本文是一篇化学教学论文，笔者认为开放性习题并不是近期出现在我们视野中的，而是很久前就存在的，但是教师在实际教学中对其的重视程度还远远不够。作为教师，提高学生的学习成绩十分重要，但更重要的是全面发展学生的综合能力，而开放性习题的存在刚好能够满足这一点。笔者对于开放性习题的研究尚处于初始阶段，仅起到一个抛砖引玉的作用，希望广大一线教师在实际教学的过程中能够根据自己对此问题的个人理解以及学生的实际水平进行更深层次地研究，以真正发挥教材中开放性习题的作用。
1 绪论
1.1 问题提出
1.1.1 基础教育课程改革的要求
为了适应新世纪的教育发展，21 世纪初的 2001 年 6 月 8 日，国务院下发《基础教育课程改革纲要（试行）》[1]，这是基础教育课程改革的指导文件，文件中对课程评价及教学评价给予了明确的指导：改变课程评价过分强调甄别与选拔的功能，发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能。在实际的教学过程中要改变评价方式单一和封闭性习题试题的现状。
1.1.2《普通高中化学课程标准（2017 年版）》的要求
普通高中化学课程标准（2017 年版）》（以下简称《新课标》）中明确指出：高中化学教材是高中化学课程的物化形态与文本素材，是实现高中化学课程目标，培养学生化学学科核心素养的重要载体[2]。同时，在习题设计方面也提出，习题应具有开放性，鼓励学生从不同角度分析和解决问题，培养学生的发散思维和创新精神。《普通高中化学课程标准（2017 年版）解读》（以下简称《新课标解读》）对习题的“开放性”进行了解释，即“开放性习题问题的情境可以是开放的，可以是学生自己通过阅读有关材料提出的，或者自己在生活实践中发现的。对于问题的解决方法和途径可以是开放的，不同的学生可以有不同的解题方法，同一个题目可以有多种解题方法。答案可以是开放的，可以有不同的解释或见解[3]”。该解释对习题开放性的评价具有重要参考价值。
因此，可以通过对教材中习题开放性程度进行把控，使不同层次的学生都能够从各自的角度提出合理的解题方案，通过交流讨论来激发学生学习化学的积极性，从而达到培养学生思维的开阔性、灵活性、创造性和批判性，提高学生创新性地解决问题的能力的目的[3]。
综上所述，教材是知识的载体，习题是评价的手段，教师通过灵活地使用教材中的开放性习题对培养学生解决问题的创造性思维有着至关重要的作用。那么，不同版本的新教材中的开放性习题它们在数量和质量上是否存在差异？不同版本教材中的开放性习题开放程度如何？本研究将会对教材中的开放性习题进行统计，进一步了解人教版和鲁科版必修教材中对开放性习题的设计和呈现，同时也为教师的使用提供了指导意义。
1.2 本研究的目的和意义
本研究对高中化学人教版和鲁科版必修教材中的开放性习题进行了数量统计、对比以及开放性程度的比较，通过比较我们选取一些典型开放性习题进行案例分析，并利用典型习题调查不同年级的学生对于开放性问题的解决能力及所处的思维水平。对于学生而言，通过进行开放性习题的训练可以激发学生探索事物的兴趣，还能够培养学生思维的开阔性、灵活性、创造性和辩证性，并逐步提高其解决复杂实际问题的能力；对于教师而言，本研究的结论可以帮助教师了解两种版本必修教材中开放性习题的设置情况和开放程度，并使高二、高三年级的教师了解该阶段的学生在解决开放性问题时所达到的思维水平，并为教师使用新教材中的开放性习题提供一定指导。
2 文献综述、概念界定和理论基础
2.1 文献综述
2.1.1 开放性习题国外研究现状
Oleg Sychev 等[1]认为开放性问题能更好地评估学习者的知识掌握情况，但是从评价的角度来看，分析开放性问题的答案、检查其答案的正确性，以及为学习者生成有关错误的详细形成性反馈，这些任务比选择题等封闭式问题更加困难和复杂。因此，他们认为开放式问题的答案分析可以在不同的层次上进行。例如，对字符的分析可以发现字符在单词或标记中的位置错误；它通常用于检测和纠正打字错误，允许在学习者的答案中区分打字错误和实际错误。而对单词进行分析可以用来查找句子中错位、无关或缺失的单词。从语义层次的分析能够用于正式捕获学习者答案的含义，并将其与自然语言或正式语言中正确答案的含义进行比较。由于开放性问题答案的可变性显著增加了错误搜索和形成性反馈生成任务的复杂性，所以他们在研究中讨论了不同类型的评价模式，包括形成性反馈的类型和现代分析方法，以及它们在不同层次上产生反馈的能力。研究结果表明，统计方法或定义松散的模板规则容易出现假阳性评分；而基于严格定义正确答案的方法在提供提示和正确答案的反馈方面表现得更好。
Julia Moeller 等[1]通过一项为期四周的研究，对全美国范围内的 21,678 名美国学生（研究 1）和 472 名来自 5 所高中的学生（研究 2）进行跟踪研究，调查了他们在高中时的感受。对美国学生和高中生的研究均采用了混合方法，包括开放式问题和评分量表(如 PANAS)。研究 1 表明，学生对开放式问题的回答中，75%的感觉是负面的。最常被提到的三种感觉是疲惫、紧张和无聊。类似的结果也出现在评价项目中，消极情绪的流行在不同的人口群体中大体相似。而研究 2 在很大程度上证实了前面的发现，虽然回顾性测量显示出与研究 1 相似的结果，但即时测量也显示出频繁的积极情绪。他们在研究中根据“睡眠剥夺流行病”、成就动机理论以及对学术情绪的状态和特质测量的有效性的影响，对这些发现进行了系统的讨论。
2.2 核心概念界定
2.2.1 开放性习题
开放式习题相比于封闭式习题而言没有统一的答案也无固定的解题方法，在课标解读中提到：化学习题设计的开放性体现在问题、方法、答案三个方面。但是直至今天，开放性习题的定义仍然没有一个确切而统一的概念，各位专家对开放性习题定义的叙述不尽相同。
戴再平认为：开放题是相对于传统的封闭题而言，其特征是题目的条件不充分，或者结论不确定，也正因为这样，开放题的解题策略也往往是多种多样的[1]。数学开放题是指那些答案不唯一，命题的条件不完备，或问题设置新颖、开放的并在设问方式上要求学生进行多方面、多角度、多层次探索的数学问题[2]。
张奠宙认为：开放性习题是“标准答案、一题多解，要求学生用发散思维解题的习题[3]”。
张雨强认为：开放性习题是指那些命题情境真实、问法新颖、结论不确定、解决方法不唯一、解题思维多元化的习题[4]。
张远增，倪明，任升录认为：对问题指向只有原则性要求的一题多题式问题称为开放性问题。类似地，对数学问题指向只有原则性要求的一题多题式数学问题为开放性数学问题。对问题指向只有原则性要求和一题多题是数学开放性问题的本质特征，前者为后者提供了可能，后者是前者的体现[5]。
郑毓信认为：“具有多种不同的解法，或者有多种可能的解答称之为开放性问题[6]。”
高凌飚等认为：“一般说来，开放性试题通常没有固定的条件、方法与答案，它是与传统纸笔测验中的封闭性试题相对的、没有固定答案或唯一结论的一种试题形式[7]。”
3 开放性习题的比较研究...................................9
3.1 开放性习题评价框架的设计...................................9
3.2 开放性习题的数量统计及分析.........................12
3.3 开放性习题的典型案例分析...........................27
4 研究结论及必修教材开放性习题使用建议..........................61
4.1 研究结论.............................61
4.2 必修教材开放性习题使用建议.......................61
4.3 研究展望......................62
3 开放性习题的比较研究
3.1 开放性习题评价框架的设计
3.1.1 开放性习题评价维度的确定
初中化学和高中化学的课程标准中，在教材编写建议部分都非常重视开放性习题的设计。初中化学课程标准[1]提出：过程开放或结论开放的习题能形成学生积极探究的问题情境，鼓励学生多角度、多侧面、多层次地思考问题，有助于充分调动学生的潜在能力。所以开放习题首先是过程开放和结论（或答案）开放，
高中化学课程标准[1]也提出：习题应具有开放性，鼓励学生从不同角度分析和解决问题，培养学生的发散思维和创新精神。
《普通高中化学课程标准（2017 年版）解读》[2]中提出：化学习题设计的开放性体现在问题、方法、答案三个方面。
宋洁和赵雷洪[3]在其文章《化学开放性问题的 SOLO 分类评价思维》中提出开放性问题的开放维度主要包括：条件开放、情境开放、策略开放、结论开放。
综上所述，根据对课程标准和文献的分析（一级维度依据依据课标，二级维度依据文献），结合开放性的自身特点，确定开放性习题的评价要素包括：
一级评价维度（5 个）：1.该习题题干中给出的条件是否能用于解决该问题；2.该习题是否进行了问题情境的模拟；3.该习题是否需要对知识进行综合应用；4.该习题是否有多种不同的解决策略；5.该习题是否具有确定的答案。
二级评价维度（20 个）：1.习题题干所给的解题条件不足；习题题干所给的解题条件多余，但多余条件也可用于解题；习题题干所给的解题条件多余，并且多余条件干扰解题。2.该习题无情境模拟；该习题的情境模拟了日常生活；该习题的情境模拟了社会热点问题；该习题的情境模拟了科研领域的问题；该习题的情境对人文情怀进行了模拟。3.该习题只涉及化学知识，并且只运用化学知识即可解决；该习题本身结合了多学科的知识，但解决该问题只需运用化学知识；解决该习题需要运用多
