基于思維模型結(jié)構(gòu)的探究試題命制與應(yīng)用

劉四方

摘要：探討基于思維模型結(jié)構(gòu)探究試題命制的思路，將化學(xué)思想方法融入能力立意的命題視角。通過剖析三例典型探究試題的命制過程，構(gòu)建問題解決的思維模型結(jié)構(gòu)，突出思維的考查；對考后統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析，有利于評價學(xué)業(yè)質(zhì)量要求，診斷教學(xué)效果。對思維模型探究試題命制的反思，可以引導(dǎo)教師深刻理解教材所蘊含的思想方法，重視對信息的獲取和提煉，培養(yǎng)和形成分析、解決問題的一般思維模型，從而改進教師的教學(xué)。

關(guān)鍵詞：學(xué)業(yè)考試；思維模型結(jié)構(gòu)；命題；評價

文章編號：1005–6629（2017）7–0077–07 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

初中畢業(yè)學(xué)業(yè)考試不僅要考查學(xué)生最基礎(chǔ)的化學(xué)知識和技能，更應(yīng)該考查學(xué)生運用化學(xué)知識和科學(xué)方法分析、解決簡單問題的能力。尤其是在探究題的命制過程中，設(shè)置真實問題情境，將學(xué)科思想和基本觀念融入能力立意的命題視角，構(gòu)建問題解決的思維模型結(jié)構(gòu)，是考查學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)和核心能力的重要手段和途徑?；诳己笤囶}大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，有利于評價學(xué)生達到學(xué)業(yè)質(zhì)量標準的要求，也為診斷教學(xué)得失、評價教學(xué)效果和改進教學(xué)方法提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。

1 基于思維模型結(jié)構(gòu)探究試題的命制思路

所謂思維模型，簡而言之，就是研究和思考問題的科學(xué)思維方法。思維模型的建構(gòu)是指在學(xué)習(xí)化學(xué)知識的過程中，通過抽象、概括和一般化，把特定的研究對象或問題轉(zhuǎn)化為普遍的本質(zhì)規(guī)律（一個已有的關(guān)系、共性或結(jié)構(gòu)），從而用以解決實際問題的思維方法。

探究試題的命制，應(yīng)融合化學(xué)思想方法，彰顯思維方法的考查，才能更好地考查學(xué)生思維的嚴密性、層次性、邏輯性、條理性和深刻性?；瘜W(xué)思想方法，是指能夠反映化學(xué)學(xué)科知識本質(zhì)、學(xué)科思維特點和學(xué)科學(xué)習(xí)規(guī)律，對化學(xué)學(xué)科發(fā)展的歷史脈絡(luò)與未來趨勢以及對學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展起著決定性作用的思想方法，包括化學(xué)學(xué)科的研究方法、思維方法或是利用化學(xué)知識解決問題的具體途徑。

對化學(xué)思想方法的考查，通常體現(xiàn)在思維模型的建構(gòu)和運用上，命題者往往將解決問題的一般思維模型結(jié)構(gòu)巧妙隱蔽地蘊含在命制的探究試題之中。由于化學(xué)學(xué)業(yè)考試的主要目的是評價學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展狀況和學(xué)業(yè)質(zhì)量標準的達成程度，因而，需要建立以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向、以思維模型結(jié)構(gòu)為指導(dǎo)的命題框架（見圖1）。

從上述框架中可以看出，基于思維模型結(jié)構(gòu)的探究試題命制的基本思路是：首先要明確準備命制的試題所要考查的學(xué)科核心素養(yǎng)是什么；其次要考慮通過何種方式更能有效考查學(xué)科核心素養(yǎng)，此時需要將學(xué)科核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化為體現(xiàn)思維方法的思維模型結(jié)構(gòu)。進而在思維模型結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)下，有針對性地選取適當?shù)那榫乘夭?，搭建豐富、生動的測試載體，提出具有不同結(jié)構(gòu)差異的、合理的測試任務(wù)，梳理解決問題所要運用的化學(xué)知識和方法，最后獲得相應(yīng)實際問題的解決方案。

值得說明的是，上述框架中的情境和知識同時服務(wù)于問題的提出和解決，情境的設(shè)計、知識的運用、問題的提出與解決均應(yīng)有利于實現(xiàn)對學(xué)生核心素養(yǎng)的考查。另外，在命題框架的指引下，一旦確定了所要考查的思維模型結(jié)構(gòu)，不同的命題者，無論呈現(xiàn)何種試題情境，其核心素養(yǎng)的考查是不會改變的。

2 典型思維模型應(yīng)用案例

2.1 控制變量法的應(yīng)用

控制變量法是探究實驗中常用的研究方法。在化學(xué)實驗中，當一個問題與多個變量有關(guān)時，通常是把多變量的較為復(fù)雜的問題變成多個單變量的簡單問題，即每一次只改變其中的某一個變量，而控制其余幾個變量不變，從而研究被改變的這個變量對事物的影響，分別設(shè)計實驗加以對比研究，最后得出實驗結(jié)論（見圖2）。

命題1 （2016年·宜昌25）控制變量，設(shè)計對比實驗是實驗探究的重要方法。

[命題意圖]考查科學(xué)探究中控制變量、對比實驗的設(shè)計與應(yīng)用能力。

[命題分析]本題展示給學(xué)生和教師如何來控制變量，又如何通過設(shè)計對比實驗來得出正確的結(jié)論。實驗一是回顧已經(jīng)學(xué)過的上冊教材中第一個定量對比實驗，不同變量是人體呼出的氣體和空氣中的氧氣、二氧化碳和水蒸氣，落點在相同的實驗藥品用量上；實驗二是評價對比實驗的設(shè)計，涉及的不同變量只有單一變量溫度，落點在通過實驗探究分子運動的規(guī)律和影響因素；實驗三是運用對比實驗的方法，在方案的設(shè)計中需要找準影響鐵釘銹蝕的多個變量——水和氧氣，針對多個變量必須設(shè)計相應(yīng)的對比實驗，落點在通過對比實驗變量的控制上得出正確判斷。三個實驗在問題的設(shè)計上雖然考查的側(cè)重點有所不同，但實驗方案的設(shè)計及其所蘊含的思維方法又有異曲同工之妙。

[數(shù)據(jù)統(tǒng)計]

[閱卷分析]從閱卷統(tǒng)計上看，本題難度0.64，區(qū)分度為0.68，難度適中，區(qū)分度良好，各得分段人數(shù)非常均衡。細化到每一個得分點，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生方法性知識上的缺陷。從表3學(xué)生典型、主要錯誤答案的統(tǒng)計中，不難看出錯誤的根本原因主要是對實驗的變量沒抓準。第一個實驗的變量是人體呼出的氣體和空氣，而其他條件“集氣瓶規(guī)格”、“滴加石灰水的體積”則都應(yīng)相同。第二個實驗由于只有單一變量溫度的影響，正確率很高。第三個實驗雖然是教材上已經(jīng)做過的探究實驗，但因涉及到多個變量（影響因素），因而難度更大，學(xué)生對錯也是不相上下，究其原因，可能有部分教師根本就沒有做過這個實驗，更沒有挖掘這個實驗本身所蘊含的思想方法。