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摘要:习题是巩固和诊断学生知识基础、能力水平的重要载体和工具。新课程标准(2017年版)在教材编写中建议:习题设计应具有情境性。新人教版化学必修教材中設计了丰富的情境化试题,对其进行分析发现,情境化试题在拓宽学生认知、建立理论与实践联系、提高问题解决能力和培养正确价值观等方面具有重要的价值。探讨习题情境素材的选择和创设思路,并在此基础上进一步阐述应用情境素材命制习题的方法。
关键词:情境;高中化学习题设计;必修教材;
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:(2021)-09-318
习题是教材的重要组成部分,在完成习题的过程中,可以训练学生的解题技巧,促进学生理解、运用和迁移课堂中所学习的化学学科知识,建立知识网络图,有助于培养和发展学生的化学学科核心素养。教材中的习题一般难度不大,但却是巩固、诊断和评价学生知识与技能掌握以及科学思维能力发展的重要方式。学生在解答习题的过程中总是从阅读和理解习题情境开始,从情境中领悟习题中问题的背景、类型以及解决问题的条件等。可见,对习题情境的理解是解题的关键。因此,本文基于新人教版高中化学必修教材中的习题情境,探索如何选择和创设情境素材,并应用情境素材来设计习题。
一、高中化学新教材的优点
(一)充分体现学生在教学中的主体地位
在传统的教学方式中,化学学科主要的教学方法就是老师为学生灌输知识,学生们没有机会通过实践来拓展自己的视野,这样对学生理解化学知识点是没有帮助的。但凡接触化学的人都知道,化学研究的大部分都是微观层面的,所以在学习的过程中学生难免会不理解所讲解的知识点,所以,在使用化学新教材时,老师应该创设情景,并留下问题并引导学生,让学生在所学知识的基础上进行探索。
(二)有助于培养并提升学生的高中化学学习兴趣
高中化学上课的基本策略,主要是针对学生们在学习化学的过程中所遇到的疑惑,创设合理的情景,让学生们对化学产生兴趣,能够自主的学习化学相关知识,跟着老师了解化学的基础知识,这样不仅能提高学生的学习兴趣,还能让学生紧紧跟随着老师的节奏去学习,这样才可以让学生更好的学好化学这门课程。
二、情境化习题的价值
拓宽学生的认知与去情境化习题相比,情境化习题在提问之前会呈现一段资料,交代问题的背景信息。情境素材来源广泛,通常是教材之外的,可能来自化学史、生活现象或工业生产等不同的领域。新颖的情境素材,特别是与学生实际生活或科技前沿相关的情境素材,对学生有较大的吸引力。在完成习题之后,既能加深学生对知识的理解,也会使学生对一些具有实用价值的新材料和新技术、传统文化和工艺或者医药、食品和环境问题等产生浓厚的兴趣。所以应用情境化习题,有助于拓宽学生的认知,丰富学生的科学视野。
加强理论知识与实践的联系。在完成学习任务之后,通常要求学生识记并应用相关理论知识,但机械的记忆让学生认为化学知识枯燥无趣,而去情境化习题又容易让学生认为化学知识与生产生活相隔离。而情境化习题刚好可以弥补这一点,在情境素材中设计与社会生活、工业生产相关的内容,可以帮助学生建立化学理论知识与生产生活之间的联系,使抽象的知识具体化,促使学生认识到化学对推动经济发展、生存环境的改善以及科技进步的价值。
三、习题情境的应用
通过分析教材中的情境素材,寻找和发现教材情境化习题中的情境素材与习题问题本身存在着的不同程度的关联性。如一部分习题虽然融入了情境信息,但情境素材只提供了背景性信息;另一部分习题的问题设置与情境素材中的信息联系紧密,需要学生联系情境素材进行思考推理才能完成习题;还有一部分习题则需要学生学习并利用情境素材中的化学知识才能够解答问题。本文按照关联程度由小到大将情境化习题分成情境背景型、情境结合型和情境迁移型三种类型。
(一)情境素材作为背景信息
在习题设计时,命题者若只想考查学生对某一知识点的记忆和理解情况,在应用情境素材设置问题时,可以将情境素材设计成背景信息,立足于素材中某一物质、反应或现象进行设问。比如在习题素材中介绍了我国传统工艺中的酒文化,而设问是考查乙醇的结构,尽管问题本身与情境素材的关联度不大,即便将情境素材从题干中抽离,学生仍然能够作答,而在解题过程中即便不用分析情境素材,学生也能直接依据所学知识解答问题,但情境素材却可以丰富学生对酒文化的了解。这种类型情境素材的作用在于给习题提供背景信息,有助于学生拓宽知识视野,并为后续化学知识的学习奠定基础,如例1所示
例1 燃料电池是一种化学电池,具有能量转化率高、对环境友好等优点。例如,氢氧燃料电池在工作时,从负极连续通入①H2,从正极连续通入②O2,二者在电池内部(含有③H2SO4或④KOH等物质的溶液)发生反应生成⑤H2O,同时产生电能。除了H2,⑥CH4、⑦C2H5OH等也可以作为燃料电池的燃料。目前已研制成功⑧Al⑨空气燃料电池,他可以代替⑩汽油为汽车提供力,也可以用作照明电源等。
(1)在上述短文中标有序号的物质中,属于混合物的是_________(填序号,下同);属于氧化物的是_________;属于酸的是_________;属于碱的是_________;属于有机物的是_________。
(2)从物质的类别来看,H2、O2和Al都属于_________;请写出与O2互为同素异形体的物质的化学式:_________。
这道习题选自必修第一册第一章第一节物质分类与转化的“练习与应用”第1题。该题以燃料电池相关知识为背景,考查学生对物质分类相关知识的理解,习题情境与习题考查的知识关联度低,解答该题仅需要学生明确什么是酸、碱、盐、单质、混合物、有机物以及同素异形体等知识。但是对于高一的学生而言,此前未学习过燃料电池的相关知识,所以燃料电池的设计增加了习题的阅读性,拓宽了学生的知识视野,为后面原电池相关知识的学习奠定一定的基础。 (二)将情境素材进行融合应用
第二类应用情境素材的方式是以情境素材为载体设计问题,将要考查的知识融入到情境信息中,依据情境素材的内容进行设问,此类情境素材应用方式经常出现在实验探究题、工业流程题和有机推断题中。以实验探究题为例,在题干中呈现实验数据、现象和反应原料等,设问将要求学生书写反应的方程式、计算产率以及解释反应现象等,学生在解题过程中需要依据情境素材分析获取关键信息,将其与所学知识结合并推导即可得出答案。这种应用方式使情境素材与问题解决之间的关联度较大,同时也增大了习题的难度,可以培养学生分析、整合、加工信息的能力,如例2所示。
例2 某化学兴趣小组为了碳素铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验。实验结果记录如下表:
编号电极材料电解质溶液电流表指针偏转方向
1Mg、Al稀盐酸偏向Al
2Al、Cu稀盐酸偏向Cu
3Al、石墨稀盐酸偏向石墨
4Mg、AlNaOH偏向Mg
根据上表中记录的实验书库,回答下列问题。
(1)实验1、2中Al电子的作用是否相同?__________。
(2)實验3中铝为极,电极反应式为2Al-6e-2Al3+;石墨为__________极,电极反应式为6H++6e-3H2;电池总反应式为__________。
(3)根据以上实验结果,在原电池中相对活泼的金属作正极还是负极受到哪些因素的影响?
这道习题选自必修第二册第六章的“复习与提高”第6题(P54)。该题以不同组原电池的实验结果为情境素材,在题干中呈现电极材料、电解质溶液以及电流表指针偏转方向,据此设问,考查学生对不同原电池中铝电极作用的理解。在解决习题的过程中,学生首先需要阅读题干信息,依据题干信息分析不同组的原电池,并结合本章节所学原电池的相关知识,进一步推导得出答案。
基于新教材的高中化学课堂教学在一定程度上超越了传统的教学,在新教材的学习中可以提高学生的学习兴趣,让学生在学习的过程中去探究一些更加深层次的知识,提高学生的视野。这种教学方法可以为学生以后的学习打下一个牢靠的基础,但是这种教学方法也称不上完美,老师们应该在使用这种方法的过程中不断地进行完善,让学生更加热爱化学,更爱学化学才是我们化学教师应该追求的。
参考文献
[1]刘毛毛,姜建文.鲁科版高中化学必修新教材情境素材分析与教学建议[J].化学教育(中英文),2021,42(03):1-6.
[2]胡红杏,杜丽斐.我国普通高中化学课程与教材建设的回顾与反思[J].课程.教材.教法,2020,40(06):114-121.
[3]周青,赵永春.美国高中化学教材中的职业生涯教育[J].外国中小学教育,2007(04):60-65.
[4]邓峰,钱扬义,钟伟华,陈烁,钟映雪.从心理学角度探讨高中化学新教材先行组织者的设计与应用[J].课程.教材.教法,2006(11):63-67.
关键词:情境;高中化学习题设计;必修教材;
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:(2021)-09-318
习题是教材的重要组成部分,在完成习题的过程中,可以训练学生的解题技巧,促进学生理解、运用和迁移课堂中所学习的化学学科知识,建立知识网络图,有助于培养和发展学生的化学学科核心素养。教材中的习题一般难度不大,但却是巩固、诊断和评价学生知识与技能掌握以及科学思维能力发展的重要方式。学生在解答习题的过程中总是从阅读和理解习题情境开始,从情境中领悟习题中问题的背景、类型以及解决问题的条件等。可见,对习题情境的理解是解题的关键。因此,本文基于新人教版高中化学必修教材中的习题情境,探索如何选择和创设情境素材,并应用情境素材来设计习题。
一、高中化学新教材的优点
(一)充分体现学生在教学中的主体地位
在传统的教学方式中,化学学科主要的教学方法就是老师为学生灌输知识,学生们没有机会通过实践来拓展自己的视野,这样对学生理解化学知识点是没有帮助的。但凡接触化学的人都知道,化学研究的大部分都是微观层面的,所以在学习的过程中学生难免会不理解所讲解的知识点,所以,在使用化学新教材时,老师应该创设情景,并留下问题并引导学生,让学生在所学知识的基础上进行探索。
(二)有助于培养并提升学生的高中化学学习兴趣
高中化学上课的基本策略,主要是针对学生们在学习化学的过程中所遇到的疑惑,创设合理的情景,让学生们对化学产生兴趣,能够自主的学习化学相关知识,跟着老师了解化学的基础知识,这样不仅能提高学生的学习兴趣,还能让学生紧紧跟随着老师的节奏去学习,这样才可以让学生更好的学好化学这门课程。
二、情境化习题的价值
拓宽学生的认知与去情境化习题相比,情境化习题在提问之前会呈现一段资料,交代问题的背景信息。情境素材来源广泛,通常是教材之外的,可能来自化学史、生活现象或工业生产等不同的领域。新颖的情境素材,特别是与学生实际生活或科技前沿相关的情境素材,对学生有较大的吸引力。在完成习题之后,既能加深学生对知识的理解,也会使学生对一些具有实用价值的新材料和新技术、传统文化和工艺或者医药、食品和环境问题等产生浓厚的兴趣。所以应用情境化习题,有助于拓宽学生的认知,丰富学生的科学视野。
加强理论知识与实践的联系。在完成学习任务之后,通常要求学生识记并应用相关理论知识,但机械的记忆让学生认为化学知识枯燥无趣,而去情境化习题又容易让学生认为化学知识与生产生活相隔离。而情境化习题刚好可以弥补这一点,在情境素材中设计与社会生活、工业生产相关的内容,可以帮助学生建立化学理论知识与生产生活之间的联系,使抽象的知识具体化,促使学生认识到化学对推动经济发展、生存环境的改善以及科技进步的价值。
三、习题情境的应用
通过分析教材中的情境素材,寻找和发现教材情境化习题中的情境素材与习题问题本身存在着的不同程度的关联性。如一部分习题虽然融入了情境信息,但情境素材只提供了背景性信息;另一部分习题的问题设置与情境素材中的信息联系紧密,需要学生联系情境素材进行思考推理才能完成习题;还有一部分习题则需要学生学习并利用情境素材中的化学知识才能够解答问题。本文按照关联程度由小到大将情境化习题分成情境背景型、情境结合型和情境迁移型三种类型。
(一)情境素材作为背景信息
在习题设计时,命题者若只想考查学生对某一知识点的记忆和理解情况,在应用情境素材设置问题时,可以将情境素材设计成背景信息,立足于素材中某一物质、反应或现象进行设问。比如在习题素材中介绍了我国传统工艺中的酒文化,而设问是考查乙醇的结构,尽管问题本身与情境素材的关联度不大,即便将情境素材从题干中抽离,学生仍然能够作答,而在解题过程中即便不用分析情境素材,学生也能直接依据所学知识解答问题,但情境素材却可以丰富学生对酒文化的了解。这种类型情境素材的作用在于给习题提供背景信息,有助于学生拓宽知识视野,并为后续化学知识的学习奠定基础,如例1所示
例1 燃料电池是一种化学电池,具有能量转化率高、对环境友好等优点。例如,氢氧燃料电池在工作时,从负极连续通入①H2,从正极连续通入②O2,二者在电池内部(含有③H2SO4或④KOH等物质的溶液)发生反应生成⑤H2O,同时产生电能。除了H2,⑥CH4、⑦C2H5OH等也可以作为燃料电池的燃料。目前已研制成功⑧Al⑨空气燃料电池,他可以代替⑩汽油为汽车提供力,也可以用作照明电源等。
(1)在上述短文中标有序号的物质中,属于混合物的是_________(填序号,下同);属于氧化物的是_________;属于酸的是_________;属于碱的是_________;属于有机物的是_________。
(2)从物质的类别来看,H2、O2和Al都属于_________;请写出与O2互为同素异形体的物质的化学式:_________。
这道习题选自必修第一册第一章第一节物质分类与转化的“练习与应用”第1题。该题以燃料电池相关知识为背景,考查学生对物质分类相关知识的理解,习题情境与习题考查的知识关联度低,解答该题仅需要学生明确什么是酸、碱、盐、单质、混合物、有机物以及同素异形体等知识。但是对于高一的学生而言,此前未学习过燃料电池的相关知识,所以燃料电池的设计增加了习题的阅读性,拓宽了学生的知识视野,为后面原电池相关知识的学习奠定一定的基础。 (二)将情境素材进行融合应用
第二类应用情境素材的方式是以情境素材为载体设计问题,将要考查的知识融入到情境信息中,依据情境素材的内容进行设问,此类情境素材应用方式经常出现在实验探究题、工业流程题和有机推断题中。以实验探究题为例,在题干中呈现实验数据、现象和反应原料等,设问将要求学生书写反应的方程式、计算产率以及解释反应现象等,学生在解题过程中需要依据情境素材分析获取关键信息,将其与所学知识结合并推导即可得出答案。这种应用方式使情境素材与问题解决之间的关联度较大,同时也增大了习题的难度,可以培养学生分析、整合、加工信息的能力,如例2所示。
例2 某化学兴趣小组为了碳素铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验。实验结果记录如下表:
编号电极材料电解质溶液电流表指针偏转方向
1Mg、Al稀盐酸偏向Al
2Al、Cu稀盐酸偏向Cu
3Al、石墨稀盐酸偏向石墨
4Mg、AlNaOH偏向Mg
根据上表中记录的实验书库,回答下列问题。
(1)实验1、2中Al电子的作用是否相同?__________。
(2)實验3中铝为极,电极反应式为2Al-6e-2Al3+;石墨为__________极,电极反应式为6H++6e-3H2;电池总反应式为__________。
(3)根据以上实验结果,在原电池中相对活泼的金属作正极还是负极受到哪些因素的影响?
这道习题选自必修第二册第六章的“复习与提高”第6题(P54)。该题以不同组原电池的实验结果为情境素材,在题干中呈现电极材料、电解质溶液以及电流表指针偏转方向,据此设问,考查学生对不同原电池中铝电极作用的理解。在解决习题的过程中,学生首先需要阅读题干信息,依据题干信息分析不同组的原电池,并结合本章节所学原电池的相关知识,进一步推导得出答案。
基于新教材的高中化学课堂教学在一定程度上超越了传统的教学,在新教材的学习中可以提高学生的学习兴趣,让学生在学习的过程中去探究一些更加深层次的知识,提高学生的视野。这种教学方法可以为学生以后的学习打下一个牢靠的基础,但是这种教学方法也称不上完美,老师们应该在使用这种方法的过程中不断地进行完善,让学生更加热爱化学,更爱学化学才是我们化学教师应该追求的。
参考文献
[1]刘毛毛,姜建文.鲁科版高中化学必修新教材情境素材分析与教学建议[J].化学教育(中英文),2021,42(03):1-6.
[2]胡红杏,杜丽斐.我国普通高中化学课程与教材建设的回顾与反思[J].课程.教材.教法,2020,40(06):114-121.
[3]周青,赵永春.美国高中化学教材中的职业生涯教育[J].外国中小学教育,2007(04):60-65.
[4]邓峰,钱扬义,钟伟华,陈烁,钟映雪.从心理学角度探讨高中化学新教材先行组织者的设计与应用[J].课程.教材.教法,2006(11):63-67.