高中必修模塊化學習題的設計分析

摘要:新課程改革需要新型的、更有效的化學習題。本文把化學習題歸納為應用型、探究型、開放型、活動型和綜合型五種類型，并舉例進行了分析。

關鍵詞:化學習題;習題分類;習題設計

文章編號:1005-6629(2010)09-0026-05 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B

化學習題的設計不僅僅是習題編制者的任務與責任，教師在平時的教學過程中也要重視習題的設計。化學習題的設計方法有移植法、整合法、改編法和原創法。舉例來說，教師平時給學生布置作業，這一過程其實就是化學習題設計方法中的移植法。所以，在化學教學過程中，也存在著化學習題設計的過程，教師在教學過程中能重視這一環節的話，對教學是有很大幫助的。

1應用型化學習題

化學生產和生活實際的關系非常密切。這些“生產和生活實際”包括物質在自然界的存在形式、礦物及其冶煉、工農業生產、合成材料、環境(監測)和人體健康、食品、日用品、科學實驗、化學發展史等各個方面。應用型的素材直接來源于實際，被“ 應用”的當然是化學的基本知識和原理。

應用型化學習題根據其關注面可分為關注科學前沿的化學習題、關注能源環境的化學習題、關注化工生產的化學習題和關注日常生活的化學習題等。

例1. 某化學興趣小組從小池塘中舀了一杯污水，往容器里插了一根鐵棒和一根石墨電極，上面用導線、電源連接起來，過一段時間后，污水變澄清了，底部有沉淀物。

(1)該裝置構成了_________裝置。

(2)鐵棒接在電源的______極，作______極

(3)石墨接在電源的_______極，作_____極

(4)污水變澄清的原因，請寫出電極反應式或化學方程式①_______________ ②_____________③_____________

兩根電極往污水中一插，電源一連，利用電解池原理，一個簡易的污水處理裝置就做好了。鐵棒作陽極 Fe-2e-=Fe2+，Fe2+很容易被氧化成Fe3+，Fe3+ 水解生成Fe(OH)3 膠體，與雜質聚沉，從而凈水。把化學知識活化到我們的生活中，為生活服務，讓學生覺得生活中處處有化學，處處離不開化學。讓學生用自己所學的知識去解決生活中非常熟悉的問題，學生會有成功的喜悅，也吸引著他們動手去操作，而化學知識也變得鮮活生動。

2探究型化學習題

所謂探究型化學習題就是以生活或社會中的常見問題作為化學探究的對象，圍繞問題展開探索活動，進而將問題解決。科學探究是人們獲取科學知識，認識世界的重要途徑，是新課標理念實施中的一種全新的學習方法。科學探究活動能有效激發學生對化學學習的興趣，能讓學生學會從日常生活、工農業生產、科學研究中或從化學問題的實際情景中，發現有探究價值的問題。科學探究活動可有效培養學生的實驗能力、探究能力、創新能力。因而科學探究能力也就理所當然成為高考考查的重點和熱點，但不少同學對于科學探究類試題，往往不知如何入手去解答。實際上該類問題一般來說是在同學們已有知識和經驗的基礎上設計的，只要基礎扎實，掌握了科學探究的一般步驟(科學探究的一般步驟為提出問題→猜想與假設→制定計劃→進行實驗→收集證據→解釋與結論→反思與評價→表達與交流)，可以說并不難解。

例2. 甲同學在某食品包裝袋內，發現有一個裝有白色顆粒狀固體A的小紙袋，上面寫著“生石灰干燥劑，請勿食用”。甲同學隨手將小紙袋拿出來放在空氣中，經過一段時間后，發現紙袋內的白色顆粒粘在一起成為塊狀固體B。請你與甲同學一起對塊狀固體B進行探究。

(1)猜想一:塊狀固體B中除氧化鈣外還可能有:_________、_________。

寫出白色顆粒狀固體A在空氣中轉化為塊狀固體B的化學反應方程式:_________;_________。

(2)猜想二:塊狀固體B溶于水可能有_________現象(填“放熱”或“吸熱”)。

請設計實驗方案驗證你的這一猜想(至少寫出兩種方案，如果寫出三種正確方案獎勵1分):①_________;②_________;③_________。

(3)取適量塊狀固體B加入盛有一定量水的試管中，振蕩、靜置、過濾，得到少量白色固體C。就白色固體C的成分，甲同學與乙同學進行討論，一起猜想。

甲同學認為，白色固體C可能是:氫氧化鈣;乙同學認為，白色固體C可能是:碳酸鈣;你認為，白色固體C還可能是:__________________。

請設計實驗證明你的猜想(填寫下表):

本題是一道較為典型的探究性化學習題，它的命題緊扣課標和各版本的教材，同時又對學生知識的掌握情況及思維能力、實驗設計能力、探究能力及綜合能力提出了較高的要求。它以生活中司空見慣的食品干燥劑生石灰作為試題的情景，通過分析生石灰放在空氣中變成塊狀固體的原因進行猜想和探究。事實上本題考查的仍然是知識的應用，考查的是相關物質的性質。解題的關鍵是抓住生石灰氧化鈣及其在空氣中變質后一系列物質的性質(生石灰與水反應生成熟石灰氫氧化鈣，同時放出熱;而氫氧化鈣是堿，水溶液顯堿性，并能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣和水;所生成的碳酸鈣能與稀鹽酸反應生成二氧化碳氣體)。一旦做到這一點，思維就很通暢，解題就很順手，所有設置的探究性問題也都會迎刃而解，這也是平時一再強調雙基重要性的原因，也是“問渠哪得清如許，惟有源頭活水來”的原因之所在。

3開放型化學習題

開放型化學習題是鞏固學生基礎知識和基本技能、培養學生創新能力的重要手段，是解決化學習題課效率偏低的重要方法。針對化學開放型試題答案多、變化靈、信息廣、遷移快等特點，恰當地設計開放型試題必將成為化學教學和考試改革的一個探索和研究的方向。

開放題的特點是:“答案不固定”、“條件不完備”，“解題方法不惟一”，它屬于非常規性問題。開放題的解答則可以在不同的知識和能力水平基礎上通過獨立分析、獨立思考，提出對問題的不同看法，獲得多種解題途徑，或在解題過程中建立起新的認知結構，因而無論在問題結構方面，還是在解題策略上，開放題都具有與傳統封閉題截然不同的特性。從結構形式上看，開放題具有組成要素的非完備性和解題答案的不確定性;從解答過程和解題策略看，開放題具有發散性、探究性、層次性、發展性、創新性等特性。開放性問題的解決有利于培養學生的創造性思維。

例3. 給你兩瓶均勻透明的液體，一瓶是淀粉溶液，一瓶是硫酸溶液，請你用盡可能多的方法來區別它們?

這是一道典型的內容開放題，內容開放題是指解決問題的知識不只局限于書本上的化學知識，還可能用到其他知識。解答這道習題，方法很多:比如說可以用pH試紙或者酸堿指示劑來檢測溶液的酸性;利用導電實驗來檢測溶液的導電性;用半透膜比較溶質微粒的直徑大小;利用丁達爾現象來區分膠體和溶液;通過加鋅粒或Na2CO3能產生氣體的是硫酸;加BaCl2 或Ba(OH)2溶液能產生沉淀的是硫酸;滴加碘水出現藍色的是淀粉……方法實在是太多了，可以讓學生發揮想象，提出更多的設想，大家討論一下，哪種方法最簡單可行，對于訓練學生的發散性思維極為有利。

開放型習題中還可以體現科學方法，利用類比推理等方法來解決習題，看下面一道習題。

例4.填空:

(1)Na2OCO2Na2CO3

CaO_____________

(2)NaCl天平 容量瓶

鹽酸 _____________

根據題目所給的例子，(1)所填的應該是與CaO反應的酸性氧化物，以及反應所生成的鹽，答案可以是CO2、CaCO3或SO2、CaSO3 等。(2)類比推理出所填的應該是鹽酸的量取儀器和配置溶液的儀器，根據精確度的不同要求可以是量筒、移液管或酸式滴定管以及燒杯、容量瓶等。學生用分析推理的方法可得到問題的答案。

4 活動型化學習題

在活動型化學習題的解決中，學生充分利用已有的知識，通過多種途徑收集驗證問題答案的證據，在活動中還可以學習新的知識，特別是獲得科學探究和解決問題等方面的程序性知識，因此，從某種程度上來說，活動型化學習題的解決對學生認知能力發展的促進作用是解答其他類型的化學習題所無法實現的。通過化學實驗、參觀、訪談、討論、查閱資料等活動解答化學習題，可以幫助學生在一種較為真實的情境中體驗學習的過程，掌握學習的方法，也更有利于學生學會學習。

活動型化學習題除了要關注學生在解決習題中提高學生的問題表征能力、運用已有知識的能力和選擇解決問題的策略的能力外，更需要關注在解決習題中激發學生對活動的參與熱情、強調學生在探究活動中的體驗、培養學生的合作能力和團體意識等。因此，活動型化學習題不但要注重學生解決習題的結果，更關注學生在解決習題過程中的體驗。

例5. 我們所購買的商品經常使用一些包裝材料，它們都是與化學聯系很緊密的，但是在選擇什么商品用什么包裝材料時，需要綜合考慮的因素也很多。請你就商店或超市里五花八門的包裝材料進行分析，并對包裝材料的處理從化學的角度予以分析，填寫下表:

例6. “加碘鹽”中含有KIO3，能否利用廚房里的常見物質來檢驗到底是不是加碘鹽?

廚房就是實驗室，根據學生已有的知識，KIO3要先轉化成I2，通過I2的檢驗來檢驗KIO3，在此轉化中需要還原劑和酸溶液。廚房里有食醋，再找幾片維生素C片，I2的檢驗方法我們一般用淀粉溶液，廚房里有淘米水。現成的試劑都有了，學生通過自己尋找試劑，自己設計實驗，然后自己動手，樂在其中，興趣盎然。

活動型化學題在考卷中比較少見，因為在考試過程中不可能讓學生去查閱資料、做實驗驗證等等。但是在教科書和平時的教學活動中，我們應該安排一定比例的活動型化學習題，對于鍛煉學生的能力還是大有裨益的。

活動型化學習題還要注重在習題的解決中培養學生的合作精神。活動型化學習題的解決形成了交流、討論的良好氛圍，改變了傳統習題解決以學生個體為主體的單向訓練模式，出現了教師與學生之間、學生與學生之間積極探究的平等參與關系。因此，活動型化學習題的解決不僅使學生增加了自信，還使學生深切感受到集體智慧的力量。

5綜合型化學習題

綜合型習題分兩大類，一是化學本學科內知識的綜合，如無機化學知識和有機化學知識的綜合，多種理論概念的綜合辨析，實驗條件或現象的比較等;二是多學科之間的綜合，如化學與物理學或生物學知識的綜合等。綜合型的能力要求自然比單個知識點的題目高，也是符合實際需要的。

例7. 氫氣是一種高效而無污染的理想能源，近20年來，對以氫氣作為未來的動力燃料氫能源的研究獲得了迅速發展。

(1)為了有效發展民用氫能源，首先必須制得廉價的氫氣，下列可供開發又較經濟且資源可持續利用的制氫氣的方法是( )

A. 電解水 B. 鋅和稀硫酸反應

C. 光解海水D. 以石油、天然氣為原料

(2)因氫氣易燃易爆，貯運安全極為重要。已知氫氣的燃燒熱為285.8 kJ/mol，寫出其完全燃燒的熱化學方程式:_______________________

(3)請寫出氫氣的電子式________，氫氣分子內的化學鍵是________。

這是一道化學學科綜合型化學習題，考察了熱化學方程式，經濟合理的制取方法，電子式的書寫，還考察了化學鍵的類型，一道題涵蓋了多個知識點，考察了學生的綜合能力。

跨學科的綜合題，將不同領域的知識信息雜交、融合、互補和泛化，猶如火柴和火柴盒的碰撞一樣，有助于促進學生創造力的滋生和激發。

例8. 如圖，燒瓶內濕潤的泥土中生長著幾根新鮮的柳枝，枝條旁立有一支裝有適量的氫氧化鈉溶液的小試管，瓶內充填有體積比為1∶4的氮氣和氧氣的混合氣體，瓶口緊包著一個氣球，使燒瓶剛好懸浮在玻璃缸的水中某一位置，隔一天觀察，可發現的現象________________，涉及到的化學方程式為______________________。

這是一道理、化、生綜合題，要解答這題最重要的思維是要把植物的呼吸作用、氫氧化鈉的性質與物體的浮沉條件三者不同類屬的學科知識建立相互聯系，形成一個整體認識，才能得到正確答案。加強這方面的訓練有助于學生不同思維模式的遷移與整合，使整體性的思維得到長足的發展。

例題的參考答案

例1. (1)電解池; (2)正， 陽; (3)負， 陰;

(4)Fe-2e-= Fe2+

O2+2H2O+4e-=4OH-

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

例2.(1)氫氧化鈣; 碳酸鈣

CaO+H2O=Ca(OH)2

Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

(2)放熱

將少量固體B放入小試管中，加一定量水，選擇合適量程的溫度計，測量溫度變化。

將少量固體B放入小試管中，加一定量水，試管上安上一個帶導管的膠塞，導管通入有足夠水的燒杯中，若放熱則氣體膨脹，燒杯中的導管冒氣泡。

(3)氫氧化鈣和碳酸鈣的混合物

例3. 用pH試紙或者酸堿指示劑來檢測溶液的酸性，酸性的是硫酸溶液;

利用導電實驗來檢測溶液的導電性，能導電的是硫酸溶液;

用半透膜分辨溶質微粒的直徑大小，能透過半透膜的是硫酸溶液，透不過的是淀粉溶液;

利用丁達爾現象來區分膠體和溶液，有丁達爾現象的是淀粉溶液;

通過加鋅粒或Na2CO3能產生氣體的是硫酸;

加BaCl2或Ba(OH)2溶液能產生沉淀的是硫酸;

滴加碘水出現藍色的是淀粉

例4. CO2、CaCO3 或SO2、CaSO3

量筒(移液管或酸式滴定管) 、燒杯(容量瓶)

例5.略

例6.把少量食鹽溶于水，加入幾片維生素C片劑，再加些白醋，加入淘米水，如果溶液最終變藍，說明食鹽中加了KIO3。

例7.(1)C

(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ·mol-1

(3) H∶H共價鍵

例8.氣球變小，燒瓶下浮

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O