论化学习题的科学性及影响因素

赵倩 马宏佳

论化学习题的科学性及影响因素

赵倩 马宏佳*

（南京师范大学课程与教学研究所化学与材料科学学院江苏南京210097）

从科学和科学性界定入手，结合化学教育领域中科学性的多重语境，分析化学习题的科学性内涵及习题科学性与知识阶段性和教学可接受性的关系。

化学习题；科学性；阶段性；可接受性

化学习题既是化学学习的重要内容，又是化学学习评价的工具之一。化学习题的科学性与知识建构的阶段性和知识教学的可接受性三者密切相关，相互制约，是化学教学研究的基础性问题之一。本文试图从科学和科学性界定入手，结合化学教育领域中科学性的多重语境，分析化学习题的科学性内涵及习题科学性与知识阶段性和教学可接受性的关系。

一、关于科学和科学性

“科学”一词源于拉丁文Scientia，本意是知识和学问［1]。但随着时代的发展，科学一词的多义性及其本身的复杂性逐渐显现。英国的罗吉尔·培根最早对科学本质发表看法，指出“科学就是推理加经验”［2]。达尔文则把“科学”定义为整理事实，从中发现规律，做出结论［3]。乔治·萨顿则视“科学”为系统的、实证的知识，或在不同时代、不同地方所得到的被认为是这样的东西［4]。我国1982年版的《简明社会科学词典》指出：“科学是关于自然、社会和思维的知识体系，是社会实践经验的总结，并在社会实践中得到验证和发展［5]。1999年版的《辞海》定义“科学”为运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系［6]。以上关于科学的界定尽管说法不一，但可概括为两种基本认识：从静态或理论方面看，科学是关于自然、社会和思维各个领域事物的具体规律性知识的理论体系。从动态的活动过程来看，科学是一种人类探索客观事实和规律的知识体系的研究活动。简单说来，科学就是一种认识，既包括对规律的描述，又包括对规律的发现过程。

“科学”与“科学性”是相关但不同的两个概念。科学性是科学与真理的吻合程度。科学追求真理但不等同于真理，是揭示真理的主要形式［7]。人类不断在实践中获得的对自然和人类自己的认识，这种认识是由浅入深、由局部到整体不断深化和完善的，是不断接受客观事实检验的，是需要扬弃和进化的。因此，科学性是以一定条件为判断前提的。人类对自然等诸多领域的许多问题只能不断接近事物发生发展的本来面貌，不可能实验还原。

二、化学教育领域中科学性的多重语境

化学教育领域中的“科学性”既有与一般意义上科学性一致的内涵，又有其使用的多重语境及独特指代。通过对相关文献资料的查阅，笔者发现教育领域中科学性主要在以下几个方面：

1.作为教学原则之一的科学性

《教育大辞典》将科学性作为教学原则之一进行解释，要求概念的表述、所作论证及事实的引述须准确严谨;教会学生掌握发现问题、分析问题、验证理论的科学方法，并为学生正确掌握知识创造条件;培养学生实事求是、尊重科学的态度［8]。在此，科学性不仅指教学内容反映客观规律性，在知识上准确严谨，而且指教学方法、教学组织形式遵循教育学、心理学原理，以符合教学规律要求的内容、方法、组织形式进行教学。简言之，作为教学原则的科学性判断标准是双重的：学科的和教学的。

2.作为命题原则之一的科学性

科学性也是命题的重要原则之一。化学命题的科学性是指问题设计必须符合客观事实，所涉及的事实、知识和思想、方法必须是真实的，符合科学规律的，在化学问题解决中所倡导的情感、态度与价值观的导向是正确的［9]。特级教师屈直［10]指出，科学性原则首先是指试题和练习题必须做到在所涉及的知识方面，科学性是正确的和准确的。其次，试题和练习题在引导学生的思维方面，思想方法也必须是科学的、正确的。简言之，科学性是化学命题所涉及的三个目标维度——知识、方法与情感均要符合客观规律。

3.作为教材编写原则之一的科学性

科学性要求化学教材必须传递正确的自然科学知识，在学科知识上不能出错误，同时要体现科学的自然观和方法论［11]。《全日制义务教育化学课程标准(实验稿)》也提出了同样的要求，“教材编写要符合学生的思维发展水平”，“教材编写必须研究学生的学习心理，利用一些可读性强的情景材料和实验激发学生的学习兴趣。语言要生动活泼，通俗易懂，既富有感召力，又不失科学性。”［12]即对教材编写而言，科学性要求教材内容符合学科知识，编写方式符合学生的思维发展水平和学习心理。

综合上述观点，不同的研究者对于不同语境中的科学性的定义是不相同的，但不同中又存在共性。教学、命题、教材都有其自身规律，相应的科学性就是与这些规律的符合程度。我们可以说：科学就是规律本身，科学性是与规律的符合程度。以教学为例，它本身有其客观规律，教学的科学性就是教学涉及的方方面面要符合教学规律，化学命题与教材编写亦如此。科学的内涵可界定为科学知识、科学方法和科学精神三个方面［13]。对化学而言，科学知识即化学学科知识;科学方法即探究化学学科知识的具体手段和过程，如归纳演绎、假设验证等;科学精神则是体现在化学学科知识和方法中的思想或理念，如勤于思考、严谨求实、勇于创新等。而化学习题的科学性则还需要考虑教学的规律和认知的规律。

三、化学习题科学性的含义

化学习题是在化学教学中要求学生解决的化学问题。化学习题的科学性是习题与学科、教学和认知规律的吻合程度。从学科角度说，化学习题的科学性可以从科学知识、科学方法、科学精神三个方面来理解。即化学习题的科学性要求所涉及学科知识准确严谨、对学生的方法技能要求适切合理、对学生情感态度价值观引导积极正向。从教学角度说，习题的科学性要求便教易学，有恰当的教学定位和明确的教学功能。从认知的角度说，习题的科学性要求激趣诱学，有合适的认知层次和丰富的表现手法。

在学科角度上，从学科内容层面考查习题的科学性是习惯而自然的，但从科学方法和科学精神层面追求习题的科学性在相当程度上是被忽视和悬置的。人们对化学习题科学性的分析首先会考查学科知识是否准确严谨，即化学习题涉及的内容与化学学科知识的吻合程度。这是因为学科知识是载体，载体有问题，一切科学方法或科学过程、科学精神等都失去了依托，无从谈起。也因为学科知识的对错判断标准明确清晰，便于操作。事实上，试题编制者主观上总是追求习题内容与学科知识的一致性，并以此强调化学作为自然学科的特征——通过确定的事实和严密的逻辑来构建学科体系［14]的。然而，化学本身的一些特征，如化学概念的抽象性、化学事实的复杂性、化学规律的模糊性、化学理论的矛盾性常使得化学习题学科知识层面的科学性受到争议。从科学方法和科学精神层面追求习题的科学性在相当程度上是被忽视和悬置的。因为这些内容通常是内隐的而不是外显的，也因为习题编制者自己的学习过程中并未受到这方面的训练和培养。所以在新课程强调知识技能、过程方法、情感态度价值观的三维教育目标氛围里，习题在科学方法和科学精神层面的科学性被悬置了，成为人人都知道需要，又不知道怎样做到的一件事。

在教学和认知角度上，习题科学性在理论研究上是粗浅的，在实践中是扭曲的。理论上的粗浅很大程度上缘于研究教学和认知的人化学知识不足、研究化学的人教学和认知理论不够。实践中的扭曲则与评价机制密切相关。考什么教什么、靠题海长分数是其最常见的例证。化学习题是辅助化学教学，帮助学生理解和掌握化学知识、促进学生发展的重要形式。化学习题学科上的科学性再好，如果不与教学规律或认知规律匹配，不能算是科学的。一道化学习题设计得再严密、与学科知识一致性再好，学生读不懂、理解不了，对教学而言仍是不成功的。因此，我们需要全面考查习题的科学性。不考虑学科知识的特征、脱离学生的实际情况来谈化学习题的科学性是没有任何意义和价值的。

四、影响化学习题科学性的因素

影响化学习题科学性的因素众多，但基本可概括为两类：知识的阶段性和教学的可接受性。前者体现化学学科知识属性和结构对习题科学性的制约，后者反映教学原则和学生认知规律对习题科学性的规范。

1.处理好科学性与知识阶段性的关系

化学是自然科学的一个分支，总体上说知识的逻辑结构是垂直型的。其知识体系的构建是有层次的，从低级到高级、从简单到复杂递进式的，难以跳跃或从中间切入。比如：必须先有元素符号，才能有分子式;有了分子式，才能有化学方程式。这不同于社会科学的扁平化知识结构，比如世界历史，可以先学美国史，也可以先学英国史。

如果进一步细分，化学知识的逻辑结构又是垂直、扁平、再垂直的。基础教育阶段初高中化学知识是垂直型的;大学中的化学知识平行程度增加，无机、有机、分析、物化、结构基本各自成垂直体系，相互却几乎是平行关系;到研究生阶段化学知识的平行度更加明显，催化、纳米、金属、生化、胶体、电化学各成一专门邻域，邻域内再建立相应的层次结构。可以说是垂直与平行螺旋上升的。

基础教育中的化学，处于第一层次的垂直通道，处理好科学性与知识阶段性的关系就要仔细分析化学知识的层级结构，厘清概念性知识的上下位关系，区分原理性知识的由来与应用，并在此基础上找到精确与近似的阀域、发现妥协与穿越的极限。

美国心理学家布鲁纳认为，人类记忆的首要问题不是储存而是检索，而检索的关键在于结构组织［15]。如果学生头脑中的知识结构组织有序、系统良好、层次分明，在一定的剌激下就能被激活，需要时就会成功地被提取或检索，在解决问题的过程中，在同化与顺应的作用下，完成知识组织的扩展与深化。在此观点的基础上，考虑到知识的系统性和学生的认知水平，化学知识不可能一次性呈现在学生的面前，而必须经过几次扩充才能得以完善。也就是说，化学知识是阶段性呈现的。但知识的阶段性和阶段性呈现又不是一个意思，二者分别服从科学的逻辑和认知规律，深刻分析这些概念的内涵和作用机制，是处理好科学性与知识阶段性的关系的前提;实现科学的逻辑和认知规律的协调，是处理好科学性与知识阶段性的关系的终极目标。

2.处理好科学性和教学可接受性的关系

教学可接受性是教学规律或学生认知规律的反映。可接受性是要求教学内容的深度与广度以及采用的教学方法要适合学生的知识水平与智力发展水平，即让学生力所能及。通俗地说可接受性要回答是否便于教和是否利于学的问题。因此，教学可接受性的内涵将涉及启发性、直观性、互动性等教学原则，涉及学习动机、学习兴趣、知识建构等认知规律。教学可接受性往往是隐形的，也是标准多元的，与特定的教师、学生等密切相关。

科学性与教学可接受性是相互联系、相互制约的，但二者的地位并不等同。首先，与教学可接受性相比，科学性必须占首位，这是由化学科学本身的严密性所决定的。在科学性上是否有失误，是教学中对和错的问题;而在可接受性上是否处理得当，一般来说是教学效果优和劣的问题。其次，二者的评价标准不相同。从是否失误的客观标准来看，科学性的标准比较明确，而可接受性的标准具有较大的弹性：同样的习题，对中上等学生是简单的，对差生可能是难以接受的。

化学习题的科学性是受知识阶段性和教学可接受性影响的。人们一般采取的措施是对科学性作出适当的有意退让。但需要注意的是，这种有意退让与科学性失误是有原则性区别的。前者是一种事先约好的简化、回避和迂回，是为了教学中适应学生的知识水平和接受能力而在一定条件下的相对严谨，还是能够自成体系、自圆其说的;而后者则是与化学规律相悖的错误，是在教学中必须避免的。

处理好化学习题的科学性与知识阶段性及教学可接受性之间的相互联系，是非常值得深入研究的课题，研究此课题既是发展习题教学理论的需要，也是改善习题教学实践的需要。

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［3]史娟萍.浅议科学划界［J].牡丹江大学学报，2009，（9）

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