（课程与教学论专业论文）高中学生化学竞赛实作题的考查功能及湖南选手实作表现分析.pdf

摘要 l i i i i l l1 1 1 1 ti it i i l11 1 111i y 19 11 7 5 8 高中化学竞赛实验是一种结合无机化学、有机化学、物理化学和 分析化学化学知识，实验基本技能，需要选手运用策略解决问题的综 合性实验。它实际上考查了学生通过实验解决问题的能力。本文试图 结合教育学、心理学原理、新课改理念和化学竞赛实验基本要求，着 重对近几年全国高中学生化学竞赛( 决赛) 实验试题进行分析解读， 探讨实验试题及其评分细则的甄别作用与学生能力培养的相关性，进 而对化学实验教学和资优学生课外研究性学习提出建设性意见，为提 高学生实验技能和综合素质提供实验参考。 论文通过对高中化学竞赛大纲实验部分的要求和高中化学课程 标准中对实验的要求进行对比分析，指明化学竞赛对学生实验能力要 求明显高于高中化学课程要求，因此高中化学竞赛主要是面向学有余 力资优学生，为这些学生脱颖而出搭建平台。 论文统计分析了近年高中化学竞赛决赛实验试题考试内容、操 作、出题特点，总结出其对竞赛选手在掌握基本化学知识与技能、科 学能力、科学思想、科学行为与习惯等的考查中起到的作用。阐释高 中化学竞赛实验对选手能力培养和人才选拔的重要性。 另外，结合当前化学实验教学理论前沿，分析化学竞赛实验试题 及评分标准在科普教育功能的合理性。根据对近几年来湖南省参赛选 手实验考试试卷及得分情况分析，研究评分标准对学生能力甄别的科 学性。结合相关教育学理论基础，化学实验问题解决心理机制，并通 过对化学竞赛实验培训教师进行访谈，提出一些有关化学竞赛实验试 题及评分标准的改进方面的建议，为中学化学实验教学改革，完善化 学竞赛评价体系提供参考。 关键词：化学竞赛，实验试题，考查功能，分析； a b s t r a c t i nt h i sp a p e r , i n v e s t i g a t i o nf u n c t i o nt ot h ep a r t i c i p a n t so fh i g hs c h o o l c h e m i s t r yc o m p e t i t i o ne x p e r i m e n t h a sb e e n s t u d i e d h i g h s c h o o l c h e m i s t r yc o m p e t i t i o ne x p e r i m e n ti sac o m p r e h e n s i v ee x p e r i m e n t ，w h i c h c o m b i n e st h ec h e m i c a lk n o w l e d g eo fi n o r g a n i cc h e m i s t r y , o r g a n i c c h e m i s t r y , p h y s i c a lc h e m i s t r y a n da n a l y t i c a l c h e m i s t r y , a n dw h i c h r e q u i r e sc o m p e t i t o rt op u tt h eb a s i cs k i l l s i n t o p r a c t i c e ，t os o l v et h e p r o b l e mb yu s i n gs t r a t e g i e s a c t u a l l y , i te x a m i n e st h ec o m p e t i t o r a b i l i t y t os o l v e p r o b l e m st h r o u g he x p e r i m e n t s b a s e d o nt h e c o m p a r a t i v e a n a l y s i so fr e q u i r e m e n t si nh i g hs c h o o lc h e m i s t r yc o n t e s ts y l l a b u sa n d i n t h eh i g hs c h o o lc h e m i s t r yc u r r i c u l u ms t a n d a r d s ，t h ep a r ti nt h ec h e m i s t r y c o m p e t i t i o nw h i c hr e q u i r e sm o r ep r o f i c i e n c yo fc o m p e t i t o rt h a ni nh i g h s c h o o lc h e m i s t r yc o u r s ei si d e n t i f i e d ，a n dw ec a nf i n dw h i c hl e v e lo f t a l e n tt h ec o m p e t i t i o ni st os e l e c t t h i sp a p e rc o m p a r e st h ec o n t e s tr e q u i r e m e n t sb e t w e e ne x p e r i m e n t a l p a r to ft h eo u t l i n eo fh i g hs c h o o lc h e m i s t r ya n dc u r r i c u l u ms t a n d a r d sf o r h i g hs c h o o lc h e m i s t r ye x p e r i m e n t s ，a n di n d i c a t e st h a tt h er e q u i r e m e n t f o r s t u d e n t si nc h e m i s t r yc o m p e t i t i o ne x p e r i m e n t sw a ss i g n i f i c a n t l yh i g h e r t h a ni nh i g hs c h o o lc h e m i s t r y s oh i g hs c h o o lc h e m i s t r yc o m p e t i t i o ni s m a i n l yf o rg i f t e ds t u d e n t si ns c h o o lw h oh a v es p a r ec a p a c i t y , a n di s a p l a t f o r mf o r t h e s es t u d e n t st oc o m et ot h ef o r e b yc o l l e c t i n gt h ef i n a lp a p e r so fh i g hs c h o o lc h e m i s t r yc o m p e t i t i o n i nr e c e n ty e a r s ，t h ea u t h o rd i ds t a t i s t i c a la n a l y s i so ft e s tc o n t e n t ，o p e r a t i o n ， a n dt h ec h a r a c t e r i s t i c si nt h ep a p e r , a n df o u n dt h er o l ei tp l a y e di nt h e p r o c e s so fm a s t e r i n gt h eb a s i cc h e m i c a lk n o w l e d g ea n ds k i l l s ，s c i e n t i f i c c a p a c i t y , s c i e n t i f i ct h i n k i n g ，b e h a v i o ra n di nt h ef o r m a t i o no fh a b i t s w h a t sm o r e ，t h ea u t h o r sh a v ei n t e r p r e t e dt h ei m p o r t a n c eo fp e r s o n n e l s e l e c t i o no ft h eh i g hs c h o o lc h e m i s t r yc o m p e t i t i o ne x p e r i m e n t s i i i n a d d i t i o n ，w i t ht h ef r o n t i e ro fp r e s e n tt h e o r yo fc h e m i c a l e x p e r i m e n tt e a c h i n g ，a u t h o ra n a l y s i s e dt h er a t i o n a l i t y o fc h e m i s t r y c o m p e t i t i o n e x p e r i m e n t s a n dr a t i n gc r i t e r i ai ns c i e n c ee d u c t i o n a c c o r d i n gt oa n a l y s i so fp a p e r sa n ds c o r i n gt h a th u n a nc o m p e t i t i o n s h a v et a k e np a r ti nr e c e n ty e a r s ，t h es c i e n t i f i cr m i o n a l i t yo f r a t i n gc r i t e r i a i n s p e c t i n gs t u d e n t sa b i l i t yh a sb e e nr e s e a r c h e d c o m b i n i n gt h er e l e v a n t p e d a g o g yt h e o r yb a s i s ，w i t ht h ep s y c h o l o g i c a lm e c h a n i s mo fc h e m i c a l e x p e r i m e n tp r o b l e ms o l v i n g ，a n dt h r o u g ht h ei n t e r v i e wo fc h e m i c a l c o m p e t i t i o ne x p e r i m e n t a lt r a i n i n gt e a c h e ra b o u tt h ec h e m i c a lc o m p e t i t i o n ， s o m ei m p r o v e m e n ts u g g e s t i o n sa b o u tc h e m i s t r yc o m p e t i t i o ne x p e r i m e n t s p a p e ra n dr a t i n gc r i t e r i aa r eg i v e no u t ，a n dp r o v i d e ds o m er e f e r e n c ef o r s c h o o l c h e m i s t r ye x p e r i m e n tt e a c h i n g r e f o r ma n d i m p r o v i n g t h e e v a l u a t i o no fc h e m i c a lc o m p e t i t i o ne x p e r i m e n t s k e yw o r d s ：c h e m i s t r yc o m p e t i t i v e ；e x p e r i m e n tt e s tq u e s t i o n ；t e s t f u n c t i o n ；a n a l y s i s i l l 目录 摘要i a b s t r a c t i i 1 前言1月u 吾l 1 1 问题提出的背景1 1 2 化学竞赛简介2 1 2 1 国际化学奥林匹克竞赛2 1 2 2 全国高中化学竞赛3 1 3 有关化学实验竞赛的研究现状5 1 4 本文的研究内容6 2 与化学竞赛实验相关教育学、心理学原理8 2 1 化学实验问题解决的心理机制8 2 2 影响化学实验问题解决的心理因素9 2 2 1 化学实验的基础知识、基本技能9 2 2 2 化学实验需要用到的程序性知识1 0 2 2 3 化学实验问题解决的策略性知识11 2 3 新课程评价理论11 3 化学竞赛实验的考查功能13 3 1 化学竞赛实验大纲分析1 3 3 2 竞赛实验及评分介绍15 3 3 近年化学竞赛实验考试题查功能评析1 5 3 3 1 考查选手基本实验技能的同时考查了选手的化学理论知识1 7 3 3 2 体现综合性，考查了学生对科学方法的掌握18 3 3 3 密切联系生产生活实际，考查学生的科学精神，体现竞赛实验 的育人功能19 3 3 4 重视实验的结果及数据处理，注重思维能力的考查2 1 3 3 5 对实验设计能力要求不高，较难考查学生的创新意识2 1 4 近年来湖南省化学竞赛选手实验竞赛情况分析2 3 4 12 0 0 9 年湖南省化学竞赛选手实验竞赛考情分析2 3 4 1 12 0 0 9 年竞赛实验试题分析2 3 4 1 22 0 0 9 年参赛选手实验情况分析2 5 4 22 0 1 0 年湖南省化学竞赛选手实验竞赛情况分析2 6 4 2 12 010 年竞赛实验试题及评分分析2 6 4 2 22 0 1 0 年湖南省化学竞赛选手实验情况分析2 7 4 32 0 11 年湖南省化学竞赛选手实验情况分析2 8 4 3 1 实验试题分析2 8 4 3 2 参赛选手实验情况分析2 9 4 3 3 本次实验考试存在的问题31 4 4 近年来湖南省参赛选手实验情况总体分析3 2 5 对化学竞赛实验及化学竞赛选手实验能力培养的建议3 4 5 1 对化学竞赛实验试题的建议3 4 5 2 对化学竞赛实验评价的建议3 6 5 3 对学生化学竞赛实验能力培养的建议3 7 5 3 1 加大物屈量合成、分析基本实验操作训练力度，重视综合眭e 实验3 7 5 3 2 重视选手综合能力的培养3 8 5 3 3 重视实验设计能力的培养。3 9 5 3 4 重视实验策略和反思能力的培养3 9 结 ；吾4 0 参考文献41 致谢4 3 湖南师范大学学位论文原创性声明4 4 高中学生化学竞赛实作题的考查功能及湖南选手实作表现分析 1 前言 1 1 问题提出的背景 全国高中学生学科竞赛是由中国科协主管，教育部支持的一项具 有导向性、示范性的学科竞赛活动，也是一种旨在提高学生科学素养 和科学精神的科普活动。在该学科竞赛中获得省级赛区一等奖的学生 可以获得大学保送资格，因此激励了越来越多的中学生参加各类学科 竞赛，以至于学科竞赛演变成了全国中学生“奥林匹克”的盛会。全国 高中学生化学竞赛是教育部认可的五学科竞赛之一。化学是一门研究 物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学，同时它也是以实验为 基础的学科，化学中的概念、定律和理论来源于化学实验，又为化学 实验所验证和检验。化学实验是化学建立和发展的基础，离开了化学 实验化学学科就不会产生和发展。新课程改革越来越重视化学实验的 教育功能，倡导通过实验使理论联系实际激发学生学习兴趣和求知欲 望从而调动学生学习的积极性，并把实验作为培养学生探索能力、创 造性思维的重要渠道。因此，作为具有选拔和甄别功能的权威性化学 竞赛，不仅要对学生的理论进行考查，实验能力的考查也是一个重要 的部分。通过化学竞赛实验，能更加准确地看出学生对化学理论知识 的理解程度，甄别学生诸如实验动手能力、观察力、思维能力等多方 面的能力。正因为如此，在国际化学奥林匹克竞赛和全国高中学生化 学竞赛( 决赛) 中，实验部分占4 0 的分值，表明了实作对甄别学生 能力的重要性。然而，由于在我国的传统教学中存在重知识轻能力培 养，重理论轻实验教学的倾向。历年来我国选手在国际化学奥林匹克 竞赛中的实际表现显示出中国学生理论知识确实比较扎实，但实验技 i 硕十学位论文 能和动手能力方面存在着某些不足。这实际上也反映了我国基础教育 的现状。因此，不管是从化学竞赛研究出发，还是从基础教育改革的 需要出发，都有必要对学科竞赛的实作环节进行审视和研究。 与通常的中学化学实验相比，竞赛实验的设计更加注重联系生活 实际、更具创新性和探究性，因而更能激发学生学习化学的兴趣。另 外，竞赛引入一些经典的定量的综合实验，其综合性强，内容涉及到 无机制备、有机合成、分析滴定等操作，不仅能考查出学生的实验能 力而且能够提高学生在实验过程中分析问题、解决问题的能力，更能 反映出一个学生的化学水平，体现学生的综合素质。全国化学竞赛决 赛( 冬令营) 竞赛大纲对实验有明确的规定和考试方法，这对学生实 验能力的选拔和培养起到了重要的作用。历年的冬令营实验试题及其 评分标准是培训竞赛学生实验的最好材料。对化学竞赛大纲和冬令营 实验试题进行认真分析研究不仅有助于化学竞赛的健康发展，而且有 助于改进实验教学，真正培养学生的实践能力。 1 2 化学竞赛简介 1 2 1国际化学奥林匹克竞赛 国际化学奥林匹克最早起源于东欧，早在2 0 世纪5 0 年代，东欧 各国就有作为中学生课外活动的化学竞赛，后来发展为全国化学竞 赛。1 9 6 8 年由捷克斯洛伐克、波兰、匈牙利三国发起，于同年在捷 克斯洛伐克举办了第一届国际化学奥林匹克竞赛，简称i c h o 。以后 每年举行一次，举办国由各参加国轮流担任。最初，参加国仅限天东 欧国家。由于竞赛激烈，引起了许多国家注目，现今有8 0 多个国家 参加。化学奥林匹克竞赛跨越洲际成为具有世界规模，体现世界最高 水平的国际中学生化学竞赛。中国于1 9 8 7 年首次派出代表队参加了 第1 9 届竞赛，并取得了好成绩。国际化学奥林匹克竞赛内容包括无 高中学生化学竞赛实作题的考夯功能及湖南选手实作表现分析 机化学、有机化学、分析化学、物理化学和结构化学，从1 9 8 4 年第 1 6 届起，又增加了生物化学。竞赛分两个阶段进行，时间为两个半 天。第一阶段是笔试，考核学生的基础理论知识，主要内容有化学的 基本概念和基础理论及化学计算等。第二阶段在实险室考核学生实验 操作能力和分析问题、解决问题的能力。参赛选手必须同时参加这两 项竞赛。考试定分为1 0 0 ，其中理论题占6 0 分，实验题占4 0 分，以 总分成绩排列名次，分别授予金、银铜牌及鼓励奖。组委会根据竞赛 者得分情况确定分数段并规定该届竞赛的奖牌数。评分由举办国指定 的评委和本国领队分别评阅。最后，举办国评委评阅的试卷和本国领 队评阅的试卷逐项核对，取得一致意见之后，双方在试卷上签字，分 数才能得到认可。【l 】 1 2 2 全国高中化学竞赛 全国中学生学科奥林匹克竞赛是全国高中学生最高水平的学科 竞赛，其由中国科协主管，教育部支持，包括数学、物理、化学、信 息生物学五个自然学科。全国高中生化学竞赛作为五学科竞赛之一， 由中国化学会组织承办。其目的是普及化学知识，激励中学生接触化 学发展的前沿，了解化学对科学技术、国民经济和人民生活以及社会 发展的意义，学习化学家的思想方法和工作方法，以培养他们学习化 学的兴趣和创造精神；探索早期发现和培养优秀学生的思路、途径和 方法；促进化学教学新思想与新方法的交流，推动大学与中学的化学 教学改革，提高我国化学教学水平，产生了积极的作用。自我国1 9 8 7 第一次参加国际奥林匹克化学竞赛后，全国高中化学竞赛开始与国际 奥林匹克化学竞赛接轨，还承担起了选拔参加国际化学竞赛选手的任 务。全国高中学生化学竞赛的对象是为普通高中学生，年龄在来年国 际竞赛前小于2 0 岁。决赛选手名额由最开始的每个省、市、自治区 硕十学位论文 2 名发展到6 名( 2 0 1 0 年) 。上年获国际化学奥林匹克竞赛奖的学生 所在省、市、自治区增加1 名，承办决赛的省、市、自治区增加2 名。 全国高中学生化学竞赛分为两个阶段：全国高中学生化学竞赛( 省级 赛区) ，简称初赛；全国高中学生化学竞赛，简称决赛。初赛在每年9 月中旬举行，笔试( 3 小时) ，全国统一时间在各省市自治区分若干考 场同时进行。决赛在来年春节前举办，暨化学冬令营考试，分理论竞 赛( 4 小时) 和实验竞赛( 4 5 小时) 两个部分。初赛试题由全国高中学生 化学竞赛委员会核心组组织命题，由中国化学会办公室制卷、分发， 试题应符合全国高中学生化学竞赛基本要求。全国化学竞赛决赛试题 由承办单位组织命题小组命题，由全国高中学生化学竞赛委员会核心 组审定。理论竞赛与实验竞赛的满分比例为3 ：2 。全国高中学生化学 竞赛( 省级赛区) 获奖证书由中国化学会颁发。评奖依据是学生的初 赛成绩，设一、二、三等奖，奖状总数以中国化学会下发的试卷总数 为基数，获奖总数为6 ，一等奖不超过l ，二、三等奖的比例为2 ：3 。 一等奖候选人总数不超过4 5 名。各省赛区竞赛负责人需将全部获奖 候选人名单和一等奖候选人初赛答卷上缴中国化学会办公室，由核心 组核定一等奖获奖名单。全国高中学生化学竞赛( 决赛) 奖状由中国 化学会颁发。获奖选手占参赛学生的名额比例为：一等奖不超过3 0 ，二等奖不超过4 0 。总分达不到2 5 的选手只颁发参赛证书。获 得省赛区全国一等奖的学生可参家教育部规定的重点大学保送资格， 而国家一等奖( 即冬令营一等奖) 者有希望保送到清华大学、北京大 学等高层次的学校【2 1 。 全国高中化学竞赛已经在我国开展了二十几年，目前发展成为全 国高中学生学科竞赛的“全运会”，在全国范围内产生了广泛的影响。 它一方面满足了学有余力的学生能力进一步发展的需要，为他们提供 高中学生化学竞赛实作题的考奇功能及湖南选手实作表现分析 了获得更广阔的发展平台和发展机会；另一方面，它和国际化学奥林 匹克竞赛接轨，为国家选拔出学科内优秀人才代表国家参加国际奥林 匹克大赛作准备。全国高中化学竞赛对推动中学化学教育的改革，全 面开展素质教育起到了很大的作用，为学生的发展和教师的自我提高 做出了重大的贡献，因而正越来越受到学校和学生的重视，越来越受 到家长和社会的关注。然而，去年1 1 月份，教育部等5 部门宣布， 将规范和调整部分高考加分项目。调整主要涉及中学生学科竞赛和部 分科技类竞赛高考加分，以及体育特长生加分两个项目。调整后，全 国5 学科竞赛获奖者最多可加2 0 分、无保送资格，省级赛区一等奖 得主不再具备高考保送、加分资格，仅有获全国奥赛一等奖、并入选 国家集训队的学生可获高考保送资格。这种新的高考加分保送政策势 必会对化学学科竞赛产生影响。面对这种影响，更有必要对学科竞赛 的甄别功能进行研究，以保证化学竞赛发挥积极有效作用，并使其健 康发展。 1 3 有关化学实验竞赛的研究现状 由于国内外教育体制的不同，国外关于化学竞赛的研究很少，文 章多侧重于对化学竞赛试题的分析、获奖个人和团体的报导。在化学 实验教学方面，关于优化化学实验教学的研究较多，但尚未发现对化 学竞赛实验的相关研究。在国内各种化学教育与教学杂志上虽有一定 数量与化学竞赛相关的研究论文，但对竞赛实验方面的研究少之又 少，仅有曾玲【3 1 的化学竞赛实验试题的内容与特点，龚德昌【4 1 的化 学奥林匹克竞赛学生实验能力的培养策略初探、施华【5 】所著全国 化学竞赛试题的特点及培训对策等几篇论文重点对竞赛实验进行了 研究。曾玲在文章中通过对比国际国内化学竞赛实验大纲和实验试 题，总结了近年来化学竞赛实验试题的特点得出要加强培养学生基本 硕十学位论文 实验操作和综合实验技能的结论。龚德昌对化学实验能力的内涵、具 体表现进行了分析，对培养学生化学竞赛实验能力的策略进行了探 讨。施华对近年来化学竞赛实验试题也进行了分析，指出了化学竞赛 实验试题的变化趋势，并结合具体实验试题探讨了如何培养学生的化 学竞赛实验能力。尚未发现硕士论文中有专门对化学竞赛实验或者化 学竞赛实验试题分析的研究，仅仅是分散在对化学竞赛试题分析的文 章中或者对化学竞赛培训相关的文章中涉及到一些实验内容。例如刘 兴伟【6 】其硕士论文高考化学和奥赛化学试题的分析与研究中对化 学竞赛试题和高考化学试题进行了比较分析，从大纲要求、命题思路、 试卷结构、知识点、试题特点、题目立意几方面对二者进行了比较， 并在此基础上谈到了化学竞赛对中学化学教改的促进作用，奥赛未来 发展趋势作了一定预测。其中他也谈到了化学竞赛大纲对学生的实验 能力要求，但是只是略微分析一下就一笔带过了。陆泉芳【7 】硕士论文 化学奥林匹克竞赛与中学化学教学中主要对化学竞赛试题进行了 分析，并详细论述了化学奥林匹克与化学教育的关系。其中也分析了 化学竞赛实验试题对化学教育的促进作用，只是实验部分的分析在她 文章中所占的比例较小。由此可见研究者们在对化学竞赛进行研究的 过程中虽不同程度地提到了化学竞赛实验及相关培训工作，但这毕竟 不是他们研究的主体。从已有的对化学竞赛实验的研究中不难发现， 对化学竞赛实验研究都侧重于探讨化学竞赛实验能力培养的策略，对 化学竞赛实验及评分细则的甄别功能还有待研究。 1 4 本文的研究内容 本文试图结合教育学、心理学原理和化学竞赛实验辅导教师的体 会，着重对近几年全国高中学生化学竞赛( 决赛) 实验试题进行分析 解读，探讨实验试题及其评分细则的甄别作用与学生能力培养的相关 性生 研 0 0 0 验 0 标 硕十学位论文 2 与化学竞赛实验相关教育学、心理学原理 2 1 化学实验问题解决的心理机制 化学竞赛实验是一类要求竞赛选手结合无机化学、有机化学、物 理化学和分析化学化学知识，实验基本技能，运用策略解决问题的综 合性实验。它实际上考查了学生通过实验解决问题的能力。根据国内 外大量关于问题解决心理机制的研究，北京师范大学王磊教授通过活 动分析和心理模拟法提出了化学实验问题解决的心理机制( 如图2 1 所示) 。她认为个体在解决化学实验问题中经历了5 个过程：化学实 验问题的表征，化学实验问题的解析，化学实验方案的设计，化学实 验方案的实施，对化学实验过程进行检验、反思和调整j 。 图2 - 1 化学实验问题解决的心理机制 高中学生化学竞赛实作题的考夯功能及湖南选手实作表现分析 心理机制 问题情景 l 主 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - j 问题表征 工 问题解析 丁 设计实验方案 二工二 实施实验方案 主要影响因素 实验问题的类型结构知识 化学知识 解析活动的程序性知识和技能水平 各类买验任务的闻邈解诀廉型 具体的化学知识 实验设计的程序- 眭知识和技能水平 实验设计的策略性知识 实验操作技能 - 实验常识与具体实验经验 实验策略 检验反思与调整卜_ 一认知策略 图2 2 实验问题解决活动的主要影响因素 2 2 影响化学实验问题解决的心理因素 王磊教授认为在化学实验问题解决的这5 个环节种，每个环节都 有一些制约化学实验问题解决的因素，具体情况( 如图2 2 所示) 。 制约和影响解析活动结果的主要因素为：解析活动的程序性知识、各 类实验任务的问题解决原型及具体的化学知识。影响实验活动方案设 计环节的因素为：实验者缺乏实验设计的程序性知识和策略性知识。 影响实施实验方案环节的主要因素为：实验者的实验操作技能、实验 常识和实验者具体的实验经验、实验策略。关于检验、反思与调整环 节的主要因素为实验者的元认知策略。对影响实验问题解决各环节的 影响因素进行分析发现，其中影响化学实验问题解决的主要主观因素 有：化学基本实验技能、化学基础知识、程序性知识、策略性知识、 学生头脑中储存的各类实验问题解决活动原型【8 j 。 2 2 1 化学实验的基础知识、基本技能 化学实验基础知识主要是一些事实性、描述性的知识。包括化学 实验室的安全规则，对实验意外事故的处理，实验室常用仪器的用途 和注意事项，容量分析的基本原理等。这些基本知识是实验操作的基 硕士学何论文 础，学生只有掌握了基本实验知识才能进行相关实验。 化学实验的基本技能是规范进行化学实验的基本功。化学实验基 本技能包括化学实验中常用的化学仪器和药品的使用技能、化学实验 基本操作的技能、简单玻璃仪器的加工、化学实验中的观察、记录、 和对实验数据分析处理等能力。化学实验技能属于动作技能，这些能 力必须通过学生亲自动手进行实验操作和进行大量的练习才能形成， 不能用其他任何教学形式和教学方法所替代。正确的化学实验基本操 作是前人在实践的基础上总结出来的，它是顺利、安全地进行化学实 验的可靠保证。只有当学生拥有了化学实验基本的技能，化学实验的 其他功能才能得以充分体现。 2 2 2 化学实验需要用到的程序性知识 随着信息加工心理学的崛起，提出了新的以心理学为基础的知识 分类观。在教育心理学界心理学家对知识很多不同的分类。从实验学 习的角度来看，笔者认为安德森对知识的分类是比较理想的。安德森 主张把知识分为两类：即陈述性知识和程序性知识。述性知识是用于 回答“是什么”和“为什么”的知识，表现为一系列的概念、命题、 法则、定理和理论等；程序性知识则是用于回答“怎么办”的知识，体 现为人在何种条件下采取何种行动来达到中间的子目标，又如何通过 实现相关的子目标达到最终的总目标【9 】。化学实验技能的程序性知识 包括如何对化学实验问题进行解析，设计实验方案时先做什么后做什 么，一些常见实验仪器的使用和实验基本操作程序，进行数据处理的 方法等。这些是化学实验技能形成的基础，对这些知识的掌握程度直 接关系到化学技能的形成和竞赛实验完成的质量和速度，因此熟练掌 握化学实验相关的程序性知识非常重要。 高中学生化学竞赛实作题的考夯功能及湖南选手实作表现分析 程序性知识学习的心理机制一般分为三个阶段。第一个阶段习得 程序性知识的陈述性形式。如果要有效地获得程序性知识，相应的陈 述性知识是必不可少的，它是程序性知识掌握的前提和关键。没有相 应的陈述性知识，就难以掌握有关的程序性知识。在化学实验中陈述 性知识表现为化学实验基础知识。第二阶段：通过练习使陈述性知识 向程序性知识转化。在这一阶段，学习者仍需思考各个步骤的规则， 此时相应的规则的开始支配学习者的行为。经过练习和接收到的反馈 信息，学习者已能将各个步骤联合起来，流畅地完成有关化学实验活 动。第三阶段：程序性知识发展的最高阶段即自动化、程序化阶段。 随着进一步的练习，化学实验规则完全支配学习者的行为，学习者最 终进入实验技能自动化阶段。 2 2 3 化学实验问题解决的策略性知识 从化学问题解决的所需5 个环节及其影响因素发现，要想顺利完 成实验任务仅有实验技能是不够的，在实验的实施过程中还需要学生 对整个实验过程进行调控即需要学生掌握一定的化学实验策略。化学 实验策略包括学生对实验时间、实验步骤等要素进行统筹规划，对实 验速度、影响产品产率和纯度的因素以及定量分析中相对平均偏差等 进行监控、评价和调整的策略，对实验过程中伴随的紧张、焦虑等心 理状态进行自我调节和控制的方法等。在化学竞赛实验大纲中对化学 实验策略提及较少，但从竞赛实验的实际情况来看看，这类知识的掌 握程度往往关系到学生奥赛实验的成败，是奥赛实验能力提高的瓶 颈，需引起培训老师的高度重视。 2 3 新课程评价理论 传统的教学观重知识本位，对学生的评价侧重于化学知识的考 查。忽视学生运用所学的化学知识解决实际问题的能力，同时也忽视 1 1 硕十学位论文 了对实践能力、创新能力、心理素质和科学精神、学习态度等方面的 考查。相应的在评价方式的选取上，主要是通过让学生进行理论考试。 这样做的结果不利于学生综合素质的发展，挫伤学生的学习积极性， 不利于情感态度价值观的养成。更严重的甚至会导致高分低能的现 象。随着科学技术的发展，传统教育日益暴露出弊端，世界各国对教 育的功能重新进行思考和定位，进行了轰轰烈烈的新课程改革实践。 越来越多的国家意识到改革评价方式是实现新课程改革的保障。我国 新课程改革的总体目标是培养具有科学素养、全面发展的人。一个人 的全面发展绝对不仅仅是知识的增长，与此相对应新课程的评价内容 和评价方式也理应多样化。按照布鲁姆的教育目标分类学说和多元智 力理论，我国新课程标准构建了教“知识与技能”、“过程与方法 、 “情感、态度与价值观 相融合的三维目标体系。新课程目标体系不 再只注重学生掌握了多少知识和技能，更关心学生在学习的过程中能 力的提高、科学习惯的养成和情感的熏陶。对于化学学科来说，化学 实验相当重要，化学实验可以把抽象的知识变得直观增进学生知识的 理解和学习，而且在以化学实验为主的多种探究活动中可以使学生体 验探究的过程、了解科学探究的重要性，激发学生学习化学的兴趣， 促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力，为学生的终 身可持续发展打下基础。化学实验有助于三维教学目标的实现，有利 于学生的全面发展。因此，化学实验在化学教学中是一个重要的组成 成分、通过化学实验对学生全面素质进行考查符合新课程理念，在化 学竞赛中我们必须重视对学生实验部分的考查并做好实验评价相关 工作。 高中学生化学竞赛实作题的考杏功能及湖南选手实作表现分析 3 化学竞赛实验的考查功能 化学竞赛实验在化学竞赛中占据了十分重要的地位，本部分通过 对化学实验考试大纲、考试方式、已经考过的竞赛实验试题及评分等 方面进行认真分析，旨在对化学竞赛实验的考查功能与学生能力培养 的相关性有更深的了解，并对当前化学竞赛实验培训有所启示。 3 1 化学竞赛实验大纲分析 大纲是化学竞赛试题命制的依据，透过大纲我们大体上能了解化 学竞赛实验考查的内容标准对参赛选手实验能力要求。因此，深入分 析竞赛大纲中有关化学实验部分的内容对于本课题的研究非常必要。 我国化学竞赛大纲中关于化学实验方面的内容：无机物和有机物制 备与合成的基本操作用电子天平称量、加热、冷却、沉淀、结晶、 重结晶、过滤( 含抽滤) 、洗涤、浓缩蒸发、常压蒸馏与回流、倾析、 分液、搅拌、干燥。通过中间过程检测( 如p h 值、温度、颜色等) 对实验条件进行控制。产率和转化率的计算。实验安全与施工紧急处 置的知识和操作。废弃物处置。仪器洗涤和干燥。实验工作面的安排 和整理。原始数据的记录与处理。常见容量分析的基本操作、基本 反应及分析结果的计算。容量分析的误差分析。分光光度法和比色 分析【1 0 1 。 高中化学课程标准和高考化学考试大纲，高中化学对学生实验能 力有如下要求：了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。了 解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法。掌握化学实验的基本 操作。能识别化学品安全使用标识，了解实验室一般事故的预防和处 理方法。掌握常见气体的实验室制法( 包括所用试剂、仪器，反应原 理和收集方法) 。能对常见的物质进行检验、分离和提纯，能根据要 求配制溶液。能根据实验试题要求，做到：设计、评价或改进实验方 i 硕十学位论文 案；了解控制实验条件的方法；分析或处理实验数据，得出合理结论； 绘制和识别典型的实验仪器装置图。i l l j 从中可以看出高中化学对化学 实验的目标由实验知识与技能目标、实验探究能力目标、实验情感态 度与价值观目标三方面组成。对学生的实验能力要求更为具体，明确 指出需要学生理解实验是科学探究的重要方法，大纲还包括了实验设 计，评价实验改进等方面的内容。化学竞赛大纲对科学探究及情感等 没有专门列出应达到的要求，着重考查学生基本实验仪器，实验操作。 在实验内容要求上包括了高考化学考试大纲要求的所有内容，在高考 实验要求内容的基础上又有所增加。例如，高中化学新课程对化学定 量分析方法和现代化学实验手段有所介绍但不要求学生做深入了解， 而这些是化学竞赛实验必须掌握的内容。但这说明化学竞赛并不是脱 离高中化学的，高中化学实验是化学竞赛实验的生长点。竞赛实验不 是远远超出高中化学实验范围，它与高中化学相衔接。高中化学实验 内容可以为化学竞赛竞赛教学提供参考。然而，高考的目的是要让大 部分同学通过考试让他们赢得继续深造的机会，而化学竞赛是具有高 度选拔性质的考试，对学生的要求较高，它不光重视基础知识的考查 还重视学生能力的考查。化学竞赛实验与高中实验教学内容相比，还 增加了回流操作、分光光度法和比色分析，移液管等的使用。高考化 学实验对容量分析只涉及到酸碱滴定，对其他的容量分析方法不作要 求。化学竞赛实验明确要求选手掌握直接滴定与返滴定法、碘量法、 配合滴定、基于氧化还原反应的其他测定类型。参加全国化学竞赛决 赛的选手都是各省的优胜者，他们的化学能力比较高。对于他们来说 只要掌握了滴定管的操作，把相关的知识进行类比迁移应该是能够胜 任的。从竞赛实验的要求可以看出竞赛是高于高考的。它所针对的对 象不仅仅要高中化学基础知识扎实而且还要有良好的自学能力和类 比迁移能力，对选手的综合素质要求比高考要求要高。因此高中化学 1 4 高中学生化学竞赛实作题的考杏功能及湖南选手实作表现分析 竞赛主要是针对学有余力资优学生，为这些学生脱颖而出搭建平台。 3 2 竞赛实验及评分介绍 全国高中生化学竞赛决赛实验考试一般在理论考试之后，时间相 隔一到两天。实验考试时间为4 - 5 小时，实验成绩得分占竞赛成绩 总分的4 0 。化学竞赛实验是一种结合无机化学、有机化学、分 析化学知识的综合性实验。参赛选手必须运用扎实的化学理论知识和 娴熟的化学实验技能，运用观察、实验操作和思维能力，结合一定的 实验策略，才能解决特定的化学实验问题。实验试卷给出了实验原理 和内容、主要原料、产物的性状和物理常数、实验试剂及原料并详细 列出了实验具体操作步骤。竞赛实验评分标准主要采取量化的形式， 分别从实验结果、实验操作、实验报告三个方面考查学生各个方面能 力。实验评分标准对实验评分和“不规范操作”的扣分办法都作了明 确规定。除此之外，评分以实验报告为准。学生的实验记录应填写在 实验报告指定的位置。实验用品定量供给，如需学生需要重新做实验， 按相应的办法扣分。学生实验数据得出后需监考教师当场在试卷上签 字。基于只有正确的操作才得到良好的实验结果这一指导思想，评分 比较看重结果。结果主要从选手获得产物的产量、产物的纯度和选手 分析实验的准确度、精密度等方面进行评定。 3 3 近年化学竞赛实验考试题查功能评析 为了更好地分析化学竞赛实验试题的出题内容和方向，表3 1 列 出了2 0 0 2 年一2 0 l1 年的化学决赛实验考查内容。 硕+ 学位论文 表3 - 12 0 0 2 - - 2 0 11 年决赛实验考查内容 年度题目考查要点重要仪器 溶液的配置和标定、碘量法n a 2 s 2 0 3 酸式和碱式滴定管、量 2 0 0 2蛋氨酸铜的制备标准溶液滴定1 2 , e d t a 标准溶液的筒、容量瓶，滴管、移液 与组成的测定标定、含量测定、溶解、搅拌、抽管、布氏漏斗、锥形瓶、 滤、洗涤、称量、含量测定称量瓶、电子天平 产品的合成、天平的使用、量液操 作、水解操作、洗涤产品、抽滤操 乙酰水杨酸的合电子天平、吸量管、碱式 作、溶液标定、酸碱滴定、相对平 2 0 0 3 成、检验及纯度分 均偏差的计算、酯的水解、酚和f e ” 滴定管、抽滤装置、量筒、 析 称量瓶 的显色反应、酯化反应、乙酰水杨 酸与n a o h 的中和反应、产率计算 天平的使用、热过滤、加热、蒸发、 布氏漏斗、抽滤瓶、蒸发 由工业锌焙砂提 浓缩、冷却结晶、调节溶液p h 、搅 皿、 酸式滴定管、容量 2 0 0 4取七水合硫酸锌 拌、配置溶液、e d t a 络合滴定、 瓶、移液管、吸量管、比 分光光度法、比色分析、f e 遇k s c n 色皿、锥形瓶、洗瓶、水 及产品分析 浴锅、精密p h 试纸、玻 显色反应、沉淀溶解平衡、含量分 析 璃砂漏斗、分光光度计、 分析天平 酸式滴定管，容量瓶、移 搅拌、调节溶液p h 、抽滤、加热、 液管、锥形瓶、称量瓶、 从盐泥中提取七浓缩、冷却结晶、洗涤、沉淀溶解洗瓶、蒸发皿、布氏漏斗、 2 0 0 5 水合硫酸镁平衡、溶液的配置、e d t a 溶液的 抽滤瓶、p h 试纸、精密 滴定、产物含量测定、络合滴定 p h 试纸、滤纸、电子天 平、分析天平 有机合