《化学：概念与应用》专题作业设计分析及启示

王素珍

摘要：美同高中化学教学使用的主流教材《化学：概念与应用》中专题作业设计颇有特色，体现在习题的组成类型丰富、功能明确；内容注重情境、体现联系；关注探究、发展能力等方面。分析美国教材专题作业的设计，可以得到关丁教材专题作业设计的一些有益启示。

关键词：化学教材；美国高中；作业设计；文本分析

文章编号：1005 - 6629（2015）5 - 0079 - 03

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

美国高中化学所使用的主流教材ChemistryConcepts and Application[1]（中文版书名为《化学：概念与应用》[2]的专题作业设计很有特点。在此以第17章“电化学”为例，对专题作业设计进行分析。

1 专题作业结构

作业是学生理解和巩固所学知识，发展应用知识能力，形成问题解决意识和创新精神的重要载体，是课程内容的组成部分，是课堂教学的延续和补充[3]，美国高中主流化学教材《化学：概念与应用》的编写者对习题的编写给予了特别关注。

为帮助学生理解和巩固所学知识，发展应用知识能力，教材“电化学”专题作业设计中，设置了“专题练习”，分理解概念、应用概念、复习回顾、理性思维、科技写作、解决问题等栏目，以本专题的教学内容为载体，涉及基础知识、实验设计、知识的社会应用、研究性课题等多个方面，具体如表1所示。

2 专题作业特点

分析专题作业，除注重巩固学习内容外，还注重发展学生的科学探究、发散性思维等能力，体现学科与社会的联系。

2.1 注重情境，体现联系

STSE教育理念强调科学、技术、社会、环境的关系，强调科学技术在社会生产、生活中的应用，强调教育要以保护人类赖以生存的环境和保持当今社会的可持续发展为出发点，培养学生参与、交流、合作、适应、决策以及探究与创新能力[4]。教材“电化学”习题编制中，渗透了大量直接体现STSE理念的习题，具体如表2所示。

这些习题突出化学与社会生产、生活的联系，通过创设真实情境，实现化学教学在人文、经济等方面的多重教育价值。如第23题：在设计下列电器所用的电池时，需要考虑哪些因素？a）手电筒；b）心脏起博器；c）助听器；d）玩具车….

这题涉及生活、医学方面等多方面知识，学生解答时，需要考虑多个方面的影响因素。手电筒的电池需要体积小、重量轻、携带方便；心脏起博器的电池应具有生物相容性，安全、使用寿命长；助听器的电池体积应特别小；玩具车的电池应具备强度大、可重复充电、无毒性、价格便宜等优点。

通过解答这一习题，学生了解到不同大小、形状、强度的现代电池正不断走人人们的生活，它们可以满足人们的不同需求。激发学生思考如何开发新电池产品、改良产品性能等问题。上述习题都依赖真实的情境设计，既能考查学生的化学基础知识、基本技能的掌握情况，还能考查学生运用化学知识解决生活、生产和社会中的化学问题，作出正确判断的能力，同时形成知识服务于生活、社会的价值观。

2.2 利用专题性探究，培养科学探究意识

教材“电化学”专题练习中将贴近学生生活的专题性探究习题渗透到各个栏目中，而且非常注意趣味性、多样性、可操作性。如第34题：丹尼尔电池是由英国人约翰·弗雷德里克·丹尼尔1836年研制出的早期电池。查阅相关资料，分析丹尼尔电池与伏打电池相比所具有的优势，并说明丹尼尔电池在当代社会的应用情况。

这是一道“科技写作”题，学生首先需要查阅资料了解两种电池的电极材料特点、介质成分、电池的结构等多方面的知识，从电池效率、输出电压高低、使用寿命等几个方面进行比较，思考丹尼尔电池比伏打电池具有的优势，以及丹尼尔电池经过后人的进一步改良在当代社会的广泛应用情况。最后对搜集的资料进行总结分析，写成小论文，并阐述自己的观点。习题不仅考察了学生对电化学知识的理解和掌握情况，更重要的是通过比较两种电池，引导学生从经济、社会、环境等方面对化学电池的使用进行深入的思考和分析，从而思考化学科学对社会经济发展的促进作用。

又如第38题：上网查阅更多有关CD生产工艺的信息，CD制作中为什么选用镍作为金属母盘材料？聚碳酸酯是用于制作CD的基础材料，请你研究—下聚碳酸酯的性质及其他主要用途（在“解决问题”栏目中）。

CD片是学生经常使用的电子产品，通过查阅相关资料，学生可以了解到，镍作为金属母盘材料是因为Ni2+/Ni的电极电势较大，易于电镀，有其突出的优势，但是金属Ni的回收是CD制作中值得研究的问题。同样查阅相关资料，学生知道聚碳酸酯是一种高分子材料，易熔融，可很方便地将数据进行刻录，同时聚碳酸酯是可降解的，利于回收利用。在研究过程中，学生不但进一步巩固了CD制作的化学原理，同时通过对CD的制作材料性质、回收利用等问题的调查研究，认识化学材料对人类生活的重要作用，化学材料的使用和环境问题之间的辨证关系，树立合理使用化学材料的观念。

将调查研究等研究性专题编人习题，有利于增强学生的问题意识，提高学生的思维能力，发挥学生的主观能动性；大大增强了习题的功能与作用，明显推动了学生在开放性的情境中，尝试用多种方法思考问题，用化学学科知识分析和解决问题。

2.3 利用开放性练习，发展创新思维能力

开放性习题是指过程开放或结论开放的练习题。如第18题：比较充电电池和常规电池的优点和缺点。此题目没有固定答案，学生可抓住某一点比较，也可以从多方面比较，但需要清晰地阐述理由。开放性习题有助于学生从多角度、多侧面、多层次地思考问题，有利于培养学生的发散思维，提高学生解决实际问题的能力；也有助于学生理解和学会应用知识，促进学生通过思考更好地掌握基础知识。

要培养学生的创新思维能力，消除思维定势，必须采用开放式教学。改变传统习题中问题情境、知识要素、思维过程等比较单一和封闭的模式，创设多样化的非线性的问题情景，使学生思维系统通过与这些开放性问题相互作用后，形成多样化的、由不同思维要素组成的、开放的、非线性的思维系统，培养学生探索性学习态度和创新思维能力。

3 对作业设计的启示

通过对美国高中化学主流教材《化学：概念与应用》中“电化学”专题作业设计的分析，可以得到一些对教材专题作业设计的有益启示。

3.1 丰富作业类型

《普通高中化学课程标准（实验）》中实施建议部分明确指出“教科书编写时要注意开发新的题型，增加思考题、讨论题、实践题和开放题的比例；编写的习题应有助于学生发现和提出问题；要鼓励学生深入生活实际，调查、咨询或进行实验，最终解决化学问题；要鼓励学生综合运用已学知识，从不同角度、不同层次进行思考，创造性地解决问题。[5]”为了帮助学生掌握上面所说的各方面技能，没有什么比给学生提供一定量的、类型丰富、多层次、模块化的、具有指导性的练习更为行之有效了。因此，在编写教材的专题作业时，应适当增大量，同时丰富作业类型。

3.2 重视开发不同类型习题的应用价值

不同类型的习题对巩固知识、发展学生的科学素养和创造能力有不同的作用。我国化学教材中专题作业多以知识巩固练习为主，只有极少量的思考设计题。《化学：概念与应用》的专题作业设计时注重采集“趣味化学”、“生活化学”等信息，利用信息编制各个类型的习题，并且编制过程中将侧重点放在知识的运用上。各类型习题有一半以上是与日常生活活动、社会使用性技术等有密切关系的探究活动题。这些习题为学生提供综合运用所学知识参与社会活动的机会，使知识技能在迁移运用中得到不断的巩固和提升。因此，在编写教材的专题作业时，一方面要开发不同类型的习题，另一方面要注重开发各类型习题背后的内涵和潜在作用。

3.3 增加小课题、小论文和专题性活动习题

编写以开放性的情境和典型社会事件等为背景、以培养学生探究和白主解决问题能力为目的的习题，培养学生的科学素养及科学研究能力，如小课题、小论文、专题活动、以化学实验为背景的实践作业等。当然，这些开放性作业对不同层次的学生的完成要求可以不同。学生可根据自己的学习情况进行选择，自主地跳过某些练习题，完成最适合自己的某个主题的习题。

总之，在编写教材习题时，可借鉴美国编写教材的思想方法，汲取美国教材合理的内容，加强对习题的类别、目的定位等的研究，探索其在科学素养形成过程中的教学功能。

参考文献：

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

[2]王祖浩等译.化学：概念与应用[M].杭州：浙江教育出版社.2003

[3][4]陆真，杜娟，郁云.加拿大高中化学教材习题编制的比较分析[J].化学教学，2009，（4）：52～55

[5]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003： 40