变化的基本方法,对于激发学生对化学学科的好奇心和兴趣,养成注重实证、严谨求实的科学态度,增强合作探究意识,培养勤于实践、独立思考、敢于质疑和勇于创新的精神,提升科学探究与实践能力等,有着极为重要的作用。2019年11月,《教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见》提出,“强化学生实践操作、情境体验、探索求知、亲身感悟和创新创造,着力提升学生的观察能力、动手实践能力、创造性思维能力和团队合作能力”“把学生实验操作情况和能力表现纳入综合素质评价”“2023年前要将实验操作纳入初中学业水平考试”“在普通高中学业水平考试中,有条件的地区可将理化生实验操作纳入省级统一考试”等。目前,对中学生化学实验探究能力的评价主要还停留在纸笔测试方面,动手实践评价也只注重实验操作评价,忽视情意态度、设计方案、实验反思等探究过程的评价,不能充分发挥实验的独特价值。全面、精准的评价有利于充分发挥评价促进学生化学学科核心素养全面发展的功能。本文基于文献分析和专家论证,尝试初步构建中学生化学实验探究能力评价指标,并基于指标设计评价量表,对高一年级学生的化学实验探究能力进行了评价。

　　二、中学生化学实验探究能力评价指标的构建

　　《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称“课标”)提到,化学实验是研究和学习物质及其变化的基本方法,是科学探究的重要途径。科学探究过程包括提出问题和假设、设计方案、实施实验、获取证据、分析解释或构建模型、形成结论及交流评价等核心要素。

　　近年来,与实验能力相关的研究文献上升趋势明显。如郑长龙等构建了学生日常化学实验课常规项目的评价标准,设定的评价项目及分值为:实验预习情况(10分)、课堂纪律情况(5分)、实验观察与思维习惯(5分)、爱惜节约药品(5分)、保护实验仪器(5分)、清洁整洁的实验习惯(5分);王祖浩等将学生的化学实验认知能力划分为实验仪器及操作的识别和描述、化学实验事实的加工和处理、化学实验原理的理解和运用、化学实验方案的设计和评价;马善恒等构建的中学化学实验学习能力评价指标,包含实验目标、实验设计、实验实施、实验效果、实验反思5项一级指标及15项二级指标和33项三级指标;邓宗强以“二氧化碳的实验室制取”为例,编制了初中化学实验操作考核PTA量表;魏燕在客观分析大学生实验探究能力现状的基础上,构建了大学生实验探究能力评价体系,对探究过程“发现和提出问题、猜想与假设、制定实验方案、实验操作、分析与反思、评估与总结”进行评价。上述研究成果对评价中学生化学实验能力具有较强的参考意义和借鉴价值,但也存在以下问题:有的评价指标是基于学生的整体发展角度,过于宏观,针对性不强;有的评价指标是基于学生的日常学习角度,评价指标过于详细繁多,在可操作性上难度较大,不利于集中考核或结果性评价;有的评价指标只从实验操作层面进行考量,缺少情感态度、方案设计、实验反思等维度,未能较全面地测评学生的化学实验探究能力。

　　实验探究能力的培养是一个循序渐进的过程,明确的考核评价标准有利于学生的自我论断,能进一步调动学生参与实验探究的积极性、主动性,有助于学生化学实验探究能力的提升。在借鉴已有研究的基础上,本文将情意态度、设计方案、实施实验、获取证据、解释与结论、反思与评价界定为中学生化学实验探究能力评价体系的一级指标,并多次在化学学科教育教学专家的论证指导下,细化了二级指标及其具体描述(见表1)。

　　表1所示的是一个概括的评价指标,对于不同的实验,评价侧重的一级指标及二级指标可能有所不同。如课标规定的学生必做实验“配制一定物质的量浓度的溶液”,更为侧重一级指标“实施实验”,注重对实验操作的考查;必做实验“化学反应速率的影响因素”作为探究性实验,既注重“实施实验”,又注重“设计方案”“获取证据”“解释与结论”等指标。

　　三、中学生化学实验探究能力评价指标的应用实践

　　本文以课标要求的学生必做实验“铁及其化合物的性质”和“同周期、同主族元素性质的递变”为主题,在区域的六所普通高中学校中各抽选一个班级,分别在高一年级第一学期和第二学期,尝试应用指标对该班学生的化学实验探究能力进行集中评价。评价量表见表2、表3。

　　上述两个实验虽然均为探究性实验,但侧重点有所不同。“补铁剂中铁元素价态检验”属于试管实验,装置、操作比较简单,故未在二级指标“装置设计”“仪器组装”上进行评价,更侧重对“实验原理”(如在选择检验Fe2+的试剂时,要排除添加剂维生素C的干扰)“提出问题”(如对待实验中异常现象的态度及做法)的考查。

　　为更全面突显学生的探究过程,更精准评价学生的化学实验探究能力,教师可向学生提供待完成的实验报告,由学生补充填写并提交。

　　采用Winsteps3.72统计分析软件对评价量表的可靠性和有效性进行分析。试题信度为0.98,大于0.7,符合诊断性测评标准,说明该评价量表具有较好的可靠性。在怀特图中,试题难度基本覆盖学生能力的全部范围,说明测评的学生化学实验探究能力与试题难度的匹配性较好,评价量表的有效性较好。在残差因子载荷图中,全部41个题目中有34个题目的因子载荷值位于(-0.4,0.4),说明评价量表有较好的单维性,体现出较好的结构效度,即测评了学生的化学实验探究能力。

　　在进行实验探究能力评价的过程中,学生的兴趣高涨,积极性、主动性非常强。与第一次相比,第二次测评中学生在情感态度维度的得分更高,实验记录更完整、清晰,这也体现了评价的教育引导功能。

　　比较完整且易操作的化学实验探究能力评价指标,既包含静态的思考过程,又包含动态的实验过程,可以激发学生的实践兴趣,增强学生的实践主体意识,提升学生的观察能力、动手实践能力和创新思维能力等。这提示教师进一步关注实验教学,不只局限于实验操作层面,还应关注实验探究的全过程,充分发挥实验教学的育人功能。

　参考文献

　　[1]普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)[M].北京:人民教育出版社,2020:12.

　　[2]郑长龙,等.化学实验教学论[M].北京:高等教育出版社,2003:74.

　　[3]王祖浩,杨玉琴.基于Rasch模型的“化学实验认知能力”测验工具编制及测评研究[J].化学教育,2012,33(9):95-102,108.

　　[4]马善恒,夏建华,王后雄.中学生化学实验学习能力评价指标体系构建[J].化学教学,2022(4):14-20.

　　[5]邓宗强.用PTA量表进行初中化学实验操作能力考核评价———以“二氧化碳的实验室制取”为例[J].中学化学教学参考,2022(6):74-76.

　　[6]魏燕.推进实验教学改革,构建实验探究能力评价体系[J].高等工程教育研究,2019(S1):206-208.

　　[7]王磊,等.普通高中教科书化学必修第一册[M].济南:山东科学技术出版社,2019:88.