基于有限教学的化学习题设计

摘 要：化学习题是中学化学的重要组成部分，基于有限教学的概念、特点、作用进行化学习题的设计，使中学化学习题的难度、容量度、偏离度和创新，开放性等有机结合。有限教学的的思想应深入每一个化学教师的脑海里，使化学习题的设计能够做到不偏不倚、有依有据、，遵循适度原则，这也是中国深远文化中的“中庸”思想。只有这样，才能使学生在做习题的时候更好地发挥其主体性，使学生的创新能力得以提高，使之对学习化学的兴趣更加浓厚。

关键词：有限教学;化学习题;创新;适度原则

0 前言

有限教学到今日为止，已有不少学者对其进行了研究。有限教学最早来源于一篇博文的启发，福建师范大学的陈丽琴在她的硕士论文中提出了“有限教学思想”，让许多的学者，教师对有限教学的本质产生了对其探究的兴趣。有限教学的研究是为了让学生能更轻松，更高效地学习，对其研究的彻底性将有利于学生的全面发展，中学化学的顺利进展，有着不一般的意义所在。目前对于有限教学的研究，国内相对比较成熟，主要是对“中庸”思想在教学方面的探讨，即对于有度的把握程度;而国外也早有人涉及到有限教学的研究，只是说法不一样而已，澳大利亚心理学家约翰·斯威勒（John Sweller）提出认知负荷理论，也就是要合理地利用有限的认知能源，学生的学习受到认知能力的限制。那么何为有限教学？笔者在有限教学的基础上进行化学习题设计的研究，自然要对有限教学这一词含义有着自己的见解。化学习题是化学教学的重要部分，对于化学习题的最佳成果还有待研究，虽然已有不少的研究者已提出了非常有参考价值的观点。目前，对于化学习题的分析，如何更好地设计化学习题，以及在化学习题设计时应该注意的事项等，在研究领域上已取得了不错的成果。但是这些研究大多是以习题论习题，没有一个新的突破，化学习题的设计道路是宽广的，我们不能只往一条道走，因为走远了就有可能是死胡同，所以我们需要不断地研究，寻找更多的道路、思维方法来为教学做贡献。在研究者的不辞辛苦地努力下，虽然化学习题的设计有很大的改观，但是仍存在一些较为棘手的问题，比如习题类型不新颖、取材过旧、容量过大、难度系数把握不当、难以符合课程标准等。有限教学思想作为一个新的概念，已经慢慢被学者们所认可，如果能在有限教学的基础上进行化学习题设计，则两者如虎添翼，将会发展地更快、更好。如果能清楚认识到化学习题设计受到哪些限制，设计过程中哪些应该被限制，哪些限制应该被突破，那么习题的设计也会事半功倍，这也是研究此课题的意义所在。如果我们能寻找出化学习题设计中的各种因素，制定出一条人人都能接受的规律，那么我们就可以在理论的基础上去实践、去探讨出最有利于学生的习题设计方案，课题的研究迫不及待，需要不断地努力与付出。

1 有限教学

1.1何为有限教学

有限教学指的是在教学目标框定的空间内、教学因素的限定下教学实施所具有的自由程度，是以一种动态的、整体的、综合的方式和多角度审视教学中的复杂性 [1][2]。“有限”一词顾名思义是指事物发展有所限制，即对范围，数量或时间长短有所限制的;亦可以理解为有条件的、在空间和时间上都有一定限制的、有始有终的东西，相对于无限而言。有限教学则表明了教学活动中受到诸多因素的影响与控制，如新课程改革的制约，学生的认知水平，教师本身的教学素质，学校的设备水平等等。正因如此，教学活动要基于有限教学，中学化学习题设计更应该要在有限教学的基础上进行，做到有始有终，有理有节，把握一个适度原则，使化学习题促进学生的全面发展。

1.2有限教学的特色所在

有限教学具有有度性、简约性、全面性和生动性等几个重要的特点。

众所周知，凡事都有一个度，所谓度即是保持事物的质的量的范围、程度、和限度。无独有偶，有限教学也有度的规定，在有限的教学环境中，我们需要制定出一整套正确的、合理的、高效的教学方案，遵循适度原则。化学课标修订的原则中也提到“严格控制课程内容的容量和难度”[3]。一切以学生为中心，在因材施教思想的基础上，使我们教学的难度，容量等适合学生的最佳发展，所以说有限教学具有有度性。正是教学有一个度，所以我们只求最简最精，把枯燥无味的内容简约化，把抽象难懂的内容形象化，使课堂更加有条有理，使学生更能理解透化学知识。因此教师要对教学目标、教学方法等掌握精确，所以说有限教学具有直观性。学生的学习水平各有不同，我们需要兼顾共同发展，既要注重每个学生各个方面的发展，也要注重全體学生的共同发展，所以说有限教学具有全面性。新课改以来，我们更加注重以人为本的教学思想，教师能愉快地授课，学生能愉快地听讲，在有限的课堂上创造出无限可能，体验从有限到无限的愉悦，所以说有限教学具有生动性。

2 化学习题设计有限性的体现

学生在化学学习中运用理论知识分析和解决实际问题，主要不是生产、生活或科学技术中的现实问题，而是化学习题[4]。也就是说学生在课堂上所学的知识点很难真正在生活生产中运用和实践，大多数还是得靠习题训练加以复习和巩固。在有限教学的基础上进行习题设计能够起到事半功倍的效果，两者的关系大致可表示如下。

2.1化学习题的“难度” —难易适度

1983年由美国哈佛大学心理学家霍华德·加德纳提出的多元智能理论认为：人类的智能是多元化的。一样的道理，在不同的年龄阶段、不同的班级、或是同个班级的不同学生，其学习不同的科目，同一科目的不同知识点的学习能力和水平都是有所差异的。这就使得习题的设计遇到了“难度”的把握程度的一大难题，对于水平较高的学生，如果习题太过于简单，则会使他们觉得枯燥无味，毫无兴趣，自然也就不利于他们的能力得到进一步发展，遏制了他们的进步;而对于水平较差的学生，如果习题太过于复杂难懂，则会令他们望而生畏，不敢尝试，害怕做了浪费时间不说，更是又一次地打击了其自信心，自然不能奢求他们能对化学有多大的学习乐趣。

化学难度的设计需要有度，即对于难度的把握要讲究适度原则，既不能太过也不能不及。对于化学习题难度的考虑应具有层次性，要根据学生学习水平的提高适当增加难度，在整张试卷中难度系数的大小也应具有层次性，一般多采取从易到难的顺序。受维果茨基“最近发展区”理论的启示，教师在布置作业的时候，应针对每一个学生发展水平，学习能力存在差异的这样一个客观事实，我们应努力找准每类学生的最近发展区，使我们设计出来的习题能最大程度适合每一个学生，使每个学生的能力都能有的放矢，寻找适合自己的习题，从而使自身学习能力得到最有效的发展。

[案例1]：下列说法错误的是（）

A.乙醇和乙酸都是家庭常用调味品的主要成分

B.乙醇和乙酸的熔点和沸点都比C2H6、C2H4的熔点和沸点高

C.乙醇和乙酸都能发生氧化反应

D.乙醇和乙酸之间能发生酯化反应，酯化反应和皂化反应互为逆反应

该题是一道高考题，答案选D，且据考后抽样统计难度为0.377，也就是说这道题对于大部分的学生来说是一道难度较大的题，或者说得分率较低。也正是因为该题的难度较大使得其区分度很小（小于0.3），那么作为一道考核学生水平的题目意义是不大的，因为很难区分水平高和水平低的学生，所以不适合以高考试卷的形式出现的。但是却可以在平常的习题或平常考试中设计这种题目，特别是对于学习水平较高的学生，进一步提高其化学水平和做题能力。若该选择题放在习题中，则适合放在后两道选择题的位置，这也使得学生在做题的时候有一个从易到难的过程，也使得习题的设计有一个层次感，能力的提升本来就是一个循序渐进的过程。这道题得分率较低的原因可能是对C和D不确定，有机知识在高中是作为选修模块，知识点扩展较少，学生对于有机物的化学反应不熟悉甚至有的不了解。如果是对于水平较差的班级或年纪，则可对该题稍作修改，比如把C选项改为：乙醇和乙酸都是有机化合物，则难度降低，区分度能有所提高。对于不同的学生水平，设计出来的习题难度也要因人而异，能够对症下药，因材施教。

2.2化学习题的“容量度” —分量适宜

澳大利亚教育心理学家约翰·斯威勒（John Sweller）于20世纪80年代最早提出了认知负荷理论。他认为，认知负荷就是将特定工作加之于学习者认知系统时所产生的负荷[5]。让我们明白了学生在学习的時候其工作记忆容量是有限的，这就使习题的设计受到习题量的限制，我们都知道现在的中学生需要读将近十门的功课，没有了主次之分，每门课程都是重点也都需要精通，都有很多的作业要做，所以如果化学这门课程布置的习题量超出其他课程很多的话，必定会使得学生产生严重的超负荷现象，使他们的生理和心理都遭受到严重的挫伤，最后落得个事倍功半的下场。当然，习题量也不能太少，要让学生的理论知识得到训练和巩固，毕竟习题是化学教学中的重要部分，如果习题量不够学生练习，单靠上课的理论知识是往往不够的。

因此说对于化学习题量的设计也要讲究一个度，即适度原则。习题设计应讲究简洁性，死记硬背，题海战术的时代应成为过去，让化学习题更加精益求精，精心挑选新习题，贯彻新课程标准理念，倡导以人为本，让学生在习题中可持续发展。习题设计时之所以要精益求精不仅是为了减负，更为了高效[5]。习题设计时追求精简完美，不仅仅可以减轻学生负担，同时也是提高学生学习效率的一个好途径。只有这样我们才能做到一举两得，能让学生愉快的并且轻松地掌握各个知识点是我们所追求的结果。我们既要减轻学生的内在负荷也要减轻学生的外在负荷，也就是作为教师我们要精心设计每一道习题也要优化我们的教学设计。认知负荷过低或过高都不利于学生的全面发展，习题不是越多越好，而是要有典型性，避免难、繁、偏、旧的习题出现。在现阶段结合学生的课程的特点，我们更应着重考虑降低学生的认知负荷，减轻其学生负担，让学生在最有效的时间内掌握最多的知识，充分发挥其学习激情，提高学习效率。

[案例2] 设nA为阿伏伽德罗常数的数值，下列说法正确的是（）

A.1mol甲苯含有6nA个C-H键

B.18gH2O含有10nA个质子

C.标准状况下，22.4L氨水含有nA个NH3分子

D.56g铁片投入足量浓H2SO4中生成nA个SO2个分子

[ 案例3] NA表示阿伏伽德罗常数，下列叙述正确的是（）

A.1molFeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA

B.2L0.5mol·L-1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA

C.1molNa2O2固体中含离子总数为4NA

D.丙烯和环丙烷组成的42g混合气体中氢原子的个数为6NA

案例2和案例3都是考核有关物质的量与阿伏伽德罗常数的知识点，答案分别为B和D，属于同种类型的题目。为了降低学生的认知负荷，我们需要设计好习题的容量，特别是在这个学生学习负担大、压力大的时代，能减少习题量尽量减少。像这样的两道习题，在平常布置作业或者试卷中，则不宜在同一次习题布置中同时出现。作为习题，案例2和案例3本身已经达到了简单有力，能牢牢套住重点，突显习题设计的简约性。认知负荷理论（CLT）重在提高复杂认知任务的学习效率，实际教学中应关注影响学生认知负荷的因素，尽可能减少不必要的认知负荷，以保证学生达到最大限度的发展水平[7]。

2.3化学习题的“偏离度” —不偏不倚

我们都知道不管是化学还是其他科目的教学设计，都受到了教学目的的限制，响应新课程的改革。同理，化学习题的设计也要紧紧围绕着新课程标准中所提出的三维目标，习题不仅是为了巩固所学章节的知识与技能，也是体验过程与方法的一个手段，同时也可以培养学生树立正确的情感态度与价值观。每一次的习题都有针对性，例如对于一个章节的习题来说，不能停留在过去的几个章节而没有加入新内容，也不能太过于超纲，不管是哪一种都不能使得学生得到好的训练，对于习题设计的“偏离度”要拿捏得恰到好处，不然只会恰得其反。

“偏离度”一词的说法不是死板的，而是具有灵活性的。化学习题的设计要做到不偏不倚，要做到两点，一是整体性，二是延伸性。整体性是要考虑学生的学习水平、课程的内容涵盖面等等，做到不缺不漏，严谨有加。延伸性是结合课外知识，习题的形式可以有所改变，延伸性不是超纲，而是一种开阔学生视野，拓展思维能力的有效途径。

[案例4]下列广告语中，你认为不科学的是（）

A.食用含碘食盐可预防甲状腺肿大。

B.使用含氟牙膏可预防龋齿。

C.本饮料由天然物质配制而成，绝对不含化学物质。

D.经卫生部检验合格的矿泉水中含有少量对人体有益的矿物质，是一种健康饮料。

该案例答案为C，案例4看似背离了化学课本里的理论知识，但实际上却是化学习题延伸性的一种表现，虽然课本里没有选项中的原句，但是每个选项的内容却都和化学知识点息息相关。这不仅考查了学生的化学水平，同时能培养学生对生活、健康多一份关注和了解，锻炼学生的解题能力，激发对化学学习的兴趣。但是本题的知识点较宽泛，不集中，考查的是化学的综合知识运用，若要放在小章节之后，则比较适合放在卤族元素讲完之后的习题布置中，这样也比较有针对性。作为综合性题型，最好是放在阶段性考试如期末考、或者中考试卷中。把化学知识用不同的形式出现，彰显化学习题的乐趣，延伸至各个领域，使化学和各类学科紧密相关。习题设计做到不偏不倚，达到最佳效果，才是真正为了学生好。

3 有限教学对化学习题设计的启示

俗话说无规矩不成方圆，每一个事物都有它的规则，而化学习题设计所要遵循的一个原则就是要尊重有限教学。有限教学是提供化学教学教师在实施化学课程时候的指导思想，主要流程可以根据“有限的分析→有限的选择←→有限的利用→有限的升华”进行[8]。我们正是从有限教学中启发，了解到化学习题设计也是有限教学的一部分，它的设计过程也受到一系列因素的制约。有限教学讲究对有限的分析、选择、利用、甚至到有限的突破和超越，所以化学习题设计也应该沿着这条思路进行。中国几千年来的“中庸智慧”在有限教学中表现的淋漓尽致，做事要遵循适度原则，同样对于化学习题的设计，由以上所描述那样，至少受到“难度”“容量度”“偏离度”等制约，也要做到难易适度、不偏不倚、分量适宜。化学习题的设计不是不着边际，随意发挥的，如果没有一个参考值，则会使得其没有上限也没有下限，使习题设计陷入混乱。有些东西是有限的，有些东西又是无限的，对于有限的我们要把握尺度，对于无限的则要竭尽全力。化学习题的形式改造、习题的创新、设计者的能力等都是无限的，我们要在有限的基础上突破，设计出最完美的习题。

4 有限教学的习题设计中的无限

虽说现在是素质教育的时代，但老师们多少还是摆脱不了以往那种应试教育的束缚，这就很可能使得设计出来的习题没有新意，常出现一些偏题、难题、怪题。习题的设计受到诸多因素的制约，在某些方面不能大展拳脚，但是对于习题的质量，对习题设计的不断探索与进步却是无底线的，没有限度的，只会有人嫌弃质量太差的习题，没有人会对完美无瑕的习题有任何意见。在有限的条件下设计出具有開放性的、探究性的、灵活性的创新型习题，让创新的思维没有限制，这也和《普通高中化学课程标准》所要求的相一致。一切以学生为主体，用不同的习题发展不同学生的创造力，编制的习题要有助于学生发现并提出问题，要鼓励学生深入探究思考和扩展，最终解决化学问题，这就有必要在习题中增加讨论题、思考题、开放题和实践题的比例。

4.1化学习题设计要具有开放性

化学习题的设计要融入科学方法的要素[9]。习题的最终归宿不是教师而是学生，老师是主导，学生是主体，习题设计要具有开放性，可行性，方能解放学生的思维。开放性不是胡编乱造﹑任意的，而是具有针对性，有目的的为培养学生的能力而设计的，使教与学具有愉悦性。题目的答案可以不再唯一，而是可以多个答案选最佳，答题的方式也不仅仅停留在以往的单独完成，而是可以采取多人合作，互相探讨的方式解决一系列的化学问题。例如下面一道题

[案例5]日常生活中，人们常根据物质的物理性质或化学性质区别某些物质，现有下面三组物质，请利用他们的性质区别开来。

（1）白酒和白醋

（2）汽油和水

（3）铁和铜

习题要具有多样性、丰富性，学科之间可以互相渗透，带动各个学科一同发展，这样的习题也是学生较为感兴趣的，另外，联系时事热点出题也能取得不错的效果，一方面让学生知道化学的重要性，另一方面还能让学生多多了解社会情况，培养他们的社会责任感等。同样，可以对同一道习题进行改编，换汤不换药，一题多练能更好得巩固学生的知识基础，也是锻炼学生应变能力的一个好方法，培养学生对同个知识的不同考核方式能应变自如。

[案例6] 把1.15g钠放入水中，使100个水分子中有一个钠离子，反应后水的质量为多少？

[变化1]把1.15g钠放入多少克水中，才能使100个水分子中有一个钠离子？

[变化2]6.2g氧化钠溶于多少克水中，才能使每10个水分子含有一个钠离子？

5.2化学习题设计要具有探究性

所谓探究型化学习题就是以生活或社会中的常见问题作为化学探究的对象，围绕问题展开探索活动，进而将问题解决[10]。新课标倡导要以发挥学生的主观能动性为主，要增加探究性习题的数量，让学生能够参与到问题的提出、方案的设计、解决问题的具体步骤中来，获得在课本上所不能学习到的重要能力和知识。探究性习题要具有真实性、科学性，与生活、生产中的问题紧密相关，融入到实际问题当中。不过，现在大多数的学生害怕这种没有标准答案的习题，首先是没有思路，再者也不够自信，当然，从理论到实践需要一个过渡，我们更应该提供这样的平台给学生。一份好的探究性习题，不仅能培养学生的动手能力，友好的团队精神，创新的思维能力，更能激发学生对学习化学的兴趣。

总之，习题的设计虽受到诸多因素的限制，但是教师和学生的能力是无限的，使教与学都具有愉悦性是我们所期待的。习题的质量和数量与学生和教师的关系重大，对于习题的创新设计刻不容缓，进一步的研究，还需要我们共同努力。

参考文献

[1]限制理论[EB/OL].http：//baike.baidu.com/view/333104.htm.

[2]全国十二所重点师范大学.教育学基础[J].第二版.北京：教育科学出版社，2008：127-129.

[3]教学最佳时机研究博客.访王祖浩教授“化学教育课程标准修订：立足提升学生的科学素养”[EB/OL]http：//blog.sina.com.cn/s/blog_9e60861a01011dxj.html，2012-03-15.

[4]王丽华.中学化学习题的功能和设计初探[J].宜宾学院学报，2008，（6）：117

[5]陆平.初中化学习题设计的两点看法[J].理科考试研究，2013，（12）：81

[6]张经童.认知负荷理论在优化化学习题教学中的应用[J].浙江教育科学，2007，（12）：40

[7]陈颖，胡志刚，李盼盼.基于认知负荷理论探讨化学高效教学的策略[J].化学教学，2014，（6）：5

[8]陈丽琴，胡志刚.高中化学有限教学研究[J].福建师范大学，2013，（4）：2

[9]陈小波.谈用科学理念进行实验教学[J].中小学实验与装备，2006，16（84）：32

[10]孙少炎.高中必修模块化学习题的设计分析[J].化学教学，2010，（9）：26

[11]周青，单旭峰，王军翔.学教育测量与评价[M].北京科学出版社，2011，231-260

作者简介：

林秀茹（1992年9月生），女，汉，福建漳州人，硕士研究生，中学化学教师.