化學(xué)新課程“定量實(shí)驗(yàn)”的作業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)施

文章編號(hào)：1005－6629(2008)06－0034－04中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

研究“定量實(shí)驗(yàn)”的作業(yè)設(shè)計(jì)基于兩點(diǎn)原因。其一，作業(yè)現(xiàn)狀。根據(jù)有關(guān)調(diào)查，相當(dāng)一部分教師作業(yè)設(shè)計(jì)的隨意性較大，偏重“知識(shí)與技能”，缺失“過(guò)程與方法”，忽視“情感、態(tài)度與價(jià)值觀”，導(dǎo)致作業(yè)質(zhì)量不高。如何合理設(shè)計(jì)作業(yè)，有效實(shí)施作業(yè)，許多教師面臨困惑。其二，教材改革。上海市二期化學(xué)新課程將三個(gè)定量實(shí)驗(yàn)（即：測(cè)定1摩爾氣體的體積、結(jié)晶水合物中結(jié)晶水含量的測(cè)定、酸堿滴定），集中布局、單獨(dú)成章（高二第十章“學(xué)習(xí)幾種定量測(cè)定方法”），并突出“四個(gè)板塊”的教學(xué)要求，即：“探究活動(dòng)”、“裝配操作練習(xí)、“走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”、“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”，這對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求。如何利用作業(yè)環(huán)節(jié)來(lái)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)和探究能力，是教師面臨的挑戰(zhàn)。本文是筆者針對(duì)“定量實(shí)驗(yàn)作業(yè)的設(shè)計(jì)”所作的初步的思考和探索，向同行們請(qǐng)教。

1作業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

1.1作業(yè)設(shè)計(jì)要體現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

定量實(shí)驗(yàn)中的作業(yè)內(nèi)容一定要與“實(shí)驗(yàn)原理”、“操作要點(diǎn)”和“誤差分析”三個(gè)要素有關(guān)，是為認(rèn)識(shí)原理、掌握技能和為培養(yǎng)探究思維能力服務(wù)的。比如，設(shè)計(jì)“測(cè)定1摩爾氣體體積”實(shí)驗(yàn)的作業(yè)，就不能將“氣體摩爾體積”的概念或有關(guān)的計(jì)算作為作業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，而要突出該實(shí)驗(yàn)的原理、操作程序和誤差分析。

1.2 作業(yè)設(shè)計(jì)要體現(xiàn)三維目標(biāo)的理念

設(shè)計(jì)的“簡(jiǎn)答題”和部分“填空題”，突出操作程序和實(shí)驗(yàn)技能，主要體現(xiàn)第一維目標(biāo)；“選擇題”、部分“填空題”、“判斷題”，強(qiáng)化操作過(guò)程，引導(dǎo)誤差分析，主要體現(xiàn)第二維目標(biāo)；“操作題”、“探究題”，突出任務(wù)驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)專題研究，主要體現(xiàn)第三維目標(biāo)。

1.3 作業(yè)設(shè)計(jì)要體現(xiàn)精致典型的要求

定量實(shí)驗(yàn)作業(yè)中的精致性，要求作業(yè)必須關(guān)注實(shí)驗(yàn)操作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重要操作，體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的重要誤區(qū)；典型性，要求作業(yè)要體現(xiàn)基本的題型、常見(jiàn)的問(wèn)式和破題的范式。比如，“酸堿中和滴定”中“錐形瓶是否需要用待測(cè)堿液洗滌”等問(wèn)題，題目常以問(wèn)答或填空題的形式出現(xiàn)，對(duì)此我們要給予關(guān)注。

1.4 作業(yè)設(shè)計(jì)要體現(xiàn)課程建設(shè)的思想

設(shè)計(jì)合理的定量實(shí)驗(yàn)作業(yè)可為學(xué)校的課程建設(shè)添磚加瓦。具體做法是：一，向?qū)W校領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)、申請(qǐng)，爭(zhēng)取成為學(xué)校認(rèn)可的校本課程建設(shè)的一部分。二，從研究型課程的實(shí)施要求來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)小組組合和團(tuán)隊(duì)實(shí)踐。三，規(guī)定一定的時(shí)間、空間，課外完成。比如半個(gè)月或一個(gè)月時(shí)間，由學(xué)生自由組隊(duì)，自主探究。第四，關(guān)注體驗(yàn)，重視考核和激勵(lì)。

1.5 作業(yè)設(shè)計(jì)要體現(xiàn)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和教學(xué)階段

作業(yè)設(shè)計(jì)分為“基礎(chǔ)性練習(xí)”和“提高性練習(xí)”。“基礎(chǔ)性練習(xí)”主要供新課使用和相對(duì)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生使用，“提高性練習(xí)”主要在復(fù)習(xí)課中使用，也供優(yōu)秀學(xué)生自主發(fā)展。“基礎(chǔ)性練習(xí)”或“提高性練習(xí)”，又分為“鞏固練習(xí)”和“診斷練習(xí)”。兩者難度接近，供教師在不同的教學(xué)階段選用，前者發(fā)揮形成、鞏固新知的作用；后者突出檢測(cè)、診斷效果的功能。

2 作業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)

下面以“測(cè)定1摩爾氣體的體積”的定量實(shí)驗(yàn)為例，分析作業(yè)設(shè)計(jì)的“四個(gè)”環(huán)節(jié)：

2.1按照“二縱”和“六橫”，初建作業(yè)的設(shè)計(jì)和管理框架

（1）框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵和說(shuō)明。“二縱”，即指“基礎(chǔ)性練習(xí)”和“提高性練習(xí)”；“六橫”，即指“題型”、“題號(hào)”、“內(nèi)容”、“安排”、“目標(biāo)”、“建議”。其中，“目標(biāo)”中，“第1維”指“知識(shí)與技能”；“第2維”指“過(guò)程與方法”；“第3維”指“情感、態(tài)度與價(jià)值觀”。“內(nèi)容”中的“專題研究”，指根據(jù)“研究型課程”的要求進(jìn)行專題學(xué)習(xí)，或體現(xiàn)課堂教學(xué)中的“研究性學(xué)習(xí)”。

（2）框架內(nèi)容的操作和程序。框架內(nèi)容的建構(gòu)順序一般是：①建立“二縱”、“六橫”的坐標(biāo)；②填充“安排”一欄中的“鞏固”、“診斷”；③選編充裕的題目；④根據(jù)“基礎(chǔ)性練習(xí)”和“提高性練習(xí)”的不同要求，分成兩類；在每一類內(nèi)標(biāo)注基本“題型”；⑤在“基礎(chǔ)性練習(xí)”和“提高性練習(xí)”組別內(nèi)，根據(jù)“鞏固”、“診斷”的要求，再各自分類。操作原則是：題量相當(dāng)，并相當(dāng)于一次作業(yè)量；難度接近，允許“診斷”略微高于“鞏固”；⑥根據(jù)題目的具體內(nèi)容，在“內(nèi)容”一欄內(nèi)填寫“操作要點(diǎn)”、“實(shí)驗(yàn)原理”、“誤差分析”或“專題研究”等；⑦在“目標(biāo)”一欄內(nèi)標(biāo)注目標(biāo)維度，如主要指向“知識(shí)與技能”的填寫“第1維為主”；⑧在“建議”一欄內(nèi)，填寫實(shí)施建議。

2.2聚焦“內(nèi)容”和“要求”，建立初選題組，做好精選準(zhǔn)備

做好題目的初選工作，建立初選題組，非常關(guān)鍵，也是建構(gòu)作業(yè)方案的基礎(chǔ)性工作，具體有三個(gè)操作策略：

（1）首先，聚焦“內(nèi)容”和“要求”維度進(jìn)行操作。“內(nèi)容”分為“實(shí)驗(yàn)原理”、“操作要點(diǎn)”、“誤差分析”、“專題研究”等。“要求”分為“基礎(chǔ)性練習(xí)”和“提高性練習(xí)”。“基礎(chǔ)性練習(xí)”主要供新課使用和相對(duì)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生使用，“提高性練習(xí)”主要在復(fù)習(xí)課中使用，也供優(yōu)秀學(xué)生自主發(fā)展。聚焦這兩個(gè)維度進(jìn)行題目初選，使選題工作的全過(guò)程貫穿實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求，也便于及時(shí)把握題目的難度差異，促進(jìn)后續(xù)工作的順利開展。

（2）其次，針對(duì)“充裕”和“平衡”原則進(jìn)行調(diào)整。“充裕”，即選取的題目數(shù)量要充足一些，要有一定的備選余地；“平衡”，即：“內(nèi)容”、“要求”、“安排”三個(gè)欄目中的相應(yīng)對(duì)象之間，在題目的數(shù)量上盡可能取得一定的平衡，同時(shí)要以“基礎(chǔ)性練習(xí)”或“提高性練習(xí)”作為兩次作業(yè)量（約1小時(shí)）作為衡量的參照進(jìn)行題目數(shù)量的控制。之后，調(diào)整“鞏固”和“診斷”題組的數(shù)量和要求（1次作業(yè)量，約半小時(shí)）。

2.3 對(duì)照設(shè)計(jì)框架，核準(zhǔn)初選質(zhì)量，增漏補(bǔ)缺，完成作業(yè)初案

完成題目的初選工作已經(jīng)成功了一半，下面的工作就是對(duì)照作業(yè)的設(shè)計(jì)框架，完成作業(yè)初案。具體做好三項(xiàng)工作：

（1）核準(zhǔn)初選題目的質(zhì)量和分類。首先，對(duì)每個(gè)題目的科學(xué)性進(jìn)行研究判斷，題目必須科學(xué)無(wú)誤；其次，對(duì)每個(gè)題目分類是否恰當(dāng)作判斷，重點(diǎn)對(duì)其所屬“內(nèi)容”和“要求”的分類進(jìn)行判斷，對(duì)“安排”一欄（即“鞏固”、“診斷”）的分類只要求難度接近就可以了。

（2）對(duì)每個(gè)題目做好“目標(biāo)”的粗略判斷和標(biāo)注。“目標(biāo)”分為三個(gè)維度，即“知識(shí)與技能”、“過(guò)程與方法”和“情感、態(tài)度與價(jià)值觀”，許多題目的“目標(biāo)”取向不單一，二維或三維混合在一起，我們不可能、也沒(méi)有必要對(duì)其作截然的單維度切分，可以某一維為主進(jìn)行粗略判斷就可以了。

（3）增補(bǔ)缺漏，修正數(shù)量。通過(guò)以上兩項(xiàng)工作，題目原有分類的格局肯定變化了，所以接下來(lái)的工作就是要根據(jù)初始格局的變化情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，主要是兩項(xiàng)工作：一是增補(bǔ)缺漏的題目。可以重新選題，也可以在原題上作修改，使之符合要求；二是修正各個(gè)欄目的題目數(shù)量，題目數(shù)量要做到充裕而不多余。

2.4 針對(duì)“要求”、“安排”，根據(jù)教學(xué)實(shí)際，提出“建議”，完成定案

這里的“建議”，主要是指使用的“時(shí)間”、“輪次”、“功能”和“方式”。“時(shí)間”是指課內(nèi)使用或課外使用。“輪次”分為三輪，第一輪是新課，第二輪是復(fù)習(xí)課，第三輪是總復(fù)習(xí)課或拓展提高課。“功能”是指典型例題、鞏固訓(xùn)練、檢測(cè)診斷或課后作業(yè)。“方式”是指以教師講析為主，還是以學(xué)生討論為主，或是師生共同參與探討。針對(duì)“要求”（“基礎(chǔ)性練習(xí)”或“提高性練習(xí)” ）和“安排”（“鞏固”或“診斷” ）提出實(shí)施“建議”，可參照三條原則：一，目的性原則，即：根據(jù)三維目標(biāo)的重點(diǎn)指向來(lái)實(shí)施作業(yè)。二，階段性原則，即根據(jù)教學(xué)的階段和學(xué)生的發(fā)展來(lái)實(shí)施作業(yè)。三，分層性原則，即：根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和能力來(lái)實(shí)施作業(yè)。提出實(shí)施“建議”之后，再認(rèn)真檢查一遍，完成作業(yè)設(shè)計(jì)的最后方案。

3 作業(yè)設(shè)計(jì)的案例

案例1“基礎(chǔ)性練習(xí)”之“鞏固練習(xí)”

一、簡(jiǎn)答題

左圖為測(cè)定常溫下1mol氫氣的體積的實(shí)驗(yàn)裝置，下面是其中的實(shí)驗(yàn)操作（已知C的量程為110-130毫升）。請(qǐng)根據(jù)要求回答問(wèn)題：

（1）做好氣密性檢查。

（2）用砂皮擦去鎂帶表面的氧化物，然后稱取0.1-0.11克鎂帶（精確到0.001克）。

（3）裝配好測(cè)定裝置。

（4）將鎂帶用紙舟投入到氣體發(fā)生器的底部，用橡皮塞塞緊。

（5）記錄實(shí)驗(yàn)室的溫度和壓強(qiáng)

（6）當(dāng)鎂帶完全反應(yīng)后，讀出液體量瓶中液體的體積，讀數(shù)估計(jì)至0.25mL。

（7）用針筒吸取10ml2mol/L的硫酸，注入氣體發(fā)生器，然后迅速拔出針筒。

（8）進(jìn)行計(jì)算，求出平均值。

（9）重復(fù)上述操作進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn)。

1．請(qǐng)用編號(hào)表示正確的操作步驟。

2.如何進(jìn)行試驗(yàn)裝置的氣密性檢驗(yàn)？

3．裝置圖中A、B、C的儀器名稱分別叫什么？

4．為何裝置中儲(chǔ)放的液體常采用紅色的品紅溶液？

5．當(dāng)測(cè)定1摩爾氫氣體積的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為什么要記錄測(cè)定環(huán)境的溫度？

6．為何稀硫酸要稍過(guò)量？

7．為什么說(shuō)液體量瓶的讀數(shù)不是氫氣的體積？如何得到氫氣的體積？

8．為何要進(jìn)行兩次平行操作，取其平均值?

9．該裝置能否用來(lái)測(cè)定1摩爾氯化氫氣體的體積？被測(cè)定的氣體有什么要求？

10．為什么鎂帶的稱取量由一定的范圍?

[實(shí)施建議]本題是一個(gè)習(xí)題群。第一種情況，新課使用（第一輪），在課堂教師演示實(shí)驗(yàn)之后，當(dāng)堂討論，鞏固強(qiáng)化操作要點(diǎn)；第二種情況，復(fù)習(xí)課使用（第二輪），可作為典型的教學(xué)例題當(dāng)堂講析，講透講實(shí)。1-10個(gè)小題教師可根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和教學(xué)進(jìn)程選擇使用。

案例2:“提高性練習(xí)”之“鞏固練習(xí)”

一、判斷題

根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理對(duì)表格內(nèi)的操作進(jìn)行誤差分析。Vm=（V_氣體×M_金屬）/m_金屬

[實(shí)施建議]“判斷題”供復(fù)習(xí)課（第二輪）使用。可在復(fù)習(xí)課上直接組織討論；也可作為學(xué)生新課后的作業(yè)，再在課堂上討論。使用的目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生利用Vm=（V_氣體×M_金屬）/m_金屬的計(jì)算式進(jìn)行誤差判斷，從而在腦海建立“自變量”和“因變量”之間的邏輯關(guān)系。操作時(shí)，教師可選擇以下幾個(gè)進(jìn)行舉例分析，然后請(qǐng)學(xué)生自主討論、回答。

二、簡(jiǎn)答題（略）

三、操作題

請(qǐng)同學(xué)們自由組合，3-5人一個(gè)小組，在兩周內(nèi)，完成“測(cè)定常溫下1mol氫氣的體積”實(shí)驗(yàn)，并完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

班級(jí)__________________實(shí)驗(yàn)小組編號(hào)_______________

成員名單______________日期_______________

室內(nèi)溫度______________，大氣壓__________________

[實(shí)施建議]

（1）和其他兩個(gè)實(shí)驗(yàn)一起，根據(jù)研究型課程的實(shí)施要求組織探究活動(dòng)。

（2）自由建組，推選組長(zhǎng)；相互合作，共同完成。

（3）鼓勵(lì)創(chuàng)新探索，每個(gè)小組完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并對(duì)誤差進(jìn)行全面分析。

（4）每人完成至少100字的活動(dòng)體會(huì)。

（5）小組長(zhǎng)對(duì)本組活動(dòng)進(jìn)行小結(jié)，并對(duì)組內(nèi)成員進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（6）選派小組代表在課上進(jìn)行活動(dòng)交流。

（7）開展默契小組和優(yōu)秀成果評(píng)選活動(dòng)，進(jìn)行研究型課程學(xué)分認(rèn)定。

（8）實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式如上，可根據(jù)情況適當(dāng)增補(bǔ)項(xiàng)目。

4作業(yè)實(shí)施的體會(huì)

4.1要處理好預(yù)設(shè)性與隨機(jī)性的關(guān)系

作業(yè)實(shí)施時(shí)要考慮學(xué)生的實(shí)際、教學(xué)的進(jìn)展，特別要考慮課堂上學(xué)生的反應(yīng)和學(xué)習(xí)的效果。為此，建議教師既要充分做好作業(yè)的預(yù)設(shè)方案；又要做好隨時(shí)根據(jù)教學(xué)情況進(jìn)行調(diào)整或增補(bǔ)的心理準(zhǔn)備。

4.2 要處理好作業(yè)難度與作業(yè)數(shù)量的關(guān)系

作業(yè)的難度體現(xiàn)的是思維的容量，作業(yè)的數(shù)量體現(xiàn)的是訓(xùn)練的時(shí)間和強(qiáng)化的程度。作業(yè)的設(shè)計(jì)應(yīng)把握適當(dāng)?shù)碾y度和數(shù)量的度，既給予學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，又能起到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的作用。

4.3 要處理好知識(shí)訓(xùn)練和能力培養(yǎng)的關(guān)系

定量實(shí)驗(yàn)作業(yè)，要適當(dāng)增加針對(duì)“過(guò)程與方法”維度的作業(yè)比率，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。在這里，尤其提醒要重視作業(yè)實(shí)施的方式。比如，純粹以小組形式完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，和在研究型課程思想指導(dǎo)下的問(wèn)題探究，其效果也是不一樣的。

4.4 要處理好三個(gè)實(shí)驗(yàn)的作業(yè)獨(dú)立性和作業(yè)相關(guān)性的關(guān)系

除了“操作題”之外，其他題型的作業(yè)獨(dú)立性都比較強(qiáng)，均可以根據(jù)教學(xué)進(jìn)展單獨(dú)實(shí)施；而“操作題”，三個(gè)定量實(shí)驗(yàn)，完全可以放在一起，以研究型課程的形態(tài)一起實(shí)施，統(tǒng)一時(shí)段、統(tǒng)一要求進(jìn)行集中管理和考核。

4.5 要處理好面向全體和促進(jìn)個(gè)性發(fā)展的關(guān)系

對(duì)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、能力薄弱的學(xué)生可增加一些“基礎(chǔ)性練習(xí)”和“鞏固練習(xí)”，而對(duì)學(xué)有余力、能力較強(qiáng)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，可適當(dāng)增加一些“提高性練習(xí)”，引導(dǎo)學(xué)生自主診斷和發(fā)展。同時(shí)，要因地制宜地組織實(shí)踐活動(dòng)，開展專題研究，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和科學(xué)精神。