化學(xué)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(xué)化學(xué)系 文章作者：吳國慶
全國化學(xué)競賽的根本出發(fā)點(diǎn)是推動(dòng)中學(xué)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钡膬群茇S富，跟“智力”不太好分清。有人認為智力包括觀(guān)察力、記憶力、思維力和想象力四個(gè)主要表現形式。有人認為智力可分成音樂(lè )智力、言語(yǔ)智力、邏輯-數學(xué)智力、身體運動(dòng)智力、空間感受智力、人際交流智力、個(gè)人內在智力七種。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(lèi)、綜合、歸納、演繹等，非邏輯能力包括想象、聯(lián)想、直覺(jué)、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(xué)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(wèn)時(shí)從大腦中提取已有知識得快不快，而是考察應試者的觀(guān)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、理解新情景顯現的信息，提出解決問(wèn)題的方案、戰略和策略，形成知識、發(fā)展知識，達到考察應試者學(xué)、識、才三者統一的水平。
“學(xué)”不僅包括對前人知識的掌握，還包括個(gè)人的經(jīng)驗；“識”是見(jiàn)識、洞察力、是看清和把握方向，進(jìn)行判斷和抉擇；“才”是才能，是能力，包括認識能力和實(shí)踐能力兩個(gè)方面，特別是在認識和實(shí)踐中的創(chuàng )造力。我們化學(xué)競賽的試題還強調考察應試者具有的對化學(xué)學(xué)科特有的分子三維立體結構的空間想象能力或者說(shuō)空間感受能力，考察化學(xué)實(shí)驗能力和科學(xué)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(guān)注化學(xué)知識的前沿發(fā)展，化學(xué)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)展及其他學(xué)科發(fā)展的關(guān)系和科學(xué)與社會(huì )發(fā)展——人類(lèi)進(jìn)步、經(jīng)濟發(fā)展、生活質(zhì)量提高、環(huán)境改善的關(guān)系以及社會(huì )輿論中與化學(xué)有關(guān)的熱點(diǎn)問(wèn)題的認識、態(tài)度、判斷能力、價(jià)值取向等。
競賽重點(diǎn)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(lái)，全國高中學(xué)生化學(xué)競賽初賽 [1]試題的知識水平（包括作為學(xué)生參賽前已知的具體化學(xué)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(xué)生參賽，也有利于吸引學(xué)生參賽，是今后初賽的方向（初賽基本內容的文件也有必要通過(guò)幾年試用后進(jìn)行相應修改，刪去過(guò)多的非中學(xué)化學(xué)知識點(diǎn)）。鑒于教育部已作出決定，凡數理化生物信息五科相當于化學(xué)初賽的競賽優(yōu)勝者有被保送上大學(xué)的資格，這就要求競賽試題的質(zhì)量及競賽實(shí)施操作的科學(xué)性、嚴密性、合理性更高，更規范化。賽題是否恰當，應對賽后反饋進(jìn)行科學(xué)分析后才能作出正確的評估，筆者個(gè)人的粗淺議論，只為拋磚引玉，供大家研究討論。
化學(xué)競賽的知識水平是否應當完全以中學(xué)化學(xué)教材一致？始終存在爭論。我們的看法是，化學(xué)競賽是一種課外活動(dòng)，其知識水平應當源于中學(xué)化學(xué)及其他中學(xué)學(xué)習到的科目的知識，但要適當高于中學(xué)化學(xué)教材水平。高多少？這個(gè)“度”要大家共同來(lái)討論，難以用一根固定的尺子來(lái)量。我們的基本思想是，參加競賽的應當是優(yōu)秀中學(xué)生，應當在中學(xué)教師的指導下開(kāi)展細水常流的課外活動(dòng)，加上自身的努力，獲得超過(guò)中學(xué)課本的知識，因而競賽知識不應局限于中學(xué)課本。例如，我們主張學(xué)生應當有常見(jiàn)元素的基本知識。
所謂“常見(jiàn)”，不能拿中學(xué)課本來(lái)衡量。例如，銅，中學(xué)課本里連單獨一節都未設置，但你能說(shuō)它不常見(jiàn)嗎？人類(lèi)社會(huì )經(jīng)歷了相當長(cháng)的“青銅時(shí)代”，足以證明銅是“常見(jiàn)元素”。又如鉻，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗室里就有許多含鉻的試劑，課本里說(shuō)到強氧化劑時(shí)常提到重鉻酸鉀，有機化學(xué)、分析化學(xué)（容量分析）里也經(jīng)常用，說(shuō)明它是常見(jiàn)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(jià)和化合物及其最基本的性質(zhì)是不過(guò)分的，不能被指責為“大學(xué)內容”。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(xué)化學(xué)知識，但高考試題已經(jīng)作為信息給出3次，許多中學(xué)教師在上課時(shí)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(xué)老師在上課時(shí)沒(méi)提到過(guò)，也應當是優(yōu)秀學(xué)生可在課外活動(dòng)里獲得的知識。
有的老師反映，對優(yōu)秀學(xué)生，學(xué)有余力，適當、少量、有度地增加一些最常見(jiàn)最基本最主要的具體化學(xué)知識，對學(xué)生提高能力和今后求學(xué)成長(cháng)確有好處，符合“因材施教”的原則，我們絕沒(méi)有要求中學(xué)生普遍地全體地大量地在課外活動(dòng)里被“灌輸”一大堆大學(xué)化學(xué)知識。近年有的試題在體現“學(xué)得多智力不高不能占到便宜，學(xué)得適度智力高才能優(yōu)勝”的命題策略總體上比過(guò)去強，特別是降低了屬于大學(xué)化學(xué)的原理性知識的水平。
當年試題的某些知識點(diǎn)是頭年初賽題里出現過(guò)的。這樣做對不對？我們認為這樣做是對的，有利于逐年調整試題的知識水平到“適度”，有
近年初賽試題與過(guò)去相同，嘗試了“思維容量大，應答書(shū)寫(xiě)少”的特點(diǎn)。我們的試題沒(méi)有通常在高考中普遍采納的所謂客觀(guān)性試題的選擇題。選擇題具有預示答案的特征，較難考察學(xué)生面對自己不熟悉的事物通過(guò)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進(jìn)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(lái)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(xué)，學(xué)生參加全國初賽離高考還有相當長(cháng)時(shí)間，尚未進(jìn)行“大運動(dòng)量”的復習，不可能達到高考所要求的應試速度。
教育部有關(guān)單位強調，具有保送資格的學(xué)生的人數要與該省、市、自治區參加明年高考的人數相關(guān)，也要與參加本次競賽的人數相關(guān)，參加此次競賽人數少了，等于自動(dòng)放棄被保送上大學(xué)的學(xué)生名額。有的同志說(shuō)，我們不稀罕這種保送，你給保送名額我們的學(xué)生也不去，即便這是實(shí)情，也與通過(guò)全國初賽吸引學(xué)生、促進(jìn)教學(xué)、探索道路、選拔學(xué)生的競賽宗旨向背離。
化學(xué)競賽初賽試題有一種試題可以稱(chēng)為“科學(xué)謎語(yǔ)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(shí)，大自然就是一部巨大的謎書(shū)�！按笞匀煌岩恍┥羁痰臇|西隱藏起來(lái)，只讓人們見(jiàn)到表面或局部的現象，有時(shí)甚至只給一點(diǎn)暗示�！保ㄒ�(jiàn)《科學(xué)發(fā)現縱橫談》王梓坤，北師大出版社，1993，第41頁(yè)）我們制作的化學(xué)謎語(yǔ)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(gè)燈謎的謎面是：“南面而坐，北面而朝，像憂(yōu)而憂(yōu)，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(shí)，100個(gè)人同時(shí)猜謎，也只有幾個(gè)人真正能理解謎面，猜出謎底。我們制作的化學(xué)謎語(yǔ)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(gè)未知知識的信息，猜謎人的智力強弱表現在能否用已有的知識（包括與謎底不一定直接相關(guān)的具體的描述性的化學(xué)知識、與信息相關(guān)的中學(xué)化學(xué)學(xué)到的基本概念和基本原理）來(lái)理解這些信息，對這些信息進(jìn)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(xué)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(shí)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(guò)，我們認為，由于這類(lèi)試題像通常猜燈謎一樣，得出結論的人不會(huì )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(xué)過(guò)程中，貴在告訴學(xué)生，我們不能事事時(shí)時(shí)對事物的原因窮追不舍，似乎越細節越好。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，繼續問(wèn)下去可以，需要更寬闊深厚的知識背景，其中不乏尚未開(kāi)辟的處女地。追究解釋的試題學(xué)生們心中無(wú)底的應答情況，很可能正暴露了我們教學(xué)中對認識的層次把握得不好，沒(méi)有把認識的層次說(shuō)清楚。東方人的思維偏重抽象、籠統、整體、理性，西方人思維偏重具體、詳實(shí)、部分、感性，最明顯的例子是中醫理論與西醫理論。這是長(cháng)期的文化傳統的積淀。
我們學(xué)習來(lái)自西方的科學(xué)，有些人誤解為事事時(shí)時(shí)應對細節窮追不舍，而不顧自己的知識背景是否夠得上繼續深入細節，忘記對事物的認識抽象與具體、籠統與詳實(shí)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(lái)越感興趣，這應引起我們的深思。如今我國的中學(xué)科學(xué)教育，不是細節太少，反而是從細節上升到對科學(xué)通用概念和整個(gè)系統的認識過(guò)少。這不等于說(shuō)應該滿(mǎn)足對事物原因的籠統認識，對事物原因逐步深入是科學(xué)的根本所在，我們不應該滿(mǎn)足于對事物哲理化的籠統解釋?zhuān)粦谏形催_到一定知識背景時(shí)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(xué)上更應重視。教學(xué)中應將學(xué)生知識背景尚不足以深入的細節留給學(xué)生今后去達到，開(kāi)個(gè)窗口，而不必作籠統抽象或者用過(guò)分哲理化的所謂“解釋”來(lái)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(xué)創(chuàng )造的潛質(zhì)。相反，不顧背景知識的水平而過(guò)多地沉迷于似是而非的“解釋”將使學(xué)生不知所措。我們常常聽(tīng)到有的學(xué)生無(wú)可奈何地說(shuō)：“真理掌握在老師手里”。這應引起深思。
我國中學(xué)化學(xué)與大多數國家專(zhuān)為培養上大學(xué)學(xué)理工科的在中學(xué)里的大學(xué)預科生的中學(xué)化學(xué)相比（請參見(jiàn)經(jīng)過(guò)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(diǎn)：中學(xué)化學(xué)總時(shí)數較低（指對準備上大學(xué)學(xué)理工科的學(xué)生），基本化學(xué)事實(shí)少（無(wú)論元素化學(xué)還是有機化學(xué)），基本原理涉及的概念少（如動(dòng)力學(xué)基礎、熱力學(xué)基礎、電子云、立體化學(xué)、平衡常數、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(shí)際過(guò)少（我國中學(xué)生的面對社會(huì )實(shí)際問(wèn)題表現出來(lái)的科學(xué)能力只處于國際中學(xué)生的中下水平，見(jiàn)中德中學(xué)生科學(xué)能力調查報告等資料），化學(xué)實(shí)驗要求更低（時(shí)數和要求都低，許多學(xué)校極少做甚至根本不做實(shí)驗，內容偏重驗證，較少或根本無(wú)探究性實(shí)驗），相反，我國中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，對基本概念的要求過(guò)高（過(guò)多地追求嚴格的定義與相互關(guān)系），化學(xué)計算要求高（可能與我國學(xué)生數學(xué)能力十分突出，在國際中學(xué)生中一直處于領(lǐng)先地位的文化傳統有關(guān)），更要命的是，不論知識的重要與否，都過(guò)分強調其對思維能力的訓練價(jià)值，常常對一些于形成科學(xué)整體認識及基本概念系統不十分重要的知識，也要作思維訓練的無(wú)謂“拔高”，大運動(dòng)量練習，以至千錘百煉，早起晚睡，疲于奔命。我們化學(xué)競賽力圖在面對少數優(yōu)秀學(xué)生的中學(xué)化學(xué)教學(xué)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(xué)讀本》的水平競賽基本要求作相應修改），各省、市、自治區從初賽優(yōu)勝者中選拔出來(lái)的選手（4-6人）在約2個(gè)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(jìn)入國際集訓隊，乃至出國，更期望出國必拿金牌榮歸？對此問(wèn)題要從四個(gè)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(shí)體現這種定位，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(cháng)的時(shí)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(shí)際出發(fā)，共同來(lái)討論協(xié)商，形成比較一致的意見(jiàn)。
我們一直堅持，國內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)勝者再根據決賽的水平進(jìn)行備戰，有2個(gè)月的時(shí)間，決賽試題原理水平盡管高于初賽，如熱力學(xué)基礎、動(dòng)力學(xué)基礎、電化學(xué)基礎等，競賽文件里寫(xiě)得很清楚，只是大學(xué)一年級上學(xué)期部分內容的水平，對初賽優(yōu)勝者而言，僅比通常大學(xué)生早學(xué)半個(gè)多學(xué)期，決賽試題中的描述性化學(xué)知識，仍然以基本知識為度，而且考察重點(diǎn)仍然是學(xué)生的學(xué)習能力和對原理的初步應用能力，因此，2個(gè)月的備戰時(shí)間，肯定是來(lái)得及的，大可不必提前學(xué)習。本書(shū)正是基于這種考慮專(zhuān)為化學(xué)競賽的初賽學(xué)生備戰編寫(xiě)的，不涉及決賽的知識點(diǎn)。過(guò)去的某些決賽試題確實(shí)存在要求過(guò)高的現象，隨著(zhù)競賽的發(fā)展必將調整過(guò)來(lái)。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(xué)習國際競賽預備題來(lái)備戰國際競賽，并非意味著(zhù)不經(jīng)學(xué)習和培訓就能參加國際競賽。決賽后我們將根據國際競賽預備題組織決賽優(yōu)勝者進(jìn)行學(xué)習和備戰，時(shí)間長(cháng)達6個(gè)月，完全沒(méi)有在此前達到這些該學(xué)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(jìn)，四選拔（見(jiàn)競賽章程）。前三個(gè)目的影響是深遠的，但不顯見(jiàn)，后一個(gè)目的卻是顯見(jiàn)的，振奮人心。我們又認為，不能過(guò)分強調并片面追求應試者逐級被選拔出來(lái)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(gè)人或學(xué)校的名利掛鉤，目標就不夠崇高，動(dòng)機就不甚純正，就有可能走向反面。再說(shuō)，由于國際競賽參賽隊數目猛增，特別是來(lái)自亞洲的參賽隊，跟我國有相近的文化背景和價(jià)值取向，特別重視獲得金牌，許多參賽隊，如美國隊，過(guò)去成績(jì)不佳，近年大有長(cháng)進(jìn)，這些因素就必然使金牌分散，不會(huì )像過(guò)去那樣集中，我國參賽選手得到金牌比過(guò)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(guò)時(shí)。
