2011年第8期化学教育
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美国纽约州化学探究评价体系及其启示
廖唐斌王后雄
(1．湖北武汉外国语学校430022I2．华中师范大学化学教育研究所湖北武汉430079)
摘要为了科学测评学生的化学探究水平，美国纽约州构建了一套新型的化学探究能力评价
体系，采用了一种新型评价方式——工作单，包括创设情境、提出问题、制定计划、实验过程和评分
标准等，保障了化学探究评价的有效实施。该评价体系对我国新课程化学探究评价具有一定的借
鉴价值。
关键词中学化学纽约州探究水平评价方式工作单
美国于1996年出台了《美国国家科学教育标
准》。随后，各州纷纷以此为基准开发各自的科学教
育标准，这些文件共同的特征就是把科学探究作为
课程目标的重点。为使科学探究课程目标真正落到
实处，美国各州重视科学探究能力评价体系的开发。
本文以纽约州的9—12年级中的化学探究任务“酸
碱中和滴定”为例[1](方便读者查阅．原文中的化学
用语及化学计量符号按照我国相应标准进行了适当
的处理)，简析其探究任务、过程以及评分标准，以期
对我国开展化学探究评价带来有益的思考及启示。
1化学探究评价案例
国际科学教育学界深知，科学探究中的表现性
评价(performanceassessmentlinksinscience)在基
于标准的课程改革中扮演着核心作用，于是教育学
家们开始探寻多种途径使用这种评价方式去考查学
生的科学探究能力。为了减少纸笔测验对科学探究
能力测评有效性的影响，美国纽约州各个中小学采
用了一种新型评价方式——工作单。所谓T作单，
就是让整班的学生独立或小组合作探究，同时把探
究过程和结果写在单子上。然后评分者对单子上的
内容进行延时评价。与传统的纸笔测验相比，尽管
工作单的成本高，但效度高得多。与同样需要动手
探究的现场观察相比，T作单的成本低得多，效度也
稍低一些，但能有效替代现场观察【2]。由于具有较
低的成本和效度平衡性，因此深受国际教育界青睐，
如国际上3次大规模的科学成就研究(简称FISS、
SISs、T1MSS)、英国的表现评价单元(APU)、美国
的国家教育进步评价(NAEP)等都采用工作单方式
来评价科学探究能力。[3]
美国纽约州的化学探究评价主要包括创设情
境、提出问题制定计划、实验过程、实验结果、实验说
明等5个环节。
1．1创设情境
在化学实验或化T生产中，经常需要知道所用
的酸或碱溶液的准确浓度。在A部分中已经给出
解决这类问题的实验方法和步骤。请用30分钟的
时间来完成A部分的内容，工作单(答题卡)将会收
回。然后将提供关于B部分的实验指示，在B部分
中可以在实验室里选择合适的实验材料和仪器去收
集实验数据来解决问题。在实验之前，应该先在草
稿纸上完成自己初步的实验计划，最后在实验手册
上用科学的语言记录你的实验步骤。
1．2提出问题．制定计划
A部分(30分钟)
化学家常常需要测定某屿酸或碱溶液的浓度。实
验室现在提供一种未知浓度的酸或碱的待测溶液，利
用下面给出的药品和仪器设计出一组实验，测出该未
知溶液的H1。或()H一浓度，单位用mol／L。
a)在“实验程序”下写出实验设计步骤，其中包
括用图表来解释你的实验设计过程，并且还包括实
验当中的注意事项及安全措施。
b)设计“数据表格”或用其他方法，方便记录得
到的实验现象、数据和结果。
注意：在A部分中，只是设计和构想解决问题
的方法而不用实际动手进行实验操作。
实验药品和仪器：2个100mI。的烧杯，一根
50mI，的滴定管，4个250mI。的锥形瓶，一个小号
的过滤漏斗，一个50mI。的量筒，一组滴定管支架
台，防护眼镜，计算器，蒸馏水一瓶，碎瓷片，
0．1mol／I。的盐酸，0．1mol／L的氢氧化钠溶液，酚
酞指示剂，溴百里香酚蓝指示剂，待测溶液。
工作单(答题卡)
A部分一实验设计
完成下面的实验设计：实验程序和数据表格，
工作单的正反面都可以作答。
(1)实验程序(包括图表)：
(2)数据表格(记录数据和实验结果)：
1．3实验过程
B部分(50分钟)
万方数据
·76·化学教育2011年第8期
你将有50分钟完成这部分的内容。按照提供
的详细实验步骤(见下节)完成实验，并且记录你的
实验过程，根据题目的要求完成B部分的答题卡。
a)根据实验程序给出的步骤完成实验。
b)根据“结果／评论”的要求记录实验过程，使
用实验报告，实验现象描写或数据表格等形式使实
验过程记录详细。
c)根据“计算“的要求列出所使用的化学方程
式和数学公式。
d)根据“结论”的要求给出实验结论的科学解
释，并且谈谈通过这次实验学到了什么?
e)所有的初步计算和结论都可以记录在统一
发放的草稿纸上。最后一定要将结果填写在工作单
相应的题目设置中。
f)答题时间为50分钟。
实验安全
酸和碱具有强腐蚀性!①学生在整个实验过程
中都应该戴上防护眼镜并且尽量避免直接和任何化
学试剂相接触。②如果有化学试剂沾到你的皮肤，
应立即用较多水清洗，并且报告你的指导老师。
(1)用量筒移取25mI。待测溶液到洁净、干燥
的锥形瓶中。
(2)用胶头滴管向待测溶液中滴加酚酞指示剂
或溴百里香酚蓝指示剂。如果滴加溴百里香酚蓝指
示剂请按照A下面的步骤继续完成实验；如果滴加
酚酞指示剂请按照B下面的步骤继续完成实验。
A．溴百里香酚蓝指示剂：
a)如果待测溶液呈蓝色，从酸式滴定管中缓慢
的逐滴加入已知物质的量浓度的盐酸溶液，同时不
断摇动锥形瓶，使溶液充分混合，直到因加人一滴盐
酸后，溶液从蓝色刚好变为绿色为止。这表示已到
滴定终点，在表中记录下所用盐酸的体积。
b)如果待测溶液呈黄色或绿色，从碱式滴定管
中缓慢的逐滴加人已知物质的量浓度的NaOH溶
液，同时不断摇动锥形瓶，使溶液充分混合．直到因
加入一滴碱后，溶液从黄色或绿色刚好变为蓝色为
止。这表示已到滴定终点，在表中记录下所用
NaOH溶液的体积。
＆酚酞：
a)如果待测溶液呈无色，从碱式滴定管中缓慢
的逐滴加入已知物质的量浓度的NaOH溶液，同时
不断摇动锥形瓶，使溶液充分混合，直到因加入一滴
碱后，溶液从无色刚好变为粉红色为止。这表示已到
滴定终点，在表中记录下所用Na0H溶液的体积。
b)如果待测溶液呈粉红色，从酸式滴定管中缓
慢的逐滴加入已知物质的量浓度的盐酸溶液，同时
不断摇动锥形瓶，使溶液充分混合，直到因加入一滴
盐酸后，溶液从粉红色刚好变为无色为止。这表示
已到滴定终点，在表中记录下所用盐酸溶液的体积。
(3)按上述滴定操作至少重复三次，以得到更
多的数值，取这砦数值的平均值。
(4)请记住计算时，参与反应的待测溶液体积
为25mI，。
1．4实验结果
工作单(答题卡)
B部分一实验报告
根据下面几个标题组织完成你的实验报告：①
结果／评论；②计算；③结论。答题卡的正反面都可
以作答。
(1)结果／评论
指示剂：
待测溶液酸或碱的体积
实验1
实验2
实验3
平均数
(2)计算：
(3)结论：
1．5实验说明
本次实验学生将要测定的是未知溶液，主要考
察了学生解决问题、提出假设，设计实验，记录和分
析数据，通过得到的数据来判断结论和概括结论等
能力。本次实验预计需要80分钟，其中A部分时
间为30分钟，B部分时间为50分钟。教师应注意
的是，学生应该单独完成本次探究活动。在此实验
之前，应当引导学生完成相关内容的预习并且为学
生准备好实验所需要的化学药品和仪器。
2化学探究评分标准
探究实验完成后。每个学生都要上交各自的工
作单即答题卡(包括数据表、图表、相关问题的回
答)，然后教师依据评分标准对这些工作单进行评
分。评分细则分为整体评分法和分项评分法两种。
在下面的评分标准中采用的是整体评分法，但是评
分细则却非常详细，这样就兼顾了两种评分法的优
万方数据
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点，使评价更加科学客观。
A部分：实验设计
2．1提出假设(不参与评分)
包括：①相关变量影响；②目标性的作用；③预
期的效果或变化；④自变量；⑤凶变量。
2．2设计实验
(1)实验方案的可行性：包括如何精确确定待
测溶液浓度的方法细节以及重复实验等相关步骤。
(2)操作顺序：确定待测溶液的物质的量浓度
的方法。首先确定待测溶液是酸性的还是碱性的，
使用合适的指示剂，然后进行中和滴定。
(3)安全措施：整个实验过程应该佩戴防护眼
镜；注意对废液的处理。
(4)仪器和图表的使用：恰当的对化学仪器和材
料进行选择，特别是对滴定管和指示剂的使用。
2．3记录和分析数据
(1)考虑到对数据的处理和定性描述：包括使
用数据的平均值及其对指示剂的严格选择使用。
(2)实验计划周全且有条理：实验计划周全，例
如考虑到重复实验。实验数据记录详尽，横纵坐标
等同列出；能够使用正确的量度单位。
(3)变量的确定：用于滴定的待测溶液被确定
是酸还是碱。
B部分：实验报告
2．4数据和观察的可行性
(1)数据的一致性：至少有两组重复实验的数
据。(2)精确的测量，观测：量取误差在±3．0mL。
(3)完成对所有实验数据的记录并制成表格。
(4)使用正确的数量单位：L或mL。
(5)定性的描述加入指示剂时溶液的实验现象。
2．5图表(不参与评分)
依照最符合数据的趋势做曲线，准确的取点，恰
当的比例，选取恰当变量做横纵坐标。
2．6计算
(1)计箅正确：计箅过程完整并且正确。
(2)正确的取代关系：通过已知溶液的物质的
量浓度推出待测溶液的物质的量浓度；量度单f电使
用正确并H统一．将标准溶液体积转化为摩尔，单位
由mI。正确换算=为I。。
(3)实验得到的所有数据都要参与计算；如果
某些数据被舍去要说明原因。
2．7结论
(1)遵从科学原理：学生通过实验数据得出的
结论应该符合待测溶液本身的酸、碱性和浓度。
(2)产生误差的原闪(误差分析不参与最后结
论的评分；最后的结论及其他4项均回答止确得到
满分5分)。
(3)基于实验数据得出结论：结论未必能准确
得出待测溶液的酸、碱性或浓度，但如果结论是实验
数据的合理反映，这一点应给予分数。
(4)变量之间的关系：待测溶液被标准的酸或
碱溶液中和滴定。
(5)结论中陈述变量：在结论中应陈述待测溶
液和被用来中和滴定的酸或碱的标准溶液。
3思考及启示
将美国纽约州“酸碱中和滴定”的评价体系与我
国人教版《实验化学》中的实践活动“用中和滴定法测
定NaOH溶液的浓度，，[钉相比，可以发现所使用的实
验器材和材料，实验原理，实验步骤基本上相同，然而
中美评价方式的差异性很大。纽约州“酸碱中和滴
定”的评价体系中，淡化了学生的实验操作步骤，注重
对学生的实验探究以及实验安全教育；在A部分中
要求学生预先对探究活动能够提出问题，允许学生合
作交流设计出自己的实验计划，强调在实验过程阶段
独立完成，这样有助于调动每位学生参与活动的积极
性，倡导合作学习和自主学习；在实验结果环节，要求
学生回顾实验设计、发现存在的问题并且进行改进；
要求对实验结果有清晰的推理和计箅过程，另外工作
单有严格的书写规范和内容要求。对学生的书面表达
能力有明确的要求，教师在指导学生进行科学探究
时，有明确完成工作单的任务，从而把科学探究的各
个环节明确落实到具体的评价方案中。
《普通高中化学课程标准(实验)》提出：“探究学
习是学生学习化学的一种重要方式，也是培养学生探
究意识和提高探究能力的重要途径。”并且倡导“评价
目标和评价方式的多样化，以促进全体高中学生在科
学素养各个方面的共同发展和个性发展”L5j。然而，
我国科学探究评价尚处在起步阶段．缺乏统一完善的
评价体系。由于多种原因，许多学校还仅仅是采用传
统的纸笔测试来评价学生的化学探究活动，造成科学
探究过程性和有效性评价的缺失。纽约州在化学探
究评价方面所开展的研究，对我国化学新课程科学探
究活动评价的改革，提供了有益的参考。
◆考文献
[1]NewYorkStateEducationDepartment．Gfade9—
12Perfor-manceTasks．http：／／pals．sri．corn／tasks／9—
12AcidTitration／directshtml．2009—10—26
[2]罗网忠．全球教育展单．2008．(12)：73—77．
E3][mwrenzFrances．HuffmanDouglasWelchWayne,Sci-
enceFMucation．2001．85(3)：279—290
[4]宋心琦丰编．蒈通高巾课程标准实验救科栉：实验化学．
北京t人K教仃J”版社．2006。43—45
[5]中华人民建和I硐教育部制订．普通高中化学课程标准(实
验)．北京t人民教育f|1版社．2003t34—35
万方数据
美国纽约州化学探究评价体系及其启示
作者：廖唐斌，王后雄
作者单位：廖唐斌(湖北武汉外国语学校,430022)，王后雄(华中师范大学化学教育研究所,湖北武汉
,430079)
刊名：化学教育
英文刊名：CHINESEJOURNALOFCHEMICALEDUCATION
年，卷(期)：2011,32(8)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hxjy201108031.aspx
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