習(xí)題的功能

摘要：本文對(duì)習(xí)題在學(xué)生學(xué)習(xí)和教學(xué)改革中的地位和作用進(jìn)行了探討。提出了擴(kuò)展題型的思路和具體建議，并設(shè)計(jì)了與部分新題型相應(yīng)的習(xí)題。

關(guān)鍵詞：題型擴(kuò)展；新課標(biāo)；基礎(chǔ)性；選擇性；時(shí)代性

文章編號(hào)：1005－6629(2007)11－0001－04中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

在中學(xué)化學(xué)教學(xué)改革工作的研究過程中，課程標(biāo)準(zhǔn)(或大綱)和教材被當(dāng)成重中之重，吸引了廣大專家學(xué)者和教師的注意力，這是無可厚非的，但是作為教學(xué)環(huán)節(jié)之一的習(xí)題，卻沒有得到應(yīng)有的重視，不能不認(rèn)為是一個(gè)遺漏。即使課程標(biāo)準(zhǔn)得到全面貫徹，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式實(shí)現(xiàn)了多樣化和自主化，習(xí)題仍然是不可或缺的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)手段之一。因此，提高習(xí)題質(zhì)量和擴(kuò)大習(xí)題功能的研究，應(yīng)當(dāng)成為教學(xué)改革研究的重要課題之一，而且應(yīng)該鼓勵(lì)廣大師生和關(guān)心中學(xué)教育的社會(huì)各界人士參與這個(gè)課題的研究。

1發(fā)揮習(xí)題的潛在功能

原來的習(xí)題功能，著眼于幫助學(xué)生更好地掌握相關(guān)課程的重點(diǎn)和強(qiáng)化對(duì)某些基本概念或原理的記憶或理解(或基本技能的掌握和訓(xùn)練)，在新的教學(xué)形勢(shì)下，這些功能顯然過于局限和單一，沒有充分發(fā)揮出它所具有的、潛在的其他教育功能。由于人們(包括學(xué)生)在日常生活、生產(chǎn)和其它社會(huì)活動(dòng)中不可避免地會(huì)遇到許多“問題”或者“困惑”，如對(duì)實(shí)際事件中問題的確定、分析和解決問題思路的提出；對(duì)信息真?zhèn)蔚姆直婧秃侠韮?nèi)核的把握；對(duì)有關(guān)資料的收集、整理和綜合等，以及在和他人進(jìn)行交往時(shí)如何做到恰如其分的提問和相互溝通，或如何恰當(dāng)?shù)乇磉_(dá)個(gè)人意見或提出建議等等，都可以看成廣義的“習(xí)題”。在解答這些“習(xí)題”時(shí)，所涉及的就不再局限于書本上的、僅與本學(xué)科相關(guān)的某個(gè)或某幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)了，除去文字或語言表述能力外，將涉及到一個(gè)人的文化和科學(xué)技術(shù)水平。人們?cè)诖诉^程中的綜合表現(xiàn)，大致與和人們常說的能力、水平或素質(zhì)相當(dāng)。我們也可以把這些活動(dòng)過程簡(jiǎn)化為一種“解題過程”，因?yàn)橥瑯咏?jīng)歷著“審題”、形成對(duì)問題的認(rèn)識(shí)和解題的基本思路、設(shè)計(jì)解題的方案和步驟、實(shí)踐和不斷地修改以及及時(shí)地改變解題方案等過程。所以課程習(xí)題雖然形式和內(nèi)容都比較簡(jiǎn)單，而且要求和課程知識(shí)點(diǎn)相配合，卻包含了分析解決“問題”時(shí)所必須經(jīng)歷的主要過程及一些常用的方法。為了更好地落實(shí)新課標(biāo)出的把過程方法、情感態(tài)度價(jià)值觀和知識(shí)技能并列為教育目標(biāo)的教育理念，研究并開發(fā)習(xí)題的新功能的工作應(yīng)當(dāng)引起教育界和社會(huì)各界的關(guān)注，并以此來代替并摒棄目前泛濫于市場(chǎng)的那些集舊題、偏題、怪題和耗費(fèi)師生大量精力的重復(fù)訓(xùn)練題于一身的所謂輔導(dǎo)材料。所以，發(fā)揮習(xí)題在素質(zhì)教育中的作用是一項(xiàng)具有創(chuàng)新意義的新課題。

2通過題型擴(kuò)展強(qiáng)化習(xí)題的功能

在初等教育中，習(xí)題功能的擴(kuò)展可以通過題型的更新和擴(kuò)展來進(jìn)行。在新題型的設(shè)計(jì)中，必須首先明確習(xí)題的改革在我國推行素質(zhì)教育的教學(xué)改革中的作用，才能適當(dāng)?shù)凑諏W(xué)科、教材和課程標(biāo)準(zhǔn)中按知識(shí)要求級(jí)別擬定習(xí)題的傳統(tǒng)做法，使師生的眼界擴(kuò)展到整個(gè)社會(huì)和整個(gè)自然界，只有這樣，“習(xí)題”才有可能走出新的路子來。例如，書面習(xí)作、動(dòng)手制作解題用的參考模型、自己動(dòng)手收集與問題有關(guān)的資料或通過試驗(yàn)取得數(shù)據(jù)、根據(jù)已知事件或資料提出問題或由學(xué)生自己擬定習(xí)題(包括復(fù)習(xí)題、自我檢測(cè)題或討論題等)、對(duì)偽科學(xué)事件的分析和批判、對(duì)科學(xué)技術(shù)新發(fā)明和新現(xiàn)象的簡(jiǎn)介和質(zhì)疑等等(包括將習(xí)題進(jìn)行中英互譯并加以解答，學(xué)生自組階段測(cè)驗(yàn)試卷等)，都可以成為新的題型。

僅僅有了新的題型，還是不夠的，必須按照學(xué)生的學(xué)段和本學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)來選擇習(xí)題的主要內(nèi)容。亦即化學(xué)習(xí)題仍然應(yīng)當(dāng)以與化學(xué)相關(guān)的內(nèi)容、事件或技術(shù)為主。在題材的選擇上，或以強(qiáng)化或鞏固某個(gè)重要的概念或原理(包括學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的其他課程)為主；或以提高學(xué)生的興趣為主，如選擇一些貼近學(xué)生生活或貼近社會(huì)并與化學(xué)有關(guān)的知識(shí)或事件；或以有助于學(xué)生建立或增強(qiáng)資源概念、環(huán)境觀念、是非觀念的資料收集、信息分析和解析為主的實(shí)踐活動(dòng)、討論或“論文”寫作等等，都是過去重視得不夠但卻具有教育意義和價(jià)值的一些方面。當(dāng)題型和學(xué)生尋求解答的方式得到擴(kuò)展之后，課程標(biāo)準(zhǔn)所強(qiáng)調(diào)的基礎(chǔ)性、時(shí)代性和選擇性原則在習(xí)題環(huán)節(jié)上也將得以體現(xiàn)，將更加有利于模塊式教材的教學(xué)設(shè)計(jì)和貼近學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)要求。

教學(xué)改革是一個(gè)系統(tǒng)工程，不允許偏廢任何一個(gè)方面，但是完成教學(xué)改革卻要求認(rèn)真研究和完善所有的教學(xué)環(huán)節(jié)。新課標(biāo)中提倡的教育理念和新的教學(xué)環(huán)節(jié)固然需要我們花大力氣去學(xué)習(xí)和實(shí)踐，一些我們?cè)缫咽煜さ慕虒W(xué)環(huán)節(jié)，如課堂教學(xué)、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)也需要我們進(jìn)行探索和有效地改革。“熟悉”導(dǎo)致的“輕車熟路”有時(shí)會(huì)成為限制思維自由度的“包袱”或曰慣性。一旦克服了這種慣性，經(jīng)驗(yàn)就會(huì)起著加速改革過程的作用，在習(xí)題改革的實(shí)踐中(對(duì)于我們來說，同樣是一次探究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐)，反而能夠做到事半功倍。

3擴(kuò)展新題型的思路

本文所提出的新題型，和目前比較流行的服務(wù)于應(yīng)試的題型分類有所不同。著眼于思維和常用解題方法的訓(xùn)練和實(shí)踐，力圖能夠體現(xiàn)新課標(biāo)中提出的三維教育目標(biāo)和學(xué)以致用的原則。所列舉的題型是不完備的，有待于不斷補(bǔ)充和修改。文中附有部分樣題，由于篇幅所限，所列樣題未能覆蓋所提出的所有新題型，但是可以比較具體地展示我們的基本認(rèn)識(shí)和改革思路，希望能夠起到拋磚引玉的作用。

編制題型的思路：

1.有明確的應(yīng)用背景或可以動(dòng)手實(shí)踐者

2.有實(shí)際意義數(shù)據(jù)的整理、作圖和分析

3.有助于擴(kuò)展思維空間者

4.有助于加深對(duì)新技術(shù)的了解者

10.根據(jù)科學(xué)原理設(shè)計(jì)工作器件

11.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(原理，機(jī)構(gòu)或工作內(nèi)容)用以展示原理、觀察現(xiàn)象或驗(yàn)證設(shè)想

12.物質(zhì)物性的推算或化學(xué)性質(zhì)的推測(cè)

13.關(guān)于某些科技發(fā)明的討論和建議

14.和運(yùn)動(dòng)和健康有關(guān)的衛(wèi)生常識(shí)，如營養(yǎng)、醫(yī)藥(如可控釋放)等

15.與能源、環(huán)境、信息技術(shù)有關(guān)的問題

16.對(duì)錯(cuò)誤信息或偽科學(xué)事件的分析與評(píng)論

17.化學(xué)史中某些事件的分析討論

4新題型化學(xué)習(xí)題22例(部分附有簡(jiǎn)單的解答)

1.CO和N2的總質(zhì)子數(shù)和總電子數(shù)相同，稱作同電子體系，CO2和CH4的同電子體系各是什么？

答：CO2的同電子體系有N2O、CNF等，CH4有NH3，H2O，HF等。

注1：這道題主要用來幫助學(xué)生熟悉元素周期系。

注2：在討論同電子體系時(shí)，氫核可以不計(jì)在內(nèi)，所以后一題答案中的同電子化合物的原子核數(shù)目并不相等，這是和CO2的情況不同之處。

2.冬天雪后，為了清除積雪，常用潑灑鹽水的方法，為什么？據(jù)說對(duì)汽車底盤和下水道中的鑄鐵管都會(huì)產(chǎn)生不利的影響，這是為什么？

答：鹽水結(jié)冰的溫度遠(yuǎn)低于純水，所以冰在同溫度的鹽水中將自動(dòng)熔化。但是鹽水中所含的氯離子對(duì)鐵質(zhì)或銅質(zhì)的設(shè)備和零件有強(qiáng)烈的腐蝕作用。至少可以認(rèn)為鹽在鐵器的電化學(xué)腐蝕中起了電解質(zhì)的作用。

3.AgNO3稀溶液和NaCl的稀溶液反應(yīng)時(shí)，生成的AgCl白色沉淀在日光照射下會(huì)變?yōu)楹谏Ｈ绻麅煞N溶液都非常稀薄時(shí)，有時(shí)看不到沉淀，見到的是黑色的渾濁液。有人認(rèn)為這個(gè)現(xiàn)象可以用來理解照相過程，是這樣的嗎？

答：當(dāng)AgNO3溶液和NaCl溶液都很稀時(shí)，生成的AgCl因?yàn)轭w粒非常小，呈膠體狀態(tài)，這時(shí)它的比表面很大，所以AgCl的光分解速度很快，在膠體凝聚成沉淀之前，就變黑了。照相過程正是利用了這種現(xiàn)象，亦即膠態(tài)AgCl的光敏感性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于微小的AgCl顆粒。

注：照相底版中的明膠是用來保持膠態(tài)AgCl的穩(wěn)定性和均勻分散性，此外還要加入多種增感染料以加寬所吸收的光的波長范圍，從而改善影像的對(duì)比度和反差。

5.維生素C(ascorbic acid抗壞血酸)被認(rèn)為能夠通過把亞硝酸根離子轉(zhuǎn)變?yōu)镹O氣體而具有防止前者對(duì)胃所產(chǎn)生的致癌作用。它在這個(gè)作用中的角色是什么？已知反應(yīng)為抗壞血酸變成去氫抗壞血酸，變化為：

C6H8O6→C6H6O6

請(qǐng)完成這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)式。

答：在這個(gè)反應(yīng)里，抗壞血酸起的作用是還原劑。反應(yīng)式為：

C6H8O6+[O]→C6H6O6+H2O

注：抗壞血酸是一種常用來清除人體內(nèi)的活性氧的藥劑。

6.某鋁廠每年生產(chǎn)鋁錠65000000kg，需要原料鋁釩土多少噸?(2.1kg鋁礬土礦石可以生產(chǎn)1kg氧化鋁)。需要用去多少度電(1kg鋁需要用電17kWh)？

答：需鋁礬土65000000×2.1=1.37×108kg

需電力65000000×17=1.1×109kWh

7.一份巨無霸漢堡包可提供500kJ的能量。如果每步行1小時(shí)需要能量為170kJ，要走多久才能把這些能量消耗掉？

答：500kJ+170kJ/h=2.97h≈3h

8.1kg人體脂肪可存貯約3220kJ的能量。一般人每行走1km大約要消耗170kJ的能量。如果此人每天步行5km，1年中因此而消耗的脂肪大約是多少？

答：每年要消耗脂肪約5km/d×365d×170kJ/km÷32200kJ/kg=9.95kg≈10kg

9.為下列廢物各選擇一種你認(rèn)為比較合適的處理方法。盡量有針對(duì)性，并且說明你的理由。

a)被鐵鹽污染了的鹽酸；

b)苦味酸(一種炸藥)；

c)被PCBs污染了的豆油；

d)被生產(chǎn)青霉素時(shí)的殘?jiān)廴玖说恼焱椤?/p>

答：a.利用蒸餾；通過強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂；或用熟石灰處理。

b.埋藏在潮濕的土壤中或焚燒(苦味酸需要用引爆劑引爆)。

c.焚燒。

d.過濾然后蒸餾分離出正戊烷。

10.第一個(gè)適用的蓄電池是Gaston Plante在1859年發(fā)明的。他的電池由兩塊用橡膠片隔開的鉛板浸入10%的硫酸水溶液而組成。這樣的鉛蓄電池在現(xiàn)在行駛著的汽車和卡車?yán)锒伎梢砸姷健＠眠@個(gè)事實(shí)來描述鉛和其他主族金屬的活潑性的差別。

答：在主族金屬中，鉛處于IVA和第6周期。屬于不很活潑的金屬之一，它在金屬電動(dòng)次序表中雖然排在氫之前，但是在稀硫酸中由于生成的硫酸鉛不溶于稀硫酸，并不會(huì)繼續(xù)反應(yīng)下去，而它的Pb+2在電解條件下可以分別在兩極生成Pb和PbO2，卻可以把電能儲(chǔ)蓄下來。由于PbSO4、Pb和PbO2都是固體，可以附著在電極上，因此可以滿足蓄電池的要求。

11.為什么鋁用來制造罐頭時(shí)，必須在金屬表面上覆蓋塑料以防止它因和食品中的酸接觸而被溶解；而錫制的罐頭就不必覆蓋塑料膜？

答：這是利用了鋁金屬的延展性。但是鋁與錫相比，前者是一種較活潑的金屬，容易和食品中的酸發(fā)生作用，所以要覆蓋一層塑料膜。而對(duì)于食品中所含的弱酸，錫不易發(fā)生作用，同時(shí)因?yàn)殄a制的的罐頭在錫鍍膜下是鐵基體，比錫要活潑，對(duì)錫可以起保護(hù)作用。此外，鐵元素對(duì)于人體不算是有害元素。

12.孩子們經(jīng)常認(rèn)為金屬例如鐵在銹蝕后，重量會(huì)減少。請(qǐng)解釋為什么他們會(huì)這樣地想，并且為什么是錯(cuò)的。

答：孩子通常只注意到鐵器在腐蝕后的損失，沒有計(jì)入鐵腐蝕后產(chǎn)生的氧化鐵的質(zhì)量。由于鐵在腐蝕時(shí)結(jié)合了環(huán)境中的氧，所以總質(zhì)量反而會(huì)增加。由反應(yīng)式可以清楚地看出這一點(diǎn)。

4Fe+3O2→2Fe2O3

13.以前，自行車的氣門芯是用部分硫化的橡膠制成的，我國現(xiàn)在自行車用的氣門芯主要是用聚氯乙烯制成的。請(qǐng)解釋為什么現(xiàn)在用的氣門芯在夏天和冬天都比較容易損壞？

14.在設(shè)計(jì)家用的噴霧器罐時(shí)，要求能夠承受400kPa的壓力，如果氣體是在25℃時(shí)充入的，當(dāng)時(shí)的壓力只有200kPa，試推算這個(gè)噴霧器罐在350℃時(shí)，是否有可能因?yàn)楦浇幸粡堻c(diǎn)燃的紙而使它發(fā)生爆炸？

答：350℃時(shí)罐內(nèi)的壓力為：P=200kP×(350+273)÷(25+273)=418kPa

因?yàn)榇藭r(shí)罐內(nèi)的壓力已經(jīng)接近罐的耐壓極限，有可能發(fā)生爆炸。

15.家用汽車和公交車相比，前者的耗油量大約是后者的1/5左右(按行駛每1km計(jì))。假設(shè)前者和后者在行駛時(shí)所排出的污染物的比率大致也是1/5左右。如果后者載運(yùn)乘客量平均為50人，前者平均為2人，請(qǐng)對(duì)比它們?cè)谌剂侠煤臀廴经h(huán)境方面是否各有優(yōu)劣？

16.有些即使已經(jīng)配平了的化學(xué)方程式也會(huì)使化學(xué)家陷入困惑，例如光合作用的化學(xué)反應(yīng)式就是一例，6CO2+6H2O+hv→C6H12O6+6O2

從化學(xué)反應(yīng)式來看，O2好像都來自CO2，可是實(shí)際上卻與H2O有關(guān)。試對(duì)這個(gè)結(jié)論做出您自己能夠的解釋。

答：這是一道開放性習(xí)題，不必要求有唯一的答案。

提示：CO2是碳的最高氧化形式，變成葡萄糖要有一個(gè)還原過程，水分解后產(chǎn)生的氫可以起所要求的還原作用，所以必然有一半的氧來自水。

17. 35Cs用于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘的校準(zhǔn)，因而被稱作銫原子鐘。135Cs每秒發(fā)射的電磁波的周期數(shù)為9192631770±20，作為計(jì)時(shí)時(shí)的精度可以達(dá)到8/1014。試證明之。

18.公元2000年8月北京青年報(bào)報(bào)道，建國門的地下煤氣管道由于地下雜散電流的多年作用，發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，需要更換。請(qǐng)您根據(jù)這段消息，考慮以下幾方面的問題，并試編成一些習(xí)題請(qǐng)您的同學(xué)來回答。

(1)電化學(xué)腐蝕機(jī)理和證明所提機(jī)理的實(shí)驗(yàn)；

(2)今后可以采用的防止或減緩腐蝕的方法；

(3)通過某種測(cè)量估算給定長度的地下鋼管的腐蝕速度的簡(jiǎn)易方法。

19.下表是生產(chǎn)每噸工業(yè)用原材料時(shí)的平均能耗：

1.請(qǐng)畫出一張柱狀圖來表示表中的數(shù)據(jù)。

2.下面是生產(chǎn)每1m3有關(guān)工業(yè)材料時(shí)的能耗(MJ)數(shù)據(jù)；

*括號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)表示可以從廢塑料中回收的能量。

a.請(qǐng)把表中的數(shù)據(jù)也畫成一張柱狀圖，比較這些材料在兩張圖中的位置并討論出現(xiàn)不同的原因。

b.為什么生產(chǎn)鋁的能耗如此之高？

c.銅比鋼鐵耗能少，為什么制造汽車的材料以鋼鐵為主？

d.為表中所列的每種材料各舉一種用途，并簡(jiǎn)要解釋為什么會(huì)有您所想到的用途？

20.公元2000年，有人合成了一種名為八硝基立方烷的炸藥，其爆炸力據(jù)說是迄今已有的炸藥中最強(qiáng)的一種。

1.請(qǐng)畫出它的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。

2.通過與TNT或NH4NO3的比較，您能否對(duì)以上的說法提出自己的看法？

3.如果您同意以上的說法，那么您認(rèn)為下一個(gè)超過八硝基立方烷的炸藥，應(yīng)當(dāng)具有什么樣的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)式？

21.最近有人建議用液態(tài)氨作為一種清潔的汽車用燃料，請(qǐng)根據(jù)所知道的有關(guān)液氨的性質(zhì)，提出對(duì)這個(gè)建議的可行性和可能出現(xiàn)的問題的看法。

提示：從儲(chǔ)能密度(kJ/L)來看，烴燃料為2-3×104kJ/L，氨和氫則在1×104kJ/L左右。所以就汽車燃料而言，烴燃料有明顯的優(yōu)勢(shì)，不僅如此，在供應(yīng)，價(jià)格等方面都有其優(yōu)勢(shì)。不過，氫和氨的儲(chǔ)能密度還是夠用的，更重要的是，它們屬于汽車用清潔燃料。

氨的氧化或燃燒反應(yīng)中，與作為燃料相關(guān)的反應(yīng)主要的有以下3個(gè)：

4NH3+3O2→2N2+6H2O (1)

4NH3+5O2→4NO+6H2O(2)

4NH3+6NO→5N2+6H2O(3)

22.如果把邊長為1cm的立方形可燃固體分散成為邊長為100nm(1nm=10-12m)的立方體，它的表面積將增大多少倍？如果這種固體的燃燒速率和它的表面積成比，請(qǐng)用您所得到的數(shù)據(jù)說明，為什么當(dāng)某個(gè)不通風(fēng)的空間內(nèi)有大量可燃性粉塵存在時(shí)，遇到明火或電火花時(shí)極易發(fā)生爆炸。

以上的習(xí)題，大都選自國外的化學(xué)教材(有的做了適當(dāng)?shù)母木?，僅供大家參考。有些題型是我們過去很少見到和想到的，但是讀來頗有新鮮之感，饒有興味。可惜至今題源仍然匱乏，如果廣大老師們認(rèn)同本文的基本觀點(diǎn)并發(fā)揮自己的積極性和創(chuàng)造性，分出一部分精力用于新題型的開發(fā)和編制新習(xí)題，集思廣益，將有助于解決題源問題。

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。”