化學競賽試題命題思想解題思路與試題分析
2007-10-25 14:17:49北京師范大學化學系 文章作者：吳國慶
全國化學競賽的根本出發(fā)點是推動中學素質(zhì)教育。試題的基本命題思想主要是考察能力的試題�！澳芰Α钡膬�(nèi)涵很豐富，跟“智力”不太好分清。有人認為智力包括觀察力、記憶力、思維力和想象力四個主要表現(xiàn)形式。有人認為智力可分成音樂智力、言語智力、邏輯-數(shù)學智力、身體運動智力、空間感受智力、人際交流智力、個人內(nèi)在智力七種。又有人將思維力分為邏輯能力與非邏輯能力。邏輯能力包括判斷、推理、比較、分類、綜合、歸納、演繹等，非邏輯能力包括想象、聯(lián)想、直覺、靈感、逆向思維、側向思維、發(fā)散思維、集中思維、創(chuàng)造性思維等等。
化學競賽屬于智力競賽，但不可能測試所有智力，也與電視臺上的智力競賽不同，主要不是測試應試者對知識記憶得多不多，牢不牢，遇到他人發(fā)問時從大腦中提取已有知識得快不快，而是考察應試者的觀察力、思維力、想象力和創(chuàng)造力。其策略是盡可能令應試者身處陌生情景，利用原有的知識基礎，提取、加工、理解新情景顯現(xiàn)的信息，提出解決問題的方案、戰(zhàn)略和策略，形成知識、發(fā)展知識，達到考察應試者學、識、才三者統(tǒng)一的水平。
“學”不僅包括對前人知識的掌握，還包括個人的經(jīng)驗；“識”是見識、洞察力、是看清和把握方向，進行判斷和抉擇；“才”是才能，是能力，包括認識能力和實踐能力兩個方面，特別是在認識和實踐中的創(chuàng)造力。我們化學競賽的試題還強調(diào)考察應試者具有的對化學學科特有的分子三維立體結構的空間想象能力或者說空間感受能力，考察化學實驗能力和科學表述能力（包括運用文字、圖象、符號、公式等的能力）等；競賽試題還要求應試者關注化學知識的前沿發(fā)展，化學發(fā)展與技術進展及其他學科發(fā)展的關系和科學與社會發(fā)展——人類進步、經(jīng)濟發(fā)展、生活質(zhì)量提高、環(huán)境改善的關系以及社會輿論中與化學有關的熱點問題的認識、態(tài)度、判斷能力、價值取向等。
競賽重點考察應試者如下思維品質(zhì)：敏銳性、精確性和深刻性。競賽中應試人的心態(tài)也是測試的重要內(nèi)容，要檢測應試人的自信心、應變能力、勇于提出假定、勇于修正錯誤、百折不撓等心理品質(zhì)。近年來，全國高中學生化學競賽初賽 [1]試題的知識水平（包括作為學生參賽前已知的具體化學知識與原理性知識的水平）較前幾年已大幅度下降。我們認為，這樣做有利于吸引更多的教師組織學生參賽，也有利于吸引學生參賽，是今后初賽的方向（初賽基本內(nèi)容的文件也有必要通過幾年試用后進行相應修改，刪去過多的非中學化學知識點）。鑒于教育部已作出決定，凡數(shù)理化生物信息五科相當于化學初賽的競賽優(yōu)勝者有被保送上大學的資格，這就要求競賽試題的質(zhì)量及競賽實施操作的科學性、嚴密性、合理性更高，更規(guī)范化。賽題是否恰當，應對賽后反饋進行科學分析后才能作出正確的評估，筆者個人的粗淺議論，只為拋磚引玉，供大家研究討論。
化學競賽的知識水平是否應當完全以中學化學教材一致？始終存在爭論。我們的看法是，化學競賽是一種課外活動，其知識水平應當源于中學化學及其他中學學習到的科目的知識，但要適當高于中學化學教材水平。高多少？這個“度”要大家共同來討論，難以用一根固定的尺子來量。我們的基本思想是，參加競賽的應當是優(yōu)秀中學生，應當在中學教師的指導下開展細水常流的課外活動，加上自身的努力，獲得超過中學課本的知識，因而競賽知識不應局限于中學課本。例如，我們主張學生應當有常見元素的基本知識。
所謂“常見”，不能拿中學課本來衡量。例如，銅，中學課本里連單獨一節(jié)都未設置，但你能說它不常見嗎？人類社會經(jīng)歷了相當長的“青銅時代”，足以證明銅是“常見元素”。又如鉻，中學化學實驗室里就有許多含鉻的試劑，課本里說到強氧化劑時常提到重鉻酸鉀，有機化學、分析化學（容量分析）里也經(jīng)常用，說明它是常見的。因此，可以認為競賽題涉及這些元素的基本性質(zhì)與最重要的化合價和化合物及其最基本的性質(zhì)是不過分的，不能被指責為“大學內(nèi)容”。又如近年競賽試題把I2+S2O32–的反應作為參賽者應當已有的知識，顯然不是中學化學知識，但高考試題已經(jīng)作為信息給出3次，許多中學教師在上課時都提到。而且這一知識是容量分析中最重要、最經(jīng)常遇到的反應之一，即使中學老師在上課時沒提到過，也應當是優(yōu)秀學生可在課外活動里獲得的知識。
有的老師反映，對優(yōu)秀學生，學有余力，適當、少量、有度地增加一些最常見最基本最主要的具體化學知識，對學生提高能力和今后求學成長確有好處，符合“因材施教”的原則，我們絕沒有要求中學生普遍地全體地大量地在課外活動里被“灌輸”一大堆大學化學知識。近年有的試題在體現(xiàn)“學得多智力不高不能占到便宜，學得適度智力高才能優(yōu)勝”的命題策略總體上比過去強，特別是降低了屬于大學化學的原理性知識的水平。
當年試題的某些知識點是頭年初賽題里出現(xiàn)過的。這樣做對不對？我們認為這樣做是對的，有利于逐年調(diào)整試題的知識水平到“適度”，有
近年初賽試題與過去相同，嘗試了“思維容量大，應答書寫少”的特點。我們的試題沒有通常在高考中普遍采納的所謂客觀性試題的選擇題。選擇題具有預示答案的特征，較難考察學生面對自己不熟悉的事物通過對信息的獲取、理解、分析、綜合自己得出答案的自信心強弱和應變能力，也較難考察應試者的創(chuàng)造性思維能力，因而一般而言不適合于作為競賽試題的題型。我們不贊成在各省市自治區(qū)進行不符合全國初賽的命題思想、題型、知識要求、能力要求的“預賽”來篩選出參加初賽的選手，特別是“模擬高考”式的預賽，因為這種篩選并不科學，學生參加全國初賽離高考還有相當長時間，尚未進行“大運動量”的復習，不可能達到高考所要求的應試速度。
教育部有關單位強調(diào)，具有保送資格的學生的人數(shù)要與該省、市、自治區(qū)參加明年高考的人數(shù)相關，也要與參加本次競賽的人數(shù)相關，參加此次競賽人數(shù)少了，等于自動放棄被保送上大學的學生名額。有的同志說，我們不稀罕這種保送，你給保送名額我們的學生也不去，即便這是實情，也與通過全國初賽吸引學生、促進教學、探索道路、選拔學生的競賽宗旨向背離。
化學競賽初賽試題有一種試題可以稱為“科學謎語題”。這是我們努力發(fā)展的一種題型。猜謎是古今中外經(jīng)久不衰的智力游戲。其實，大自然就是一部巨大的謎書�！按笞匀煌岩恍┥羁痰臇|西隱藏起來，只讓人們見到表面或局部的現(xiàn)象，有時甚至只給一點暗示�！保ㄒ姟犊茖W發(fā)現(xiàn)縱橫談》王梓坤，北師大出版社，1993，第41頁）我們制作的化學謎語賽題與通常的燈謎最大的不同是什么呢？燈謎的謎底都是猜謎人已有的知識，例如，一個燈謎的謎面是：“南面而坐，北面而朝，像憂而憂，像喜而喜”，謎底是鏡子。鏡子當然一定是猜謎人已有的知識，只是制謎人謎面做得好時，100個人同時猜謎，也只有幾個人真正能理解謎面，猜出謎底。我們制作的化學謎語的謎底卻大多是猜謎人未知的知識（當然也不排除已知的）。
我們的謎面是構建這個未知知識的信息，猜謎人的智力強弱表現(xiàn)在能否用已有的知識（包括與謎底不一定直接相關的具體的描述性的化學知識、與信息相關的中學化學學到的基本概念和基本原理）來理解這些信息，對這些信息進行加工、分析、綜合，加上豐富的想象力、聯(lián)想力、洞察力以及猜測能力，當然經(jīng)驗和學識也起作用，最后創(chuàng)造性地形成謎底。既然謎底是新知識，是猜謎人自己從信息得出的新知識，實質(zhì)上就考察了猜謎人的創(chuàng)造力。因此，我們認為，這種題型是考察創(chuàng)造能力的好形式，值得深入研究。不過，我們認為，由于這類試題像通常猜燈謎一樣，得出結論的人不會太多，恐怕不適合作水平性考試題，恐怕也不適合作選拔比例很大的高考題。
在教學過程中，貴在告訴學生，我們不能事事時時對事物的原因窮追不舍，似乎越細節(jié)越好。對許多事物的原因，在一定的知識背景下，只能達到一定的層次，繼續(xù)問下去可以，需要更寬闊深厚的知識背景，其中不乏尚未開辟的處女地。追究解釋的試題學生們心中無底的應答情況，很可能正暴露了我們教學中對認識的層次把握得不好，沒有把認識的層次說清楚。東方人的思維偏重抽象、籠統(tǒng)、整體、理性，西方人思維偏重具體、詳實、部分、感性，最明顯的例子是中醫(yī)理論與西醫(yī)理論。這是長期的文化傳統(tǒng)的積淀。
我們學習來自西方的科學，有些人誤解為事事時時應對細節(jié)窮追不舍，而不顧自己的知識背景是否夠得上繼續(xù)深入細節(jié)，忘記對事物的認識抽象與具體、籠統(tǒng)與詳實是相輔相成的。如今許多西方人反而對老子的《道德經(jīng)》越來越感興趣，這應引起我們的深思。如今我國的中學科學教育，不是細節(jié)太少，反而是從細節(jié)上升到對科學通用概念和整個系統(tǒng)的認識過少。這不等于說應該滿足對事物原因的籠統(tǒng)認識，對事物原因逐步深入是科學的根本所在，我們不應該滿足于對事物哲理化的籠統(tǒng)解釋，但不應在尚未達到一定知識背景時就對事物更深入的原因窮追不舍，因此，分清認識的層次在教學上更應重視。教學中應將學生知識背景尚不足以深入的細節(jié)留給學生今后去達到，開個窗口，而不必作籠統(tǒng)抽象或者用過分哲理化的所謂“解釋”來搪塞。堅持適度的“解釋”才有可能使受教育者從此立下了深入探討事物原因的雄心壯志，形成從事科學創(chuàng)造的潛質(zhì)。相反，不顧背景知識的水平而過多地沉迷于似是而非的“解釋”將使學生不知所措。我們常常聽到有的學生無可奈何地說：“真理掌握在老師手里”。這應引起深思。
我國中學化學與大多數(shù)國家專為培養(yǎng)上大學學理工科的在中學里的大學預科生的中學化學相比（請參見經(jīng)過反復修訂的國際競賽大綱的三級劃分），其不足處，筆者認為，可歸納為如下幾點：中學化學總時數(shù)較低（指對準備上大學學理工科的學生），基本化學事實少（無論元素化學還是有機化學），基本原理涉及的概念少（如動力學基礎、熱力學基礎、電子云、立體化學、平衡常數(shù)、電極電勢、定量分析原理等，有的根本未涉及，有的不要求定量表述），聯(lián)系實際過少（我國中學生的面對社會實際問題表現(xiàn)出來的科學能力只處于國際中學生的中下水平，見中德中學生科學能力調(diào)查報告等資料），化學實驗要求更低（時數(shù)和要求都低，許多學校極少做甚至根本不做實驗，內(nèi)容偏重驗證，較少或根本無探究性實驗），相反，我國中學化學教學中，對基本概念的要求過高（過多地追求嚴格的定義與相互關系），化學計算要求高（可能與我國學生數(shù)學能力十分突出，在國際中學生中一直處于領先地位的文化傳統(tǒng)有關），更要命的是，不論知識的重要與否，都過分強調(diào)其對思維能力的訓練價值，常常對一些于形成科學整體認識及基本概念系統(tǒng)不十分重要的知識，也要作思維訓練的無謂“拔高”，大運動量練習，以至千錘百煉，早起晚睡，疲于奔命。我們化學競賽力圖在面對少數(shù)優(yōu)秀學生的中學化學教學中改變這種面貌。
最后需要討論的是：如果初賽的知識水平基本上維持在《化學讀本》的水平競賽基本要求作相應修改），各省、市、自治區(qū)從初賽優(yōu)勝者中選拔出來的選手（4-6人）在約2個月的業(yè)余省級培訓期間能否達到?jīng)Q賽試題對知識基礎的要求，能不能在決賽中取得優(yōu)勝，并進入國際集訓隊，乃至出國，更期望出國必拿金牌榮歸？對此問題要從四個方面思考。一是初賽后的各級競賽（包括決賽）的知識基礎定位在哪里？二是這些競賽的試題是否確實體現(xiàn)這種定位，既不太高，也不太低？三是大家對這些競賽的試題的知識基礎如何理解？四是初賽優(yōu)勝者能否在各競賽前不長的時間里從初賽的知識基礎發(fā)展到它們所需的知識基礎？這需要大家都從實際出發(fā)，共同來討論協(xié)商，形成比較一致的意見。
我們一直堅持，國內(nèi)的各級競賽必須注意給自己定位，一級比一級高，不要混為一談。初賽得優(yōu)勝者再根據(jù)決賽的水平進行備戰(zhàn)，有2個月的時間，決賽試題原理水平盡管高于初賽，如熱力學基礎、動力學基礎、電化學基礎等，競賽文件里寫得很清楚，只是大學一年級上學期部分內(nèi)容的水平，對初賽優(yōu)勝者而言，僅比通常大學生早學半個多學期，決賽試題中的描述性化學知識，仍然以基本知識為度，而且考察重點仍然是學生的學習能力和對原理的初步應用能力，因此，2個月的備戰(zhàn)時間，肯定是來得及的，大可不必提前學習。本書正是基于這種考慮專為化學競賽的初賽學生備戰(zhàn)編寫的，不涉及決賽的知識點。過去的某些決賽試題確實存在要求過高的現(xiàn)象，隨著競賽的發(fā)展必將調(diào)整過來。決賽試題的水平在于，考察出決賽優(yōu)勝者有能力去參與國家隊的選拔，有能力去學習國際競賽預備題來備戰(zhàn)國際競賽，并非意味著不經(jīng)學習和培訓就能參加國際競賽。決賽后我們將根據(jù)國際競賽預備題組織決賽優(yōu)勝者進行學習和備戰(zhàn)，時間長達6個月，完全沒有在此前達到這些該學習的知識和該達到的能力。
最后，筆者認為，值得指出的是，不應忘記競賽的四目的—— 一普及，二探索，三促進，四選拔（見競賽章程）。前三個目的影響是深遠的，但不顯見，后一個目的卻是顯見的，振奮人心。我們又認為，不能過分強調(diào)并片面追求應試者逐級被選拔出來到國際競賽上去拿金牌。想拿金牌本身不是壞事，否則我們不必組隊參加一年一度的國際競賽，但若只把目標瞄準參加國際競賽得金牌，而且對該目標只與個人或?qū)W校的名利掛鉤，目標就不夠崇高，動機就不甚純正，就有可能走向反面。再說，由于國際競賽參賽隊數(shù)目猛增，特別是來自亞洲的參賽隊，跟我國有相近的文化背景和價值取向，特別重視獲得金牌，許多參賽隊，如美國隊，過去成績不佳，近年大有長進，這些因素就必然使金牌分散，不會像過去那樣集中，我國參賽選手得到金牌比過去難得多了，因此，以為只要出國競賽必能得到金牌的老經(jīng)驗已經(jīng)過時。
