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1、杭州市化学会2012年年会 论文高三学生实验简答题错误分析及改进策略金雄鹰 浙江省建德市新安江中学 310012【摘 要】：本文以“化学实验纸笔测验卷”为研究载体，总结出高三学生在实验简答题中的错误类型：知识型错误、细节性错误、表达型错误、思维型错误、经验型错误；认为形成这些错误的因素有四个：教学情境的影响、作业诊断的影响、教师教学的影响、“心理”的影响，分析了产生错误的原因，并据此提出了相应的改进策略。【关键词】：实验简答 错误分析 改进策略1.研究背景化学实验教学中发现学生在实验简答题中相同的错误会不断重复，教师在抱怨学生不认真的同时，应从源头上寻找产生错误的原因。为此，研究、分析学生实验
2、简答题的错误很重要。对于教师而言，能清晰掌握学生在学习过程中哪些方面问题严重，针对不同类型的问题教学时可以采取相应的有效教学策略；对于学生而言能清楚自身的短板项目和存在错误，有助于学习时的调整和反思。2研究过程 在研究有关文献的基础上，以高三学生为测试对象和研究对象，采用团体测验和典型个案相结合的实证方法展开研究。以纸笔测试为途径，归纳学生实验简答题过程中的错误类型，同时分析各种错误类型形成的原因。实验数据采用spss16.0统计处理。2.1测试目的问卷测验主要是测量学生实验简答题中的错误，并用统计的方法对测量结果进行分析。2.2测试过程本次测试对象以我校高三年级610名理科学生为选取范围，学
3、优生、学中生、学困生各30名。选择依据如下：以高二期末测试、高三期中考试、高三期末测试三次考试成绩为依据，学优生的挑选条件为三次考试总成绩和化学单科成绩都在全校前200名；学中生的挑选条件为三次考试总成绩和化学单科成绩都在全校201400名；学困生的挑选条件为三次考试总成绩和化学单科成绩都在全校401610名。本次测试发放试卷90份，采取统一集中闭卷测验的方法进行测试，由笔者担任监考，测试时间为45分钟，回收90份，回收率100%。采用高三学生为被试，主要是此时学生具备比较完整的有关化学实验的知识，也经历了较多的演示实验和学生实验，反应的问题较为典型性和代表性，具有很大的参考价值。表2-1纸笔
4、测验三类学生基本构成情况 类 别学优生 学中生 学困生 合计 总人数30 30 30 90表2-2纸笔测验男女生基本构成情况 性 别 男生 女生 合计 总人数 55 35 902.3测试材料为准确定量的反映学生化学实验纸笔测验过程中的错误，笔者在参考其他文献的基础上编制化学实验纸笔测验卷。见附录1本测验共7道题，2道选择题，1道填空题，4道简单题，共计50分。本卷考查的内容包括：实验基本操作，如天平、分液漏斗、坩埚的使用等；常见气体的制备；物质的分离提纯；物质纯度的测定物质性质的探究。 具体题目知识要素如下:实验基本操作。如天平、分液漏斗、坩埚等仪器使用时的操作要点，这是最基本的化学实验仪器操
5、作。常见气体的制备。高中需掌握的六种常见气体的制备，本试题中选取制取氧气为测试题。氧气的制取是初中就已学过的知识，学生比较熟悉。预期高三学生会采取H2O2 、MnO2的催化分解法和KClO3、MnO2的加热分解法制备氧气。主要测量学生在实验原理、实验步骤、实验装置、检验方法四个过程中文字表达方面的错误和实验方案设计方面的错误本小题主要包括两个方面：一是绘制化学实验装置图。画实验装置图，学生会有一定难度，因为平时学生实际接触化学仪器的机会不多，头脑中未形成清晰的有关化学实验仪器的信息，预期学生画出的装置图存在简陋性、粗糙性和比例不一的情况。通过观察学生绘制实验装置图的情况，可以了解学生对化学实验
6、原理的掌握情况。若对实验室制取氧气的实验原理理解混淆，预期会出现装置图不完整，实验装置与选择试剂不匹配，缺少收集装置等情况。二是写出氧气的制取及检验过程中所需的实验用品、实验步骤及实验注意事项。主要测试学生化学专业术语的表达中的错误。预期通过该测试，可以了解学生对上一小问中所绘的装置图是否真正掌握；对实验原理是否真正理解；平时对实验细节问题观察是否细致。特别是本题的注意事项中关于气密性的检查是学生一大难点，因为学生平时习题中会出现类似的题目，但实践操作机会很少；氧气的检验主要测查学生在实验现象描述上是否按照操作、现象、结论三步骤的格式书写完整。物质的分离提纯物质的分离提纯是化学实验的重要组成部
7、分，本小题源自选修6实验化学专题1，课题1“海带中碘元素的分离及检验”，让学生根据碘及其化合物有关的性质，设计实验方案，将碘以单质的形式从一定量的海带中提取出来并进行鉴定。被试学生在高二下学期时已做过学生实验，对整个实验过程、实验方案设计、实验操作及实验结果的评价、交流有一定的认识。本小题包括两个方面的问题，一是用文字或流程图表示实验方案，主要测查学生实验方案设计的完整程度和对加热、溶解、过滤、萃取等基本操作的了解程度。预期学生会用简单的流程图表示实验过程，但会出现过程遗漏、试剂漏选、错选的错误情况。二是让学生简要的叙述思考过程以及本实验的注意事项。因为海带中碘元素的分离及检验实验步骤多，目的
8、是测查学生对实验方案和每一个实验步骤的设计意图是否都有一个较全面的认识。书写实验过程中的注意事项可以了解学生对实验细节的掌握程度，预期学生会在这些方面会出现遗漏:如海带应在通风厨处灼烧、氯水要新制、用氯水或者双氧水氧化I-时要注意量的问题、用双氧水氧化时要加适量稀硫酸、分液漏斗使用时的操作要点。物质纯度的测定测量混有NaOH固体杂质的Na2CO3固体的纯度，并让学生尽可能多的写出测得该样品纯度的实验方案， 可以用流程图表示。该题属于化学实验中的定量分析，物质的定量分析在化学实验研究中的重要作用是不言而喻的。定量实验的教学目的在于引导学生掌握化学学科思维，学会运用比较、归纳、概括的方法对信息进行
9、加工，掌握一定的逻辑推理能力。但中学教学中课时紧、课务重，定量实验耗时耗力，所以除中和滴定外，较少涉及定量分析的实验操作，多以习题分析代替。本题预期学生会出现的错误包括：原理不会，无法从NaOH固体杂质中分离出Na2CO3固体；方法不当，对气体、沉淀的测量方法不符合实际要求；操作不当，定量分析中每一步操作都有严格要求，学生可能会出现定量分析当定性分析处理的情况；表述不当，定量分析的表述应写出每一步的具体操作以减少误差出现的几率，部分学生可能会习惯于只写出一个关键词。因为要求学生写出尽可能多的实验方法，通过观察问卷可以测量学生实验设计能力、定量实验分析能力和实验创新能力，借此了解学生在化学实验定
10、量问题分析上是否具有严谨求实、细致认真的科学态度。物质性质的探究让学生设计实验方案证明使纸质红玫瑰花褪色的是氯水中的何种成分。该题是物质的性质探究实验，物质性质探究是化学实验学习的重要内容。让学生学会有目的地观察和分析实验现象、能体会对比实验的方法，提高观察和分析问题的能力3研究结果3.1数据分析问卷检测数据采用SPSS16.0对测试成绩总分进行分析处理。依据定量分析的方法可以看出，所有学生的均分为26.30，从均分上看学优生均分为31.57、学中生均分为25.07、学困生为17.93，他们之间有明显差异 。男女生之间均分差异较小，女生略高于男生，具体情况见表3-1。对各类学生的成绩进行了频数
11、统计，以观察总分的分布情况，从图3-1看以看出学生的总分集中区域为20-30分，其中27-30区间最为集中，10分和40分以上均为少数。 表3-1学生测试成绩总分描述性统计成绩类别最低分最高分平均分标准差所有学生94426.307.856男生94426.047.748女生124126.748.125学优生164431.576.687学中生124125.077.22学困生94017.936.518图3-1全体学生总分直方统计图表3-2显示了全体被试学生在各小题的错误情况，表2-8中有平均分和标准差等两项指标。从标准差可以看出前3题学生分数比较集中，都在平均分附近，4、5、6、7四道简答题则出现较
12、大的离散程度，学生的成绩参差不齐，说明学生的成绩差距主要集中在文字表述题上。表3-2全体被试学生各小题得分情况统计题序最低分最高分平均分标准差题号1032.80.756题号2032.381.211题号3142.78.836题号40106.643.199题号50104.852.493题号60103.042.632题号7093.812.518总分94426.307.8563.2错误类型依据参考资料和学生的实际答题情况，将学生化学实验纸笔测验的错误类型初步分为五类，包括：知识型错误、细节型错误、表达型错误，思维型错误，经验型错误，各种错误的具体表现见表3-3表3-3学生纸笔测验中的错误类型及具体表现
13、错误类型具体表现知识型错误（K）基础知识薄弱，概念混淆、实验原理不清楚，装置、试剂乱选。细节型错误（D）审题不清；实验设计存在低级错误，定量分析中缺少细节处理表达型错误（W） 思维型错误（T）只用关键词解答，实验现象描述文字表达，文字、图像、符号、公式等专业术语表述错误。不会解题所需的思路方法和操作；定量分析中缺少量的概念，；实验方案缺少严密性和完整性。经验型错误（E）缺少实践经验，实验设计有想当然的成分；对试剂和药品的用量不做严格要求。现对各种错误类型的详细分析如下。知识型错误知识型错误主要指学生在纸笔测验中出现基础知识薄弱，概念混淆、知识结构不完整，装置、试剂乱选的情况。现举三个例子来说明
14、该类型的错误。例1 操作不当测试题3中要求学生回答移动正在加热的蒸发皿所需的仪器和灼烧完毕后的坩埚应放在什么仪器上冷却。该题中坩埚钳三字错误率很高，而对于灼烧完毕的坩埚处理则五花八门，典型答案包括：水中、水槽中、通风橱中、桌子上、地面上、泥三角上、铁三角上、玻璃片上等。例2 试剂乱选、概念混淆测试题4中要求学生以实验室常见试剂为原料制取氧气，画出装置图。本题中有实验药品选用错误，有用次氯酸钾、有缺MnO2，有缺收集装置、有学生实验原理混淆，把H2O2 、MnO2的制备装置和KClO3、MnO2的制备装置混用等。例3 知识结构不完整测试题4中第2小问，要求学生制取氧气时的实验注意事项。学生回答：“注意事项：实验开始时先检查装置的气密性，再通入N2排出空气。”笔者问该生：“为什么后面要写出再通入N2排除空气?”学生回答只是最近题目中出现过类似的解法，具体为什么不是很清楚。这是因为高三习题中经常出现N2做保护气的习题，在学生头脑中留有印象。测试题6，Na2CO3固体中混有NaOH固体杂质，让学生尽可能多的写出测得样品纯度的实验方案。学生回答：“利用铝和NaOH溶液反应，产生氢气，然后通过测氢气的体积，测出NaOH的质量。” 细节型错误例1审题不仔细测试题4中要求学生以实验室常见试剂为原料制取氧气。有学生回答：“实验试剂为浓盐酸、二氧化锰、浓硫酸、氢氧化钠溶液”，他是把题目看作
