基于有限教學的化學習題設計

摘 要：化學習題是中學化學的重要組成部分，基于有限教學的概念、特點、作用進行化學習題的設計，使中學化學習題的難度、容量度、偏離度和創新，開放性等有機結合。有限教學的的思想應深入每一個化學教師的腦海里，使化學習題的設計能夠做到不偏不倚、有依有據、，遵循適度原則，這也是中國深遠文化中的“中庸”思想。只有這樣，才能使學生在做習題的時候更好地發揮其主體性，使學生的創新能力得以提高，使之對學習化學的興趣更加濃厚。

關鍵詞：有限教學;化學習題;創新;適度原則

0 前言

有限教學到今日為止，已有不少學者對其進行了研究。有限教學最早來源于一篇博文的啟發，福建師范大學的陳麗琴在她的碩士論文中提出了“有限教學思想”，讓許多的學者，教師對有限教學的本質產生了對其探究的興趣。有限教學的研究是為了讓學生能更輕松，更高效地學習，對其研究的徹底性將有利于學生的全面發展，中學化學的順利進展，有著不一般的意義所在。目前對于有限教學的研究，國內相對比較成熟，主要是對“中庸”思想在教學方面的探討，即對于有度的把握程度;而國外也早有人涉及到有限教學的研究，只是說法不一樣而已，澳大利亞心理學家約翰·斯威勒（John Sweller）提出認知負荷理論，也就是要合理地利用有限的認知能源，學生的學習受到認知能力的限制。那么何為有限教學？筆者在有限教學的基礎上進行化學習題設計的研究，自然要對有限教學這一詞含義有著自己的見解。化學習題是化學教學的重要部分，對于化學習題的最佳成果還有待研究，雖然已有不少的研究者已提出了非常有參考價值的觀點。目前，對于化學習題的分析，如何更好地設計化學習題，以及在化學習題設計時應該注意的事項等，在研究領域上已取得了不錯的成果。但是這些研究大多是以習題論習題，沒有一個新的突破，化學習題的設計道路是寬廣的，我們不能只往一條道走，因為走遠了就有可能是死胡同，所以我們需要不斷地研究，尋找更多的道路、思維方法來為教學做貢獻。在研究者的不辭辛苦地努力下，雖然化學習題的設計有很大的改觀，但是仍存在一些較為棘手的問題，比如習題類型不新穎、取材過舊、容量過大、難度系數把握不當、難以符合課程標準等。有限教學思想作為一個新的概念，已經慢慢被學者們所認可，如果能在有限教學的基礎上進行化學習題設計，則兩者如虎添翼，將會發展地更快、更好。如果能清楚認識到化學習題設計受到哪些限制，設計過程中哪些應該被限制，哪些限制應該被突破，那么習題的設計也會事半功倍，這也是研究此課題的意義所在。如果我們能尋找出化學習題設計中的各種因素，制定出一條人人都能接受的規律，那么我們就可以在理論的基礎上去實踐、去探討出最有利于學生的習題設計方案，課題的研究迫不及待，需要不斷地努力與付出。

1 有限教學

1.1何為有限教學

有限教學指的是在教學目標框定的空間內、教學因素的限定下教學實施所具有的自由程度，是以一種動態的、整體的、綜合的方式和多角度審視教學中的復雜性 [1][2]。“有限”一詞顧名思義是指事物發展有所限制，即對范圍，數量或時間長短有所限制的;亦可以理解為有條件的、在空間和時間上都有一定限制的、有始有終的東西，相對于無限而言。有限教學則表明了教學活動中受到諸多因素的影響與控制，如新課程改革的制約，學生的認知水平，教師本身的教學素質，學校的設備水平等等。正因如此，教學活動要基于有限教學，中學化學習題設計更應該要在有限教學的基礎上進行，做到有始有終，有理有節，把握一個適度原則，使化學習題促進學生的全面發展。

1.2有限教學的特色所在

有限教學具有有度性、簡約性、全面性和生動性等幾個重要的特點。

眾所周知，凡事都有一個度，所謂度即是保持事物的質的量的范圍、程度、和限度。無獨有偶，有限教學也有度的規定，在有限的教學環境中，我們需要制定出一整套正確的、合理的、高效的教學方案，遵循適度原則。化學課標修訂的原則中也提到“嚴格控制課程內容的容量和難度”[3]。一切以學生為中心，在因材施教思想的基礎上，使我們教學的難度，容量等適合學生的最佳發展，所以說有限教學具有有度性。正是教學有一個度，所以我們只求最簡最精，把枯燥無味的內容簡約化，把抽象難懂的內容形象化，使課堂更加有條有理，使學生更能理解透化學知識。因此教師要對教學目標、教學方法等掌握精確，所以說有限教學具有直觀性。學生的學習水平各有不同，我們需要兼顧共同發展，既要注重每個學生各個方面的發展，也要注重全體學生的共同發展，所以說有限教學具有全面性。新課改以來，我們更加注重以人為本的教學思想，教師能愉快地授課，學生能愉快地聽講，在有限的課堂上創造出無限可能，體驗從有限到無限的愉悅，所以說有限教學具有生動性。

2 化學習題設計有限性的體現

學生在化學學習中運用理論知識分析和解決實際問題，主要不是生產、生活或科學技術中的現實問題，而是化學習題[4]。也就是說學生在課堂上所學的知識點很難真正在生活生產中運用和實踐，大多數還是得靠習題訓練加以復習和鞏固。在有限教學的基礎上進行習題設計能夠起到事半功倍的效果，兩者的關系大致可表示如下。

2.1化學習題的“難度” —難易適度

1983年由美國哈佛大學心理學家霍華德·加德納提出的多元智能理論認為：人類的智能是多元化的。一樣的道理，在不同的年齡階段、不同的班級、或是同個班級的不同學生，其學習不同的科目，同一科目的不同知識點的學習能力和水平都是有所差異的。這就使得習題的設計遇到了“難度”的把握程度的一大難題，對于水平較高的學生，如果習題太過于簡單，則會使他們覺得枯燥無味，毫無興趣，自然也就不利于他們的能力得到進一步發展，遏制了他們的進步;而對于水平較差的學生，如果習題太過于復雜難懂，則會令他們望而生畏，不敢嘗試，害怕做了浪費時間不說，更是又一次地打擊了其自信心，自然不能奢求他們能對化學有多大的學習樂趣。

化學難度的設計需要有度，即對于難度的把握要講究適度原則，既不能太過也不能不及。對于化學習題難度的考慮應具有層次性，要根據學生學習水平的提高適當增加難度，在整張試卷中難度系數的大小也應具有層次性，一般多采取從易到難的順序。受維果茨基“最近發展區”理論的啟示，教師在布置作業的時候，應針對每一個學生發展水平，學習能力存在差異的這樣一個客觀事實，我們應努力找準每類學生的最近發展區，使我們設計出來的習題能最大程度適合每一個學生，使每個學生的能力都能有的放矢，尋找適合自己的習題，從而使自身學習能力得到最有效的發展。

[案例1]：下列說法錯誤的是（）

A.乙醇和乙酸都是家庭常用調味品的主要成分

B.乙醇和乙酸的熔點和沸點都比C2H6、C2H4的熔點和沸點高

C.乙醇和乙酸都能發生氧化反應

D.乙醇和乙酸之間能發生酯化反應，酯化反應和皂化反應互為逆反應

該題是一道高考題，答案選D，且據考后抽樣統計難度為0.377，也就是說這道題對于大部分的學生來說是一道難度較大的題，或者說得分率較低。也正是因為該題的難度較大使得其區分度很小（小于0.3），那么作為一道考核學生水平的題目意義是不大的，因為很難區分水平高和水平低的學生，所以不適合以高考試卷的形式出現的。但是卻可以在平常的習題或平常考試中設計這種題目，特別是對于學習水平較高的學生，進一步提高其化學水平和做題能力。若該選擇題放在習題中，則適合放在后兩道選擇題的位置，這也使得學生在做題的時候有一個從易到難的過程，也使得習題的設計有一個層次感，能力的提升本來就是一個循序漸進的過程。這道題得分率較低的原因可能是對C和D不確定，有機知識在高中是作為選修模塊，知識點擴展較少，學生對于有機物的化學反應不熟悉甚至有的不了解。如果是對于水平較差的班級或年紀，則可對該題稍作修改，比如把C選項改為：乙醇和乙酸都是有機化合物，則難度降低，區分度能有所提高。對于不同的學生水平，設計出來的習題難度也要因人而異，能夠對癥下藥，因材施教。

2.2化學習題的“容量度” —分量適宜

澳大利亞教育心理學家約翰·斯威勒（John Sweller）于20世紀80年代最早提出了認知負荷理論。他認為，認知負荷就是將特定工作加之于學習者認知系統時所產生的負荷[5]。讓我們明白了學生在學習的時候其工作記憶容量是有限的，這就使習題的設計受到習題量的限制，我們都知道現在的中學生需要讀將近十門的功課，沒有了主次之分，每門課程都是重點也都需要精通，都有很多的作業要做，所以如果化學這門課程布置的習題量超出其他課程很多的話，必定會使得學生產生嚴重的超負荷現象，使他們的生理和心理都遭受到嚴重的挫傷，最后落得個事倍功半的下場。當然，習題量也不能太少，要讓學生的理論知識得到訓練和鞏固，畢竟習題是化學教學中的重要部分，如果習題量不夠學生練習，單靠上課的理論知識是往往不夠的。

因此說對于化學習題量的設計也要講究一個度，即適度原則。習題設計應講究簡潔性，死記硬背，題海戰術的時代應成為過去，讓化學習題更加精益求精，精心挑選新習題，貫徹新課程標準理念，倡導以人為本，讓學生在習題中可持續發展。習題設計時之所以要精益求精不僅是為了減負，更為了高效[5]。習題設計時追求精簡完美，不僅僅可以減輕學生負擔，同時也是提高學生學習效率的一個好途徑。只有這樣我們才能做到一舉兩得，能讓學生愉快的并且輕松地掌握各個知識點是我們所追求的結果。我們既要減輕學生的內在負荷也要減輕學生的外在負荷，也就是作為教師我們要精心設計每一道習題也要優化我們的教學設計。認知負荷過低或過高都不利于學生的全面發展，習題不是越多越好，而是要有典型性，避免難、繁、偏、舊的習題出現。在現階段結合學生的課程的特點，我們更應著重考慮降低學生的認知負荷，減輕其學生負擔，讓學生在最有效的時間內掌握最多的知識，充分發揮其學習激情，提高學習效率。

[案例2] 設nA為阿伏伽德羅常數的數值，下列說法正確的是（）

A.1mol甲苯含有6nA個C-H鍵

B.18gH2O含有10nA個質子

C.標準狀況下，22.4L氨水含有nA個NH3分子

D.56g鐵片投入足量濃H2SO4中生成nA個SO2個分子

[ 案例3] NA表示阿伏伽德羅常數，下列敘述正確的是（）

A.1molFeI2與足量氯氣反應時轉移的電子數為2NA

B.2L0.5mol·L-1硫酸鉀溶液中陰離子所帶電荷數為NA

C.1molNa2O2固體中含離子總數為4NA

D.丙烯和環丙烷組成的42g混合氣體中氫原子的個數為6NA

案例2和案例3都是考核有關物質的量與阿伏伽德羅常數的知識點，答案分別為B和D，屬于同種類型的題目。為了降低學生的認知負荷，我們需要設計好習題的容量，特別是在這個學生學習負擔大、壓力大的時代，能減少習題量盡量減少。像這樣的兩道習題，在平常布置作業或者試卷中，則不宜在同一次習題布置中同時出現。作為習題，案例2和案例3本身已經達到了簡單有力，能牢牢套住重點，突顯習題設計的簡約性。認知負荷理論（CLT）重在提高復雜認知任務的學習效率，實際教學中應關注影響學生認知負荷的因素，盡可能減少不必要的認知負荷，以保證學生達到最大限度的發展水平[7]。

2.3化學習題的“偏離度” —不偏不倚

我們都知道不管是化學還是其他科目的教學設計，都受到了教學目的的限制，響應新課程的改革。同理，化學習題的設計也要緊緊圍繞著新課程標準中所提出的三維目標，習題不僅是為了鞏固所學章節的知識與技能，也是體驗過程與方法的一個手段，同時也可以培養學生樹立正確的情感態度與價值觀。每一次的習題都有針對性，例如對于一個章節的習題來說，不能停留在過去的幾個章節而沒有加入新內容，也不能太過于超綱，不管是哪一種都不能使得學生得到好的訓練，對于習題設計的“偏離度”要拿捏得恰到好處，不然只會恰得其反。

“偏離度”一詞的說法不是死板的，而是具有靈活性的。化學習題的設計要做到不偏不倚，要做到兩點，一是整體性，二是延伸性。整體性是要考慮學生的學習水平、課程的內容涵蓋面等等，做到不缺不漏，嚴謹有加。延伸性是結合課外知識，習題的形式可以有所改變，延伸性不是超綱，而是一種開闊學生視野，拓展思維能力的有效途徑。

[案例4]下列廣告語中，你認為不科學的是（）

A.食用含碘食鹽可預防甲狀腺腫大。

B.使用含氟牙膏可預防齲齒。

C.本飲料由天然物質配制而成，絕對不含化學物質。

D.經衛生部檢驗合格的礦泉水中含有少量對人體有益的礦物質，是一種健康飲料。

該案例答案為C，案例4看似背離了化學課本里的理論知識，但實際上卻是化學習題延伸性的一種表現，雖然課本里沒有選項中的原句，但是每個選項的內容卻都和化學知識點息息相關。這不僅考查了學生的化學水平，同時能培養學生對生活、健康多一份關注和了解，鍛煉學生的解題能力，激發對化學學習的興趣。但是本題的知識點較寬泛，不集中，考查的是化學的綜合知識運用，若要放在小章節之后，則比較適合放在鹵族元素講完之后的習題布置中，這樣也比較有針對性。作為綜合性題型，最好是放在階段性考試如期末考、或者中考試卷中。把化學知識用不同的形式出現，彰顯化學習題的樂趣，延伸至各個領域，使化學和各類學科緊密相關。習題設計做到不偏不倚，達到最佳效果，才是真正為了學生好。

3 有限教學對化學習題設計的啟示

俗話說無規矩不成方圓，每一個事物都有它的規則，而化學習題設計所要遵循的一個原則就是要尊重有限教學。有限教學是提供化學教學教師在實施化學課程時候的指導思想，主要流程可以根據“有限的分析→有限的選擇←→有限的利用→有限的升華”進行[8]。我們正是從有限教學中啟發，了解到化學習題設計也是有限教學的一部分，它的設計過程也受到一系列因素的制約。有限教學講究對有限的分析、選擇、利用、甚至到有限的突破和超越，所以化學習題設計也應該沿著這條思路進行。中國幾千年來的“中庸智慧”在有限教學中表現的淋漓盡致，做事要遵循適度原則，同樣對于化學習題的設計，由以上所描述那樣，至少受到“難度”“容量度”“偏離度”等制約，也要做到難易適度、不偏不倚、分量適宜。化學習題的設計不是不著邊際，隨意發揮的，如果沒有一個參考值，則會使得其沒有上限也沒有下限，使習題設計陷入混亂。有些東西是有限的，有些東西又是無限的，對于有限的我們要把握尺度，對于無限的則要竭盡全力。化學習題的形式改造、習題的創新、設計者的能力等都是無限的，我們要在有限的基礎上突破，設計出最完美的習題。

4 有限教學的習題設計中的無限

雖說現在是素質教育的時代，但老師們多少還是擺脫不了以往那種應試教育的束縛，這就很可能使得設計出來的習題沒有新意，常出現一些偏題、難題、怪題。習題的設計受到諸多因素的制約，在某些方面不能大展拳腳，但是對于習題的質量，對習題設計的不斷探索與進步卻是無底線的，沒有限度的，只會有人嫌棄質量太差的習題，沒有人會對完美無瑕的習題有任何意見。在有限的條件下設計出具有開放性的、探究性的、靈活性的創新型習題，讓創新的思維沒有限制，這也和《普通高中化學課程標準》所要求的相一致。一切以學生為主體，用不同的習題發展不同學生的創造力，編制的習題要有助于學生發現并提出問題，要鼓勵學生深入探究思考和擴展，最終解決化學問題，這就有必要在習題中增加討論題、思考題、開放題和實踐題的比例。

4.1化學習題設計要具有開放性

化學習題的設計要融入科學方法的要素[9]。習題的最終歸宿不是教師而是學生，老師是主導，學生是主體，習題設計要具有開放性，可行性，方能解放學生的思維。開放性不是胡編亂造﹑任意的，而是具有針對性，有目的的為培養學生的能力而設計的，使教與學具有愉悅性。題目的答案可以不再唯一，而是可以多個答案選最佳，答題的方式也不僅僅停留在以往的單獨完成，而是可以采取多人合作，互相探討的方式解決一系列的化學問題。例如下面一道題

[案例5]日常生活中，人們常根據物質的物理性質或化學性質區別某些物質，現有下面三組物質，請利用他們的性質區別開來。

（1）白酒和白醋

（2）汽油和水

（3）鐵和銅

習題要具有多樣性、豐富性，學科之間可以互相滲透，帶動各個學科一同發展，這樣的習題也是學生較為感興趣的，另外，聯系時事熱點出題也能取得不錯的效果，一方面讓學生知道化學的重要性，另一方面還能讓學生多多了解社會情況，培養他們的社會責任感等。同樣，可以對同一道習題進行改編，換湯不換藥，一題多練能更好得鞏固學生的知識基礎，也是鍛煉學生應變能力的一個好方法，培養學生對同個知識的不同考核方式能應變自如。

[案例6] 把1.15g鈉放入水中，使100個水分子中有一個鈉離子，反應后水的質量為多少？

[變化1]把1.15g鈉放入多少克水中，才能使100個水分子中有一個鈉離子？

[變化2]6.2g氧化鈉溶于多少克水中，才能使每10個水分子含有一個鈉離子？

5.2化學習題設計要具有探究性

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[10]。新課標倡導要以發揮學生的主觀能動性為主，要增加探究性習題的數量，讓學生能夠參與到問題的提出、方案的設計、解決問題的具體步驟中來，獲得在課本上所不能學習到的重要能力和知識。探究性習題要具有真實性、科學性，與生活、生產中的問題緊密相關，融入到實際問題當中。不過，現在大多數的學生害怕這種沒有標準答案的習題，首先是沒有思路，再者也不夠自信，當然，從理論到實踐需要一個過渡，我們更應該提供這樣的平臺給學生。一份好的探究性習題，不僅能培養學生的動手能力，友好的團隊精神，創新的思維能力，更能激發學生對學習化學的興趣。

總之，習題的設計雖受到諸多因素的限制，但是教師和學生的能力是無限的，使教與學都具有愉悅性是我們所期待的。習題的質量和數量與學生和教師的關系重大，對于習題的創新設計刻不容緩，進一步的研究，還需要我們共同努力。

參考文獻

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[3]教學最佳時機研究博客.訪王祖浩教授“化學教育課程標準修訂：立足提升學生的科學素養”[EB/OL]http：//blog.sina.com.cn/s/blog_9e60861a01011dxj.html，2012-03-15.

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[11]周青，單旭峰，王軍翔.學教育測量與評價[M].北京科學出版社，2011，231-260

作者簡介：

林秀茹（1992年9月生），女，漢，福建漳州人，碩士研究生，中學化學教師.