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化学开放性习题以习题的开放性、答案的不确定性、问题背景的实践性和评价的灵活性为基本特征,按照化学新课程的基本要求,以培养学生的能力和素养为化学教学的根本宗旨,在以后的高考中会逐渐加大化学开放性试题的比例。应该说,广大教师化学开放性习题编制的经验还缺乏,方法体系还不够成熟,笔者对化学开放性习题的编制方法作了一些研究,现介绍如下:
一、利用假设情景设置开放性习题
科学研究的一种重要方法是:发现问题——提出假设——收集事实——科学抽象——得出结论——应用推广。所以,很多科学研究是从假设开始的。利用假设的情景来设置化学开放性习题,也理应成为化学开放性习题编制的一种重要方法。
例题1：假设水分子之间不存在氢键,则地球上的环境会怎么样?(说出一种或几种可能的现象)
例题2：由金属铝制取氢氧化铝时,可以用不同的途径来实现,如利用盐酸,氢氧化钠溶液,蒸馏水等。请假设几种有效的方法,写出反应的离子方程式,并比较得出其最佳制取方法。(此题是训练或考查学生对金属铝的两性,铝盐性质,铝盐与偏铝酸盐的水解等知识的理解、应用能力,解该题时,一方面,要求学生有较扎实的基础知识,把握全局的能力及比较抽象的水平。不同层次的学生,回答的程度会有差距,但每个学生都会有成功感觉。)运用假设情景编制开放性习题时,需要把假设的情景跟学生掌握的知识紧密结合起来,这种假设是在学生的知识范围之内的,學生通过思考是可以解决的。习题的假设,可以是教师设计题目时提供,也可以让学生自己提出,当然,后者对学生作出的要求更高,学生思维的开放程度更大。这类题对于培养学生的形象思维和逻辑思维能力都是非常有益的,学生通过训练这种类型的习题,也更深刻理解化学学科的一些思维法则。
二、利用实验、观测等设置开放性习题
高中化学新课程标准要求学生学会独立或小组合作进行实验操作、观察、分析推理。随着新课程的推开,利用实验设置开放性习题将作为训练、考察学生的重要手段。在与新课程相配套的各种化学教材中,也都设有化学实验的开放性问题。
例题3：通过多种途径可以制得氨气,现提供一些常见的药品(Zn、稀硫酸、空气、氯化铵固体、熟石灰、生石灰、氢氧化钠固体、浓氨水等)和一般的实验仪器(烧瓶、锥形瓶、试管、酒精灯、硬质玻璃管、橡皮塞、导管、集气瓶、水槽、石棉网、铁架台、铁圈、铁夹等)制取氨气,请设计一些合理、可行的方法,写出反应方程式,装配出气体发生装置并收集一瓶氨气。
依据反应生成氨气的化学原理以及所提供的仪器、药品,可以反应产生氨气的方法很多,例如:氯化铵固体与熟石灰加热;浓氨水中加入生石灰或固体氢氧化钠;加热浓氨水;加热氯化铵固体;锌和稀硫酸反应产生的氢气再与空气中的氮气催化制取氨气等等。学生可以从化学原理和操作尝试的结果,进行分析,不同基础的同学会得到一个或多个简便可行的制取氨气的实验方法。
利用实验设计开放性习题,可以是书面作业或测试,也可以让学生设计实验方案,教师批阅后以小组形式进实验室实验,实验结束后交上实验报告。此类习题能够有效地培养学生的实验动手能力、观察能力、分析综合能力;确立理论联系实际解决问题的观念;倡导学生独立学习和小组学习相结合,学会学习,学会应用。
三、利用生产、生活和科学实验设置开放性习题
高中化学新课程标准要求学生“从生产和生活中发现化学问题,独立地或以小组合作的方式进行探究,寻找解决问题的对策”。这种类型的开放性试题能较好地体现新课标的要求,也符合化学学科的认知目标要求。作为一个化学教师,应该经常关心生产和生活实际,利用已知的背景材料编制出开放性习题。
例题4：工业和交通的发展,大大提高了人民的生活水平,给人们的出行带来了很大的方便,但是也给环境带来了不利的影响,酸雨就是一种重要的污染物,它能使土壤酸化、农作物减产、树木大片死亡、腐蚀设备、损坏雕塑等等。请你结合本地区的实际情况回答:(1)引起本地区酸雨的因素有哪些?(2)有针对性地谈谈防治酸雨产生的方法。
这是一道考查学生认识化学与生产相结合的开放性习题。对于不同地区的学生,该问题回答的结果会不同,但是,只要学生回答切合本地的实际,就说明学生能把学到的化学知识与生产实际结合,学以致用,能恰当解决实际问题,就应该加以肯定,给予高分。
四、利用化学小论文设置开放性习题
以写小论文的形式设置化学开放性习题,就是在教师的指导下,学生利用掌握的知识,通过对问题的理解、阅读、实验和实践,总结思考,较系统地分析和解决问题。例题5)化学电池是一类在各个领域应用广泛的电池,它是依据化学原电池原理而设计出来的。请根据你掌握的知识并作一个调查,写出一篇关于化学电池的小论文,500字左右,要求列出你所知道的电池的种类、化学原理、特点、应用范围和使用注意点等。
从上题可以看出,学生的写作过程,实际上是研究性学习的过程,同学们为了创作出精彩文章,必须认真学习,总结化学知识,操作化学实验,参加社会实践,进行调查研究,收集各种资料、分析、综合、抽象,得出正确的结论。花的功夫越深,了解掌握得就越多,小论文的品位就越高。所以,这是一项极富创造性的精神劳动,是对以往的知识经验进行理解、领悟、内化,进而再发现、再加工、再创造。
一、利用假设情景设置开放性习题
科学研究的一种重要方法是:发现问题——提出假设——收集事实——科学抽象——得出结论——应用推广。所以,很多科学研究是从假设开始的。利用假设的情景来设置化学开放性习题,也理应成为化学开放性习题编制的一种重要方法。
例题1：假设水分子之间不存在氢键,则地球上的环境会怎么样?(说出一种或几种可能的现象)
例题2：由金属铝制取氢氧化铝时,可以用不同的途径来实现,如利用盐酸,氢氧化钠溶液,蒸馏水等。请假设几种有效的方法,写出反应的离子方程式,并比较得出其最佳制取方法。(此题是训练或考查学生对金属铝的两性,铝盐性质,铝盐与偏铝酸盐的水解等知识的理解、应用能力,解该题时,一方面,要求学生有较扎实的基础知识,把握全局的能力及比较抽象的水平。不同层次的学生,回答的程度会有差距,但每个学生都会有成功感觉。)运用假设情景编制开放性习题时,需要把假设的情景跟学生掌握的知识紧密结合起来,这种假设是在学生的知识范围之内的,學生通过思考是可以解决的。习题的假设,可以是教师设计题目时提供,也可以让学生自己提出,当然,后者对学生作出的要求更高,学生思维的开放程度更大。这类题对于培养学生的形象思维和逻辑思维能力都是非常有益的,学生通过训练这种类型的习题,也更深刻理解化学学科的一些思维法则。
二、利用实验、观测等设置开放性习题
高中化学新课程标准要求学生学会独立或小组合作进行实验操作、观察、分析推理。随着新课程的推开,利用实验设置开放性习题将作为训练、考察学生的重要手段。在与新课程相配套的各种化学教材中,也都设有化学实验的开放性问题。
例题3：通过多种途径可以制得氨气,现提供一些常见的药品(Zn、稀硫酸、空气、氯化铵固体、熟石灰、生石灰、氢氧化钠固体、浓氨水等)和一般的实验仪器(烧瓶、锥形瓶、试管、酒精灯、硬质玻璃管、橡皮塞、导管、集气瓶、水槽、石棉网、铁架台、铁圈、铁夹等)制取氨气,请设计一些合理、可行的方法,写出反应方程式,装配出气体发生装置并收集一瓶氨气。
依据反应生成氨气的化学原理以及所提供的仪器、药品,可以反应产生氨气的方法很多,例如:氯化铵固体与熟石灰加热;浓氨水中加入生石灰或固体氢氧化钠;加热浓氨水;加热氯化铵固体;锌和稀硫酸反应产生的氢气再与空气中的氮气催化制取氨气等等。学生可以从化学原理和操作尝试的结果,进行分析,不同基础的同学会得到一个或多个简便可行的制取氨气的实验方法。
利用实验设计开放性习题,可以是书面作业或测试,也可以让学生设计实验方案,教师批阅后以小组形式进实验室实验,实验结束后交上实验报告。此类习题能够有效地培养学生的实验动手能力、观察能力、分析综合能力;确立理论联系实际解决问题的观念;倡导学生独立学习和小组学习相结合,学会学习,学会应用。
三、利用生产、生活和科学实验设置开放性习题
高中化学新课程标准要求学生“从生产和生活中发现化学问题,独立地或以小组合作的方式进行探究,寻找解决问题的对策”。这种类型的开放性试题能较好地体现新课标的要求,也符合化学学科的认知目标要求。作为一个化学教师,应该经常关心生产和生活实际,利用已知的背景材料编制出开放性习题。
例题4：工业和交通的发展,大大提高了人民的生活水平,给人们的出行带来了很大的方便,但是也给环境带来了不利的影响,酸雨就是一种重要的污染物,它能使土壤酸化、农作物减产、树木大片死亡、腐蚀设备、损坏雕塑等等。请你结合本地区的实际情况回答:(1)引起本地区酸雨的因素有哪些?(2)有针对性地谈谈防治酸雨产生的方法。
这是一道考查学生认识化学与生产相结合的开放性习题。对于不同地区的学生,该问题回答的结果会不同,但是,只要学生回答切合本地的实际,就说明学生能把学到的化学知识与生产实际结合,学以致用,能恰当解决实际问题,就应该加以肯定,给予高分。
四、利用化学小论文设置开放性习题
以写小论文的形式设置化学开放性习题,就是在教师的指导下,学生利用掌握的知识,通过对问题的理解、阅读、实验和实践,总结思考,较系统地分析和解决问题。例题5)化学电池是一类在各个领域应用广泛的电池,它是依据化学原电池原理而设计出来的。请根据你掌握的知识并作一个调查,写出一篇关于化学电池的小论文,500字左右,要求列出你所知道的电池的种类、化学原理、特点、应用范围和使用注意点等。
从上题可以看出,学生的写作过程,实际上是研究性学习的过程,同学们为了创作出精彩文章,必须认真学习,总结化学知识,操作化学实验,参加社会实践,进行调查研究,收集各种资料、分析、综合、抽象,得出正确的结论。花的功夫越深,了解掌握得就越多,小论文的品位就越高。所以,这是一项极富创造性的精神劳动,是对以往的知识经验进行理解、领悟、内化,进而再发现、再加工、再创造。