人教版初中化學教材習題編制的研究

李焱 喬國才 孫成林 張颯

摘? ?要：基于《義務教育化學課程標準（2011年版）》、現(xiàn)行的人教版教材、全國各地的中考試題研究，對人教版教材習題的編制提出“堅持學科核心素養(yǎng)立意，落實立德樹人根本任務”“創(chuàng)設真實情境，體現(xiàn)化學學科的社會價值”“科學設置問題任務，促進學生科學思維的發(fā)展”和“強化科學探究與實踐，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力”等建議，希望能為人教版化學教材習題的設計與研究提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：初中化學;習題編制;立德樹人;真實情境;科學思維;科學探究

中圖分類號：G633.8? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1009-010X（2022）05-0004-04

習題是教材的重要組成部分，可評價學生對知識技能的掌握、科學思維的發(fā)展、核心素養(yǎng)的落實等情況，也便于教師及時了解學生的學習狀況以調(diào)整教學策略，進而可有效實現(xiàn)“教—學—評”一體化。現(xiàn)行的義務教育人教版化學教材中的“練習與應用”欄目具有凸顯社會價值、關(guān)注信息素養(yǎng)、強調(diào)實驗探究、體現(xiàn)知識的漸進性和注重知識的基礎(chǔ)性、關(guān)注檢測的全面性等特點?！读x務教育化學課程標準（2011年版）》指出：“教材要重視習題的創(chuàng)新，要設計一些開放題與實踐題，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。”基于上述認識，筆者及課題組成員通過深入研討，對人教版教材習題的編制提出以下幾點建議，以期能為人教版化學教材習題的設計與研究提供一些參考。

一、堅持以學科核心素養(yǎng)立意，落實立德樹人的根本任務

學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn)，也是學生通過課程學習而逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。義務教育化學學科核心素養(yǎng)包括化學觀念、科學思維、科學探究與實踐、科學態(tài)度與責任四個方面。

化學教材是實現(xiàn)化學課程的重要載體，也是實施化學教學的主要資源之一。而習題作為教材的重要組成部分，是課堂教學的延續(xù)和補充。因此在編寫習題的過程中必須精選真實陌生的情境素材作為習題命制的載體，并科學設置問題任務，強化科學探究與實踐，由此讓學生在完成習題的過程中理解和鞏固所學知識，繼而認識化學對社會發(fā)展的重要貢獻;同時積極關(guān)注人類面臨的與化學有關(guān)的社會問題，由此樹立強烈的社會責任感和科學的世界觀、人生觀和價值觀;并在完成習題的過程中引導學生充分運用科學方法、科學思維解決實際問題，以有效提高學生解決實際問題的能力，進而可促進學生化學學科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

二、創(chuàng)設真實情境，體現(xiàn)化學學科的社會價值

化學源于生活，服務于社會?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017年版）》中強調(diào)：“習題設計應具有情境性，應以學生已有的經(jīng)驗為基礎(chǔ)，創(chuàng)設生動合理的問題情境，引導學生關(guān)注人類面臨的與化學有關(guān)的社會問題，提高學生運用化學知識解決問題的能力，培養(yǎng)學生的社會責任感、參與意識和決策能力?！边@體現(xiàn)在習題設計上，就是將化學學科為人類做出的貢獻、化學科技的進步、生態(tài)環(huán)境的改善等方面的內(nèi)容作為情境，然后基于真實的情境設計任務解決型習題，如此能拓寬學生的認知、加強理論知識與實踐的聯(lián)系、提高學生的問題解決能力，進而可培養(yǎng)學生正確的價值觀。

（一）習題情境素材的來源

化學作為一門基礎(chǔ)的自然學科，與很多領(lǐng)域都有著密切的聯(lián)系，在習題編制中可選擇的情境素材也非常豐富，主要有以下幾個方面：

1.基于生活實際的情境素材，涉及到食品、交通、醫(yī)藥、材料、能源、環(huán)境等諸多領(lǐng)域。例如我國為控制“溫室效應”提出的“碳達峰”“碳中和”，就是關(guān)乎當今人類生存環(huán)境的重大事件。以此為情境素材命制習題，既具有時代性，又能讓學生感受到自己肩負著改善全球生態(tài)環(huán)境的重任，如此可激發(fā)學生奮發(fā)學習的內(nèi)驅(qū)力。

2.基于化學史的情境素材，包括物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)史、化學理論的發(fā)展史、化學科學技術(shù)史等。例如盧瑟福α粒子轟擊金箔的散射實驗，教師可引導學生根據(jù)實驗信息分析判斷原子的結(jié)構(gòu)，這一方面能培養(yǎng)學生證據(jù)推理的科學思維，另一方面能培養(yǎng)學生的科學精神和態(tài)度。

3.基于我國傳統(tǒng)文化的情境素材，包括我國古代的造紙術(shù)、指南針、火藥、印刷術(shù)四大發(fā)明，以及絲綢、陶瓷、金屬冶煉等傳統(tǒng)技藝。例如我國最早的原始青瓷距今已有4200年的歷史;西漢時期的《淮南萬畢術(shù)》中就有記載“曾青得鐵則化為銅”的濕法煉銅原理。甚至我國古詩詞中也蘊含著一些化學知識，如明代于謙的“千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑。粉身碎骨渾不怕，要留清白在人間?！痹撛姼杞栌檬沂軣岱纸鉃檠趸}、氧化鈣與水生成氫氧化鈣、氫氧化鈣與二氧化碳生成碳酸鈣三個反應，來表達詩人英勇無畏、堅貞不屈的高潔志向。又如“千淘萬漉雖辛苦，吹盡黃沙始到金”借金的性質(zhì)隱喻詩人的高尚情操。將我國古代的科學技術(shù)和絕美詩句作為習題的情境素材，不僅能讓學生體會到生活處處有化學，還能引導學生感受到生活時時有詩意，體會到我國文化的博大精深，進而萌發(fā)出一種家國情懷——熱愛生活，熱愛祖國，為生活的美好，為祖國的強大而奮發(fā)讀書。

4.基于化學實驗的情境素材，包括化學物質(zhì)的制備、物質(zhì)性質(zhì)實驗、趣味實驗、家庭小實驗和小魔術(shù)等，此外還包括教材實驗的改進與創(chuàng)新等。比如通過“燒不著的手帕”“掌中火”“水中燃燒的魔棒”等趣味小魔術(shù)探究燃燒的條件;通過大象牙膏探究過氧化氫的分解;基于教材實驗的創(chuàng)新與改進……將這些實驗作為編制習題的情境素材，一是可以激發(fā)學生學習化學的興趣;二是可以啟發(fā)學生思考，加深學生對相關(guān)知識的理解;三是可以引導學生基于基礎(chǔ)知識，通過分析實驗信息，進行證據(jù)推理，得出實驗結(jié)論，如此可提高學生的科學探究及創(chuàng)新意識。

（二）習題編制情境素材的創(chuàng)設

命制情境化試題的三個關(guān)鍵要素是立意、情境和設問，其中立意是試題考查的知識，體現(xiàn)在試題情境和設問當中。設問是建立在試題情境基礎(chǔ)之上的，所以情境素材的篩選和創(chuàng)設是命制情境化試題的關(guān)鍵步驟。如圖1所示是基于情境編制習題的思路。

在篩選習題的情境素材時應遵循教育性、真實性、科學性、時代性和適切性的原則，尤其應特別注意教育性原則。義務教育階段的化學課程是學生學習化學的啟蒙課程，擔負著引導學生樹立正向認識化學學科價值觀的重任。因此在教材習題情境素材的選擇上要盡量篩選能幫助學生認識化學在科學發(fā)展進程中為人類生活變得更加美好而做出的貢獻，并盡量減少那些負面的情境素材。比如二氧化碳雖然是目前全球氣候變暖的主要因素，但二氧化碳在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生活中的作用應該被人們熟知，且我們國家為控制溫室效應提出的“碳達峰”“碳中和”政策，以及目前科學家們?yōu)閷崿F(xiàn)“碳達峰”“碳中和”而創(chuàng)新出的新方法、新科技，這些都應該成為命題的情境素材。這一方面能幫助學生樹立正確的學科價值觀，另一方面能幫助學生樹立為人類生活得更加美好而學好化學的美好愿望。

情境素材不僅承載著考查學生知識能力水平的功能，還肩負著拓展學生的化學視野、培養(yǎng)學生分析加工信息的能力、落實化學學科核心素養(yǎng)等任務。針對不同的功能和任務，情境素材可采用不同的形式，如辨析選擇、描述簡答、工業(yè)流程、模型建構(gòu)、實驗探究等。

在將原始材料改編為習題情境時，教師要根據(jù)學生的認知基礎(chǔ)和已有的生活經(jīng)驗優(yōu)化素材的呈現(xiàn)方式，并根據(jù)考查的知識對原始素材進行適當?shù)募庸ぬ幚?，由此可將其轉(zhuǎn)化為可利用的情境素材。對于情境素材的表達，教師應遵循目的明確、表述簡潔、邏輯清晰和難度適當?shù)脑瓌t，這一方面能為學生理解題意起到正確的引導作用，避免了因情境含糊不清而導致學生在解題過程中出現(xiàn)理解上的歧義;另一方面針對不同難度梯度的情境素材，應設計不同難度梯度的問題，這有利于評價學生的知識層次和水平。

三、科學設置問題任務，促進學生科學思維的發(fā)展

利用SOLO分類評價理論，根據(jù)“情境—問題的融合程度”，可將問題任務分為淺結(jié)構(gòu)→單點結(jié)構(gòu)→多點結(jié)構(gòu)→關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)→拓展抽象結(jié)構(gòu)5個層次，按照上述順序，問題任務的思維容量、解決難度逐漸增大。

教材習題與考試題要有所區(qū)別，即既要考慮到其對基礎(chǔ)知識的鞏固作用，又要考慮到其對學生的化學觀念、科學思維、知識建構(gòu)等方面的促進作用，所以在設計習題的問題任務時還應注意以下幾點：

1.目標的一致性。習題內(nèi)容要聚焦核心概念、突出主干知識。問題任務要與學業(yè)要求相一致，突出化學學科的認識思路和核心觀念。

2.任務的層次性。在同一個情境下，應提出具有不同層次的問題任務，即既要照顧學習水平不同的學生，又要發(fā)揮習題在知識鞏固、概念建構(gòu)、問題解決和知識遷移等多方面的價值功能。

3.思維的開放性。開放性的問題任務，可以是過程開放，也可以是結(jié)果開放，還可以是表達方式的開放。例如可通過科普閱讀、社會性議題、辯論、綜合實踐活動、實驗方案的設計等多種形式，引導學生應用所學知識，通過多種途徑、手段解決生活中的實際問題。這一方面能提升學生的社會責任感，另一方面能助力學生批判性思維的形成。

四、強化科學探究與實踐，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，因此教材習題應按教學內(nèi)容，將實驗作為一項重要內(nèi)容進行評價：

在內(nèi)容上，要以教材知識和內(nèi)容為出發(fā)點，以學生的認知基礎(chǔ)為立足點，以實驗方案的設計、儀器裝置的選擇、操作過程及注意事項、實驗現(xiàn)象及結(jié)論的表達等核心內(nèi)容為評價點。

在素材上，一是要對教材的重點實驗進行考查;二是可將一些趣味實驗的設計作為實驗習題，如此既能鞏固知識，又能激發(fā)學生的學習興趣;三是可將一些實驗改進與創(chuàng)新設計作為實驗習題，如圖2所示是2021年《化學教育》第3期發(fā)表的“還原氧化銅”的創(chuàng)新實驗，山東濰坊2021年中考試題便以此為情境編制實驗試題，如此既能考查相關(guān)核心知識，又能很好地考查學生綜合運用知識解決新問題的能力;四是利用現(xiàn)代科學技術(shù)（如數(shù)字化傳感技術(shù)等）的實驗更有利于培養(yǎng)學生基于證據(jù)的推理能力，也更能體現(xiàn)學習內(nèi)容的時代性。

在形式上，應設計多元化的實驗習題，例如選擇辨析、填空簡答、方案設計與評價、實驗探究、項目式研究等等，其既可以是科學探究流程中的某個環(huán)節(jié)，又可以是科學探究的全過程。

綜上可知，教師應重視實驗內(nèi)容，并圍繞核心知識精選實驗素材，進而設計出多樣化的實驗習題，以此引導學生利用所學知識解決實驗問題，并充分發(fā)揮實驗的教學功能。同時引導學生在探究中理解化學知識、掌握科學方法、發(fā)展科學思維和科學態(tài)度，如此可培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

總之，教材習題的編制必須符合課程目標及內(nèi)容的要求，并以學科核心主干知識為載體，以學科核心素養(yǎng)為主導，以聯(lián)系實際、注重實踐、促進能力發(fā)展為主線，全面而有層次性地檢測學生的學習狀況，同時促進學生在知識、觀念、思維、能力等方面的進一步發(fā)展和化學學科核心素養(yǎng)的形成。

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