《化學：概念與應用》專題作業設計分析及啟示

王素珍

摘要：美同高中化學教學使用的主流教材《化學：概念與應用》中專題作業設計頗有特色，體現在習題的組成類型豐富、功能明確；內容注重情境、體現聯系；關注探究、發展能力等方面。分析美國教材專題作業的設計，可以得到關丁教材專題作業設計的一些有益啟示。

關鍵詞：化學教材；美國高中；作業設計；文本分析

文章編號：1005 - 6629（2015）5 - 0079 - 03

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

美國高中化學所使用的主流教材ChemistryConcepts and Application[1]（中文版書名為《化學：概念與應用》[2]的專題作業設計很有特點。在此以第17章“電化學”為例，對專題作業設計進行分析。

1 專題作業結構

作業是學生理解和鞏固所學知識，發展應用知識能力，形成問題解決意識和創新精神的重要載體，是課程內容的組成部分，是課堂教學的延續和補充[3]，美國高中主流化學教材《化學：概念與應用》的編寫者對習題的編寫給予了特別關注。

為幫助學生理解和鞏固所學知識，發展應用知識能力，教材“電化學”專題作業設計中，設置了“專題練習”，分理解概念、應用概念、復習回顧、理性思維、科技寫作、解決問題等欄目，以本專題的教學內容為載體，涉及基礎知識、實驗設計、知識的社會應用、研究性課題等多個方面，具體如表1所示。

2 專題作業特點

分析專題作業，除注重鞏固學習內容外，還注重發展學生的科學探究、發散性思維等能力，體現學科與社會的聯系。

2.1 注重情境，體現聯系

STSE教育理念強調科學、技術、社會、環境的關系，強調科學技術在社會生產、生活中的應用，強調教育要以保護人類賴以生存的環境和保持當今社會的可持續發展為出發點，培養學生參與、交流、合作、適應、決策以及探究與創新能力[4]。教材“電化學”習題編制中，滲透了大量直接體現STSE理念的習題，具體如表2所示。

這些習題突出化學與社會生產、生活的聯系，通過創設真實情境，實現化學教學在人文、經濟等方面的多重教育價值。如第23題：在設計下列電器所用的電池時，需要考慮哪些因素？a）手電筒；b）心臟起博器；c）助聽器；d）玩具車….

這題涉及生活、醫學方面等多方面知識，學生解答時，需要考慮多個方面的影響因素。手電筒的電池需要體積小、重量輕、攜帶方便；心臟起博器的電池應具有生物相容性，安全、使用壽命長；助聽器的電池體積應特別小；玩具車的電池應具備強度大、可重復充電、無毒性、價格便宜等優點。

通過解答這一習題，學生了解到不同大小、形狀、強度的現代電池正不斷走人人們的生活，它們可以滿足人們的不同需求。激發學生思考如何開發新電池產品、改良產品性能等問題。上述習題都依賴真實的情境設計，既能考查學生的化學基礎知識、基本技能的掌握情況，還能考查學生運用化學知識解決生活、生產和社會中的化學問題，作出正確判斷的能力，同時形成知識服務于生活、社會的價值觀。

2.2 利用專題性探究，培養科學探究意識

教材“電化學”專題練習中將貼近學生生活的專題性探究習題滲透到各個欄目中，而且非常注意趣味性、多樣性、可操作性。如第34題：丹尼爾電池是由英國人約翰·弗雷德里克·丹尼爾1836年研制出的早期電池。查閱相關資料，分析丹尼爾電池與伏打電池相比所具有的優勢，并說明丹尼爾電池在當代社會的應用情況。

這是一道“科技寫作”題，學生首先需要查閱資料了解兩種電池的電極材料特點、介質成分、電池的結構等多方面的知識，從電池效率、輸出電壓高低、使用壽命等幾個方面進行比較，思考丹尼爾電池比伏打電池具有的優勢，以及丹尼爾電池經過后人的進一步改良在當代社會的廣泛應用情況。最后對搜集的資料進行總結分析，寫成小論文，并闡述自己的觀點。習題不僅考察了學生對電化學知識的理解和掌握情況，更重要的是通過比較兩種電池，引導學生從經濟、社會、環境等方面對化學電池的使用進行深入的思考和分析，從而思考化學科學對社會經濟發展的促進作用。

又如第38題：上網查閱更多有關CD生產工藝的信息，CD制作中為什么選用鎳作為金屬母盤材料？聚碳酸酯是用于制作CD的基礎材料，請你研究—下聚碳酸酯的性質及其他主要用途（在“解決問題”欄目中）。

CD片是學生經常使用的電子產品，通過查閱相關資料，學生可以了解到，鎳作為金屬母盤材料是因為Ni2+/Ni的電極電勢較大，易于電鍍，有其突出的優勢，但是金屬Ni的回收是CD制作中值得研究的問題。同樣查閱相關資料，學生知道聚碳酸酯是一種高分子材料，易熔融，可很方便地將數據進行刻錄，同時聚碳酸酯是可降解的，利于回收利用。在研究過程中，學生不但進一步鞏固了CD制作的化學原理，同時通過對CD的制作材料性質、回收利用等問題的調查研究，認識化學材料對人類生活的重要作用，化學材料的使用和環境問題之間的辨證關系，樹立合理使用化學材料的觀念。

將調查研究等研究性專題編人習題，有利于增強學生的問題意識，提高學生的思維能力，發揮學生的主觀能動性；大大增強了習題的功能與作用，明顯推動了學生在開放性的情境中，嘗試用多種方法思考問題，用化學學科知識分析和解決問題。

2.3 利用開放性練習，發展創新思維能力

開放性習題是指過程開放或結論開放的練習題。如第18題：比較充電電池和常規電池的優點和缺點。此題目沒有固定答案，學生可抓住某一點比較，也可以從多方面比較，但需要清晰地闡述理由。開放性習題有助于學生從多角度、多側面、多層次地思考問題，有利于培養學生的發散思維，提高學生解決實際問題的能力；也有助于學生理解和學會應用知識，促進學生通過思考更好地掌握基礎知識。

要培養學生的創新思維能力，消除思維定勢，必須采用開放式教學。改變傳統習題中問題情境、知識要素、思維過程等比較單一和封閉的模式，創設多樣化的非線性的問題情景，使學生思維系統通過與這些開放性問題相互作用后，形成多樣化的、由不同思維要素組成的、開放的、非線性的思維系統，培養學生探索性學習態度和創新思維能力。

3 對作業設計的啟示

通過對美國高中化學主流教材《化學：概念與應用》中“電化學”專題作業設計的分析，可以得到一些對教材專題作業設計的有益啟示。

3.1 豐富作業類型

《普通高中化學課程標準（實驗）》中實施建議部分明確指出“教科書編寫時要注意開發新的題型，增加思考題、討論題、實踐題和開放題的比例；編寫的習題應有助于學生發現和提出問題；要鼓勵學生深入生活實際，調查、咨詢或進行實驗，最終解決化學問題；要鼓勵學生綜合運用已學知識，從不同角度、不同層次進行思考，創造性地解決問題。[5]”為了幫助學生掌握上面所說的各方面技能，沒有什么比給學生提供一定量的、類型豐富、多層次、模塊化的、具有指導性的練習更為行之有效了。因此，在編寫教材的專題作業時，應適當增大量，同時豐富作業類型。

3.2 重視開發不同類型習題的應用價值

不同類型的習題對鞏固知識、發展學生的科學素養和創造能力有不同的作用。我國化學教材中專題作業多以知識鞏固練習為主，只有極少量的思考設計題?！痘瘜W：概念與應用》的專題作業設計時注重采集“趣味化學”、“生活化學”等信息，利用信息編制各個類型的習題，并且編制過程中將側重點放在知識的運用上。各類型習題有一半以上是與日常生活活動、社會使用性技術等有密切關系的探究活動題。這些習題為學生提供綜合運用所學知識參與社會活動的機會，使知識技能在遷移運用中得到不斷的鞏固和提升。因此，在編寫教材的專題作業時，一方面要開發不同類型的習題，另一方面要注重開發各類型習題背后的內涵和潛在作用。

3.3 增加小課題、小論文和專題性活動習題

編寫以開放性的情境和典型社會事件等為背景、以培養學生探究和白主解決問題能力為目的的習題，培養學生的科學素養及科學研究能力，如小課題、小論文、專題活動、以化學實驗為背景的實踐作業等。當然，這些開放性作業對不同層次的學生的完成要求可以不同。學生可根據自己的學習情況進行選擇，自主地跳過某些練習題，完成最適合自己的某個主題的習題。

總之，在編寫教材習題時，可借鑒美國編寫教材的思想方法，汲取美國教材合理的內容，加強對習題的類別、目的定位等的研究，探索其在科學素養形成過程中的教學功能。

參考文獻：

[1]John S Phillips， Victor S Strozak，Cheryl WistromChemistry Concepts and Applications. CJlencoe/McGJraw-Hill， 2008

[2]王祖浩等譯.化學：概念與應用[M].杭州：浙江教育出版社.2003

[3][4]陸真，杜娟，郁云.加拿大高中化學教材習題編制的比較分析[J].化學教學，2009，（4）：52～55

[5]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003： 40