論化學習題的科學性及影響因素

趙倩 馬宏佳

論化學習題的科學性及影響因素

趙倩 馬宏佳*

（南京師范大學課程與教學研究所化學與材料科學學院江蘇南京210097）

從科學和科學性界定入手，結合化學教育領域中科學性的多重語境，分析化學習題的科學性內涵及習題科學性與知識階段性和教學可接受性的關系。

化學習題；科學性；階段性；可接受性

化學習題既是化學學習的重要內容，又是化學學習評價的工具之一?；瘜W習題的科學性與知識建構的階段性和知識教學的可接受性三者密切相關，相互制約，是化學教學研究的基礎性問題之一。本文試圖從科學和科學性界定入手，結合化學教育領域中科學性的多重語境，分析化學習題的科學性內涵及習題科學性與知識階段性和教學可接受性的關系。

一、關于科學和科學性

“科學”一詞源于拉丁文Scientia，本意是知識和學問［1]。但隨著時代的發展，科學一詞的多義性及其本身的復雜性逐漸顯現。英國的羅吉爾·培根最早對科學本質發表看法，指出“科學就是推理加經驗”［2]。達爾文則把“科學”定義為整理事實，從中發現規律，做出結論［3]。喬治·薩頓則視“科學”為系統的、實證的知識，或在不同時代、不同地方所得到的被認為是這樣的東西［4]。我國1982年版的《簡明社會科學詞典》指出：“科學是關于自然、社會和思維的知識體系，是社會實踐經驗的總結，并在社會實踐中得到驗證和發展［5]。1999年版的《辭?！范x“科學”為運用范疇、定理、定律等思維形式反映現實世界各種現象的本質和規律的知識體系［6]。以上關于科學的界定盡管說法不一，但可概括為兩種基本認識：從靜態或理論方面看，科學是關于自然、社會和思維各個領域事物的具體規律性知識的理論體系。從動態的活動過程來看，科學是一種人類探索客觀事實和規律的知識體系的研究活動。簡單說來，科學就是一種認識，既包括對規律的描述，又包括對規律的發現過程。

“科學”與“科學性”是相關但不同的兩個概念?？茖W性是科學與真理的吻合程度?？茖W追求真理但不等同于真理，是揭示真理的主要形式［7]。人類不斷在實踐中獲得的對自然和人類自己的認識，這種認識是由淺入深、由局部到整體不斷深化和完善的，是不斷接受客觀事實檢驗的，是需要揚棄和進化的。因此，科學性是以一定條件為判斷前提的。人類對自然等諸多領域的許多問題只能不斷接近事物發生發展的本來面貌，不可能實驗還原。

二、化學教育領域中科學性的多重語境

化學教育領域中的“科學性”既有與一般意義上科學性一致的內涵，又有其使用的多重語境及獨特指代。通過對相關文獻資料的查閱，筆者發現教育領域中科學性主要在以下幾個方面：

1.作為教學原則之一的科學性

《教育大辭典》將科學性作為教學原則之一進行解釋，要求概念的表述、所作論證及事實的引述須準確嚴謹;教會學生掌握發現問題、分析問題、驗證理論的科學方法，并為學生正確掌握知識創造條件;培養學生實事求是、尊重科學的態度［8]。在此，科學性不僅指教學內容反映客觀規律性，在知識上準確嚴謹，而且指教學方法、教學組織形式遵循教育學、心理學原理，以符合教學規律要求的內容、方法、組織形式進行教學。簡言之，作為教學原則的科學性判斷標準是雙重的：學科的和教學的。

2.作為命題原則之一的科學性

科學性也是命題的重要原則之一?；瘜W命題的科學性是指問題設計必須符合客觀事實，所涉及的事實、知識和思想、方法必須是真實的，符合科學規律的，在化學問題解決中所倡導的情感、態度與價值觀的導向是正確的［9]。特級教師屈直［10]指出，科學性原則首先是指試題和練習題必須做到在所涉及的知識方面，科學性是正確的和準確的。其次，試題和練習題在引導學生的思維方面，思想方法也必須是科學的、正確的。簡言之，科學性是化學命題所涉及的三個目標維度——知識、方法與情感均要符合客觀規律。

3.作為教材編寫原則之一的科學性

科學性要求化學教材必須傳遞正確的自然科學知識，在學科知識上不能出錯誤，同時要體現科學的自然觀和方法論［11]?！度罩屏x務教育化學課程標準(實驗稿)》也提出了同樣的要求，“教材編寫要符合學生的思維發展水平”，“教材編寫必須研究學生的學習心理，利用一些可讀性強的情景材料和實驗激發學生的學習興趣。語言要生動活潑，通俗易懂，既富有感召力，又不失科學性?！保?2]即對教材編寫而言，科學性要求教材內容符合學科知識，編寫方式符合學生的思維發展水平和學習心理。

綜合上述觀點，不同的研究者對于不同語境中的科學性的定義是不相同的，但不同中又存在共性。教學、命題、教材都有其自身規律，相應的科學性就是與這些規律的符合程度。我們可以說：科學就是規律本身，科學性是與規律的符合程度。以教學為例，它本身有其客觀規律，教學的科學性就是教學涉及的方方面面要符合教學規律，化學命題與教材編寫亦如此?？茖W的內涵可界定為科學知識、科學方法和科學精神三個方面［13]。對化學而言，科學知識即化學學科知識;科學方法即探究化學學科知識的具體手段和過程，如歸納演繹、假設驗證等;科學精神則是體現在化學學科知識和方法中的思想或理念，如勤于思考、嚴謹求實、勇于創新等。而化學習題的科學性則還需要考慮教學的規律和認知的規律。

三、化學習題科學性的含義

化學習題是在化學教學中要求學生解決的化學問題?；瘜W習題的科學性是習題與學科、教學和認知規律的吻合程度。從學科角度說，化學習題的科學性可以從科學知識、科學方法、科學精神三個方面來理解。即化學習題的科學性要求所涉及學科知識準確嚴謹、對學生的方法技能要求適切合理、對學生情感態度價值觀引導積極正向。從教學角度說，習題的科學性要求便教易學，有恰當的教學定位和明確的教學功能。從認知的角度說，習題的科學性要求激趣誘學，有合適的認知層次和豐富的表現手法。

在學科角度上，從學科內容層面考查習題的科學性是習慣而自然的，但從科學方法和科學精神層面追求習題的科學性在相當程度上是被忽視和懸置的。人們對化學習題科學性的分析首先會考查學科知識是否準確嚴謹，即化學習題涉及的內容與化學學科知識的吻合程度。這是因為學科知識是載體，載體有問題，一切科學方法或科學過程、科學精神等都失去了依托，無從談起。也因為學科知識的對錯判斷標準明確清晰，便于操作。事實上，試題編制者主觀上總是追求習題內容與學科知識的一致性，并以此強調化學作為自然學科的特征——通過確定的事實和嚴密的邏輯來構建學科體系［14]的。然而，化學本身的一些特征，如化學概念的抽象性、化學事實的復雜性、化學規律的模糊性、化學理論的矛盾性常使得化學習題學科知識層面的科學性受到爭議。從科學方法和科學精神層面追求習題的科學性在相當程度上是被忽視和懸置的。因為這些內容通常是內隱的而不是外顯的，也因為習題編制者自己的學習過程中并未受到這方面的訓練和培養。所以在新課程強調知識技能、過程方法、情感態度價值觀的三維教育目標氛圍里，習題在科學方法和科學精神層面的科學性被懸置了，成為人人都知道需要，又不知道怎樣做到的一件事。

在教學和認知角度上，習題科學性在理論研究上是粗淺的，在實踐中是扭曲的。理論上的粗淺很大程度上緣于研究教學和認知的人化學知識不足、研究化學的人教學和認知理論不夠。實踐中的扭曲則與評價機制密切相關?？际裁唇淌裁?、靠題海長分數是其最常見的例證?；瘜W習題是輔助化學教學，幫助學生理解和掌握化學知識、促進學生發展的重要形式?；瘜W習題學科上的科學性再好，如果不與教學規律或認知規律匹配，不能算是科學的。一道化學習題設計得再嚴密、與學科知識一致性再好，學生讀不懂、理解不了，對教學而言仍是不成功的。因此，我們需要全面考查習題的科學性。不考慮學科知識的特征、脫離學生的實際情況來談化學習題的科學性是沒有任何意義和價值的。

四、影響化學習題科學性的因素

影響化學習題科學性的因素眾多，但基本可概括為兩類：知識的階段性和教學的可接受性。前者體現化學學科知識屬性和結構對習題科學性的制約，后者反映教學原則和學生認知規律對習題科學性的規范。

1.處理好科學性與知識階段性的關系

化學是自然科學的一個分支，總體上說知識的邏輯結構是垂直型的。其知識體系的構建是有層次的，從低級到高級、從簡單到復雜遞進式的，難以跳躍或從中間切入。比如：必須先有元素符號，才能有分子式;有了分子式，才能有化學方程式。這不同于社會科學的扁平化知識結構，比如世界歷史，可以先學美國史，也可以先學英國史。

如果進一步細分，化學知識的邏輯結構又是垂直、扁平、再垂直的?；A教育階段初高中化學知識是垂直型的;大學中的化學知識平行程度增加，無機、有機、分析、物化、結構基本各自成垂直體系，相互卻幾乎是平行關系;到研究生階段化學知識的平行度更加明顯，催化、納米、金屬、生化、膠體、電化學各成一專門鄰域，鄰域內再建立相應的層次結構?？梢哉f是垂直與平行螺旋上升的。

基礎教育中的化學，處于第一層次的垂直通道，處理好科學性與知識階段性的關系就要仔細分析化學知識的層級結構，厘清概念性知識的上下位關系，區分原理性知識的由來與應用，并在此基礎上找到精確與近似的閥域、發現妥協與穿越的極限。

美國心理學家布魯納認為，人類記憶的首要問題不是儲存而是檢索，而檢索的關鍵在于結構組織［15]。如果學生頭腦中的知識結構組織有序、系統良好、層次分明，在一定的剌激下就能被激活，需要時就會成功地被提取或檢索，在解決問題的過程中，在同化與順應的作用下，完成知識組織的擴展與深化。在此觀點的基礎上，考慮到知識的系統性和學生的認知水平，化學知識不可能一次性呈現在學生的面前，而必須經過幾次擴充才能得以完善。也就是說，化學知識是階段性呈現的。但知識的階段性和階段性呈現又不是一個意思，二者分別服從科學的邏輯和認知規律，深刻分析這些概念的內涵和作用機制，是處理好科學性與知識階段性的關系的前提;實現科學的邏輯和認知規律的協調，是處理好科學性與知識階段性的關系的終極目標。

2.處理好科學性和教學可接受性的關系

教學可接受性是教學規律或學生認知規律的反映?？山邮苄允且蠼虒W內容的深度與廣度以及采用的教學方法要適合學生的知識水平與智力發展水平，即讓學生力所能及。通俗地說可接受性要回答是否便于教和是否利于學的問題。因此，教學可接受性的內涵將涉及啟發性、直觀性、互動性等教學原則，涉及學習動機、學習興趣、知識建構等認知規律。教學可接受性往往是隱形的，也是標準多元的，與特定的教師、學生等密切相關。

科學性與教學可接受性是相互聯系、相互制約的，但二者的地位并不等同。首先，與教學可接受性相比，科學性必須占首位，這是由化學科學本身的嚴密性所決定的。在科學性上是否有失誤，是教學中對和錯的問題;而在可接受性上是否處理得當，一般來說是教學效果優和劣的問題。其次，二者的評價標準不相同。從是否失誤的客觀標準來看，科學性的標準比較明確，而可接受性的標準具有較大的彈性：同樣的習題，對中上等學生是簡單的，對差生可能是難以接受的。

化學習題的科學性是受知識階段性和教學可接受性影響的。人們一般采取的措施是對科學性作出適當的有意退讓。但需要注意的是，這種有意退讓與科學性失誤是有原則性區別的。前者是一種事先約好的簡化、回避和迂回，是為了教學中適應學生的知識水平和接受能力而在一定條件下的相對嚴謹，還是能夠自成體系、自圓其說的;而后者則是與化學規律相悖的錯誤，是在教學中必須避免的。

處理好化學習題的科學性與知識階段性及教學可接受性之間的相互聯系，是非常值得深入研究的課題，研究此課題既是發展習題教學理論的需要，也是改善習題教學實踐的需要。

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1008-0546（2011）02-0002-03

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