真实性化学问题命题研究,本文主要内容关键词为:命题论文,真实性论文,化学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
真实性化学问题在化学新课程教学和考试中备受关注。化学课程标准在课程性质中指出,化学新课程要帮助学生理解化学对社会发展的作用,能从化学的视角去认识科学、技术、社会和生活方面的有关问题,使学生在面临与化学有关的社会问题的挑战时,能做出更理智、更科学的决策[1]。教学及考试中所用化学问题的真实性与落实课程性质密切相关。真实的或模拟真实的问题情境可以克服学习内容的抽象性,促进理解和记忆的保持,有利于学习的强化和迁移,拉近学生在校学习与今后社会实践活动的距离。真实性化学问题的特征及其命制原则是什么?如何设计真实性化学问题?本文试结合命题实践对此作些探讨。
一、真实性化学问题的特征与意义
真实性化学问题是相对于非真实性化学问题而言的。所谓非真实性化学问题,是指那些人为编造的不符合化学学科特点和真实情况的问题。非真实性化学问题以及相应的解题技巧训练会误导师生对化学学科的认识,人为地增加负担,降低学习兴趣,将化学教学导向歧途。因此,在化学教学和考试中,都应避免出现“虚假化学问题”,而要使用真实性化学问题。
真实性化学问题强调体现化学的真谛及其与科学、技术和社会的关系,其情境、设问及解决问题的方法等都能真实反映化学学科的特点和独特价值。它能拉近学生与化学和现实生活的距离,是学生重要的潜在动机资源。真实性化学问题的解决方法或策略更适用于真实的情境,有利于学生把现在化学问题解决的学习经验迁移到以后的生活及工作中。通过真实化学问题能有效整合化学知识技能、过程方法、情感态度价值观三维目标,渗透人文教育,使学生在发现真问题和解决真问题的过程中感受到问题解决的愉悦,学会解决化学问题的真方法,体悟到真实化学问题之美,使得化学问题的本然价值和问题解决的过程价值得以充分地体现和发挥。原创的真实性化学问题还能减少考试的练习效应,有利于公平、客观地考查学生的学业水平和分析解决实际问题的能力,有效地遏制题海战术,引导化学教学全面落实化学课程目标。
二、真实性化学问题的命制策略
命制真实性化学问题可遵循以下原则:整合三维目标,考查内容符合化学课程标准规定的范围;问题情境真实可信,有利于激发学生探究问题的热情;内容组织体现科学方法的具体运用;问题及其解决方法符合化学学科发现和研究问题的基本特点;问题解决的过程设计为学生主动探索知识、进行创造性思维的过程,以提高学生获取信息和解决问题的能力,培养他们的创造性品质。
1.发掘化学实验中的真实问题
学生在进行化学实验中遇到的各种问题,既是动态生成的课程资源,也是命制真实性化学问题的重要素材。利用这些真实问题来设计试题,引导课堂教学重视学习过程中遇到的真问题,是实现教、考统一的有效途径,对实施新课程具有很好的导向性。例如,人教版九年级《化学》下册中,有一个指示剂与常见酸、碱溶液反应的实验探究活动。实验后的废液成分是什么?如何处理?这些问题是学生实验后就能发现并有探究价值的真实问题,也是对学生进行环境保护教育的好素材。利用这个真实问题情境设计以下试题。
[例1] (2005年南京市中考试题)国家环保总局规定从2005年1月1日起将各类实验室纳入环保监管范围。某中学九年级A、B 2个班同学分别做常见酸和碱与指示剂反应的实验,使用的试剂如图所示。实验后废液分别集中到各班的一个废液缸中。研究小组对2个班的废液进行检测,结果如下表。
(1)请你帮助他们分析废液中的成分,填写下表中的空格。
废液来源 检测方法与 推断废液成分(填物质的化学
结果式,酚酞和水不填)
A班 观察废液呈无废液中含有_____
色,测pH=2
B班 观察废液呈 废液中没有_____,含有____
红色 ____
(2)据悉,目前南京许多高校、中学以及科研单位的化学实验室排放的各类废液大都未经严格处理便进入了下水道。A班的废液若直接排入铸铁管下水道,会造成什么危害?_____。
你建议如何处理这些废液?_____。
该题结合国家环保总局将实验室纳入环保监测范围的规定创设情境,要求学生综合运用常见酸碱的主要性质、酸碱指示剂、pH、复分解反应规律等初中化学核心知识参与有关环境监测分析并提出治理废液的初步建议,体现化学在环境监测与环境保护中的重要作用,启发教师和学生平时要关注身边的化学问题。
无论是学习过程还是科学研究过程中,都会遇到实验不成功的情况,对失败原因进行正确分析,才能找出解决问题的方法,加深对问题的认识。实验中遇到的问题也是设计真实性化学问题的重要内容,因此,教学中要重视对实验反常现象及失败原因进行讨论,合理利用教学过程中动态生成的问题,发挥其培养学生思维能力和科学素养的教育价值。
2.开发化学实际应用中的真实问题
化学在生活、生产和科学技术方面的广泛应用,是创设真实问题情境的重要资源。化学实际应用中的问题能充分体现化学的应用价值,激发学生学习化学的兴趣。另一方面,选择一些与中学化学基础知识紧密相关的新的应用情境,根据需要设计各种考查角度,能够较好地考查学生知识储备、检索、信息处理和应用知识分析解决实际问题的能力。
[例2] (2006年南京市中考题)(1)古代铜币表面绿色铜锈的主要成分是,文物鉴定人员常用酸验法鉴别铜锈真伪:用细玻璃棒蘸取少许稀盐酸,涂擦在需要鉴别可疑铜锈的部位,若有气泡产生则初定为铜锈,此反应的化学方程式为______
(2)某厂采用联合法生产硫酸铜、硫酸亚铁作饲料添加剂,主要步骤如下图所示:
写出上图中①、③反应的化学方程式:①______;③_____;_____。
此题要求学生阅读理解有关考古和生产等真实情境信息,掌握金属、氧化物、酸和盐的有关性质及置换反应、复分解反应的规律,结合过滤、结晶、母液等知识,分析实际应用中的化学反应,正确书写有关反应的化学方程式。将化学用语的书写技能与有关化学基础知识、学习处理信息能力和分析实际问题的能力有机融合起来,考查学生的综合化学素养。这种命题引导教学要减少死记硬背,重视培养学生运用化学知识和技能学习新知识、分析解决实际问题的能力。
[例3](2006年南京市中考题)神舟六号载人飞船成功返航,标志着我国已跨入航天领域国际领先行列。某研究性学习小组查阅资料得知,宇宙飞船中可用超氧化钾作为氧气再生剂。超氧化钾是一种固体,它与人呼出的二氧化碳反应生成氧气:。为了验证这个反应能够产生氧气,该小组同学以大理石和盐酸反应生成的来与反应制取,设计了如上图实验装置。
(1)C处应从A、B两种装置中选择____作发生装置。检验G中集气瓶内收集的气体是否为氧气,可以在取出集气瓶后,用____检验。
(2)已知不溶于饱和碳酸氢钠溶液,D装置的作用是______。
(3)为了除去中可能混有的,F中可盛放______溶液。
(4)有同学提出,上述实验能生成氧气可能与 中混有的水蒸气有关。若要检验于燥的能否与超氧化钾反应生成氧气,你对上述实验装置的改进方法是______。
该题通过真实问题情境考查综合实验设计与评价能力。对一个新的真实问题的解决,需要学生激活相关的已有知识与技能,并在新的问题情境中学习新知识,重组已知条件,进行假设,获取多种问题解决的方案,评价各种方案的可行性,发现和创造一种或几种较合理的全新的问题解决办法。
3.重视绿色化学和环境保护中的真实问题
无论是现实生活中还是学生实验过程中的绿色化学和环境保护问题,都是设计真实性化学问题的重要素材。例如,人教版九年级《化学》上册中,有一个关于“燃烧的条件”的活动与探究。实验装置如例4图甲所示。为了避免白磷燃烧生成的五氧化二磷对教室内空气造成污染,该实验要求在通风橱中进行。但是一些学校的实验室没有通风橱,如何改进实验避免实验室空气污染,这是一个化学实验绿色化以及实验室环境保护的真实问题,也是对师生进行环保教育的好素材。根据这个真实的问题情境,可以设计开放性的问题:用绿色化学理念设计实验探究燃烧的条件。这个问题答案比较开放,适合于教学使用,阅卷评分可能比较困难。从考查目标及阅卷综合考虑,也可以设计下面的试题。
[例4] (2006年南京市中考题)图甲和图乙所示实验方法均可用来探究可燃物燃烧的条件。
(1)某同学用图甲所示装置进行实验,观察到的现象是______。
(2)另一同学用图乙所示装置进行实验,得到以下实验事实:①不通空气时,冷水中的白磷不燃烧;②通空气时,冷水中的白磷不燃烧;③不通空气时,热水中的白磷不燃烧;④通空气时,热水中的白磷燃烧。该实验中,能证明可燃物通常需要接触空气才能燃烧的实验事实是(填序号,下同) ______;能证明可燃物必须达到一定温度(着火点)才能燃烧的实验事实是______。
(3)“化学实验的绿色化”要求实验室的“三废”排放降低到最低限度并能得到妥善处理,实验室的安全性和环境质量得到提升,师生的绿色化学和环保意识得到强化。图甲与图乙所示实验相比, ______更体现了化学实验的绿色化追求(填“甲”或“乙”)。
简单再现实验,容易导致死记硬背,思想僵化,不利于培养学生的创新精神和实践能力。
与常规考查燃烧条件的试题不同,此题不是要求学生记住有关燃烧的条件。第(1)题考查学生实验观察和分析能力。第(2)题要求学生理解实验设计的原理,掌握控制实验条件、进行对比实验的科学思维方法,根据有关结论寻找实验事实和证据。第(3)题则考查学生实验装置比较评价能力,渗透绿色化学理念和环境保护教育。
4.提炼化学史中的真实问题
化学史中科学家发现和解决的真实化学问题,是化学教学和命题的重要资源。模拟科学家发现、研究问题的真实情境,可以设计考查学生科学探究能力的试题。
[例5] (2002年南京市中考题)著名化学家罗伯特·波义耳(Robert Boyle)在一次实验中,不小心将盐酸溅到紫罗兰花瓣上,过一会儿,他惊奇地发现,紫色的花瓣上出现了红点点。波义耳对这一意外的发现,作出了各种假设,经过多次实验验证,探究普遍规律,终于获得了成功。对紫罗兰花瓣遇盐酸变红的现象,你有哪些假设?请将你的各种假设以及验证假设的实验方案填写在下表中。
你对紫罗兰花瓣遇盐酸变你验证假设的实验方案
红现象的各种假设
该题再现科学家发现问题的真实情境,要求学生模仿科学家探究问题的方法,对问题提出合理假设并设计实验验证,将基本知识、基本技能和科学素养的考查置于模仿科学家探究问题的真实情境之中,渗透科学态度和方法教育。
5.利用研究性学习中的真实问题
学生在运用化学知识开展研究性学习时,面临的问题都是真实的化学问题,将这些问题情境编制成试题,既可以引导学生的研究性学习活动,也是考查学生化学素质和探究能力的好途径。下面的试题是以学生收集生活中常见物质建立家庭小实验室开展研究性学习的情境进行设计的,综合考查了物质的分类、性质及相互反应、书写化学方程式、完成实验报告、根据质量守恒定律和化学方程式进行计算等化学基础知识和技能。
[例6] (2006年南京市中考题)某同学收集生活中的物质(见下表),建立了家庭小实验室。请你参与下面的探究。
(1)下表是该同学对这些物质分类存放的情况,请你在表中填写物质类别。(选填“金属”“氧化物”“酸”“碱”“盐”“有机物”)
物质 蔗糖、酒精 铜丝、铁丝 盐酸 熟石灰 高锰酸钾、
食盐、钝碱
(2)(略)
(3)请你仅利用表中的物质及水制取氢氧化钠溶液,写出反应的化学方程式:______请你仅利用表中的物质作反应物,另写一个反应的化学方程式:______。
(4)请你自制指示剂并测定纯碱溶液的酸碱性,完成下面的实验报告(略)。
上面的试题根据试卷整体构成或教学的需要,也可以设计为更开放的主观题:(1)对表中的物质进行分类;(2)说出表中所列物质的构成微粒; (3)仅利用上述物质,你能制取哪些物质,写出有关的化学方程式;(4)设计实验自制指示剂并检测纯碱溶液的酸碱性,写出实验步骤、预期现象和对应的结论;(5)设计实验测定白醋中醋酸的质量分数。根据这些真实问题也可以设计成研究性学习型的综合复习课,复习有关物质多样性、物质分类方法、物质构成的奥秘、有关物质的性质、实验探究报告和化学方程式的书写、质量守恒定律的应用及根据化学方程式的计算。