• 基于命题规范视角的试题评价
  •           2013/12/12     浏览()     【
  • 基于命题规范视角的试题评价

    ——以福建省2013年理综卷第12题为例

    福建龙岩教研室  杨梓生

     不论哪类考试的命题,都必须遵循规范性要求,即要遵循试题编制的科学性、适切性、公平性等基本原则。同时,还须根据考试特点与题型功能,进一步细化规范要求。符合规范化要求,是一道好试题的基本前提。因此,试题评价时,首先应立足于规范的视角来看待试题。下面立足于命题规范的视角对福建省2013年理科综合能力测试第12题进行分析评价。

    题目1NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量的KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需的时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020mol·L-1NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mLKIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10-55℃溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如右图。据图分析,下列判断不正确的是

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    A40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反

    B.图中bc两点对应的NaHSO3反应速率相等

    C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5mol·L-1·s-1

    D.温度高于40℃时,淀粉不宜作该实验的指示剂

    显然,命题者设置一个陌生的情境,期望考生通过对试题相关信息的获取,结合已有的化学反应速率及其影响因素等相关知识进行作答,以考查考生从图中获取信息解决问题的能力。应该说,这样的命题立意是不错的。然而,通过资料查阅和交流研讨,笔者认为,从命题规范角度分析,此道试题是有待改进的。具体分析如下:

    一、关于试题科学性的分析

    试题的科学性指试题涉及的相关知识应正确无误,条件与结论应合乎逻辑,试题情境与素材要客观可靠等。它是试题的灵魂。

    对于NaHSO3KIO3反应的机理,不少专业工作者进行了深入研究。相关资料2】,【3表明:酸性介质中,NaHSO3KIO3反应历程为:

    IO3+3HSO3=I+3SO42+3H+       

    5 I+ IO3+6H+=3I2+3H2O           

    I2+ HSO3+H2O=2I+3SO42+3H+     

    其中,③为快反应,而①、②较慢。反应开始时,反应②生成的I2还来不及与淀粉作用就立即被反应③所消耗。故仅当体系中NaHSO3完全消耗且有KIO3剩余时,才会出现蓝色。这就是题目描述“NaHSO3完全消耗即有I2析出”、强调KIO3过量的原因。然而,根据反应历程可知,反应②才有I2生成,且该反应为慢反应,因此,对于“依据I2析出所需的时间可以求得NaHSO3的反应速率”提法是否科学,值得研究。

    有文献指出4,混合溶液还发生如下反应:

        HSO3+H+=H2O+SO2          

    据理论推算,此副反应在153K-120℃)时就能发生,且温度越高越易发生,当温度为35℃,酸性介质中HSO3迅速转化为SO2,导致溶液中c(HSO3)迅速减小,使得反应①难于发生,混合体系中无I2生成而不会变蓝(注:试题描述55℃未变蓝,应是体系酸度、c(NaHSO3)c(KIO3)不同导致的)。为此,不得不思考,利用图中a点对应的数据计算NaHSO3KIO3反应的速率是否妥当。

    据了解,命题者根据文献[2],认为温度高于40℃时出现拐点(见题图),是因为碘与淀粉作用受温度影响的结果(注:碘遇淀粉变蓝,是碘与淀粉中形成包容物的结果。加热时,淀粉的螺旋状结构被破坏,导致包容物被破坏。当温度升高到55℃时,蓝色消失),因而设置了D选项。其实,综合相关文献2】,【4分析,出现拐点(变蓝时间增长)应该是温度升高影响包容物稳定性、温度升高加快反应④而使体系中c(HSO3)降低从而影响I2生成的共同结果。因此,温度高于40℃时,由于副反应存在且占主导地位,此时再利用酸性介质中NaHSO3KIO3反应来测定反应速率,实验原理本身就是有问题的,不能仅仅归结为所使用的指示剂不妥上。

    二、关于试题的适切性

    试题适切性的涵义包括多个方面,其中一个要义是试题考查的目标水平要遵循《考试大纲》、符合考试群体的认知。

    要检验此方面的适切性,关键的一环要看学生的解题思路与答题情况。为此,笔者在考后一周内对一些师生进行了调查。从收集情况看,师生对福建理综卷第12题共同看法是:较难,无法对所有选项做出准确判断。而且,较难的原因是无法对选项BD做出准确判断。解答时,学生对选项BD分析的思路有三种:

    思路一(大部分同学):根据化学反应速率的概念,结合图中bc两点时间相等,认为选项B的判断正确;又因NaHSO3在不同温度下均可被KIO3氧化为I2,而I2遇淀粉蓝,故不论温度如何,淀粉都可作为指示剂,选项D的判断是错误的。

    思路二(少部分同学):温度对反应速率有影响, bc两点的温度不同,反应速率应不同;由于“55℃时未观察到溶液变蓝”,暗示温度对溶液变蓝有影响(当追问学生温度如何对变蓝产生影响时,不少学生认为是碘挥发所致),故温度较高时淀粉不宜作指示剂。本题答案应为B

    思路三(少部分同学):“55℃时未观察到溶液变蓝”,说明55℃时无I2生成,意味着此温度时混合体系中的NaHSO3KIO3不发生反应,可视为反应速率为0。于是认为10-50℃时NaHSO3KIO3反应的速率随温度升高将先增大后变小。结合图中bc两点对应的时间相等,故选项B的判断是正确。

    学生按思路一、三解答的原因何在?一个重要原因是只知道碘遇淀粉变蓝而不知道相关机理(不少老师也不清楚)。而且,即便学生按思路二得出相应的答案,也无法准确解释温度如何影响溶液变蓝。所以,笔者认为试题的适切性也是值得商榷的。

    调查中,笔者还问学生:“课本中有讲温度升高、反应速率加快,应该很容易知道B的判断是错误的。”学生说:“课本5是这样叙述的:‘通常情况下,增加反应物浓度、升高温度、增大反应物间的接触面积以及使用催化剂可以提高反应速率。’既然强调通常情况,是否意味着不是所有的化学反应都遵循温度升高、反应速率加快的规律?”对于学生的回答,又该引发中学化学教学怎样的思考?值得深思。

     

    三、关于选项的独立性

    关于选择题的编制,很多关于教育测量与评价的文献都强调:编制选项时,必须做到要求同质、互不相关,避免选项间存在明显的逻辑关系,以确保考试结果具有较高的有效性(效度)和可信性(信度)。

    福建理综卷第12题,基于题干信息,设置了四个选项。四个选项的解答,均立足于反应体系溶液变蓝时间与温度关系图像的阅读基础上进行的。从这个视角看,四个选项似乎是同质的。

    但是,仔细分析各自的考查要求与思维容量,会发现四个选项是“异质”的,四个选项的要求有逐步提高之嫌。按命题意图,各选项的解答(思维)要求是:选项A,直接读图便可作出判断;选项B,要求在读图基础上结合已有知识(温度对反应速率有影响)进行判断;选项C,则要读图、读题干信息(当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需的时间可以求得NaHSO3的反应速率)基础上结合已有知识(化学反应速率概念)直接计算;选项D则要结合题干和图示信息(55℃时未观察到溶液变蓝、40℃时溶液变蓝时间延长)和已有知识(温度升高,反应速率应加快)进行分析推理,并做出实验现象异常的可能性判断(注意:是“可能性”而非“准确性”)。

    此外,在笔者看来,选项BD在逻辑相关(互为排斥)的。因为,若认为选项D的判断正确,由于此条件下淀粉不宜作该实验指示剂,则47℃读出的溶液变蓝的时间有问题,故不能用此数据计算该温度时的反应速率,可推知选项B的判断是错误的(此思路类似于学生思路二)。同样的,若默许10-50℃均可以用图像给出的时间求算反应速率(即选项B的判断正确),则淀粉做指示剂没问题,故可认定选项D的判断是不正确的(此思路类似思路一和思路三)。

    参考文献:

        1.福建省教育考试院编.2013年普通高等学校招生统一考试试题、参考答案(20136月)

    2.陈玲.“温度对化学反应速率影响”实验的探究式教学.才智(201009期)

    3.刘小忠,彭展英.KIO3NaHSO3反应实验现象的分析.云南师范大学学报(2008年第2期)

    4.汪徐春,李子荣.亚硫酸钠与碘酸钾异常反应速率探讨.安徽农业技术师范学院学报(200014期)

    5.王磊,陈光巨.普通高中课程标准实验教科书·化学2(必修).山东科学技术出版社(2009,第三版)

     

    (本文将刊载在《中学化学教学参考》2013年第11期)

     

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