可靠的論文雜志促進化學設計類問題解決的問題鏈式教學
摘要：本文介紹了化學設計類問題的定義以及類型，提出有助于提升學生化學設計類問題解決能力的問題鏈式教學策略，闡述了問題鏈式教學的設計原則，并以新授課《化學鍵》和探究實驗《雪碧喝前搖一搖，PH是否會升高》為例，介紹了問題鏈式教學在培養(yǎng)學生化學設計類問題解決能力中的作用。
關鍵詞：可靠的論文雜志,化學設計類問題,問題鏈,教學
一、問題的提出
隨著學習型社會的構建，教育不僅要致力于傳遞和儲存知識，更應該培養(yǎng)學生尋求和獲得知識的方法，讓學生擁有自我學習的主動性、自主性、創(chuàng)新性和社會責任感等積極品質。高中化學新課標中也強調：通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，激發(fā)學生學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。因此，縱觀社會的需求與新課標的要求，如何培養(yǎng)具有創(chuàng)新認知、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的中學生是教育工作者義不容辭的責任。
設計類問題是充分調動學習者的相關知識、經驗和創(chuàng)造性思維來開發(fā)新產品、制訂新方案的問題或任務。開發(fā)基于設計的學習(Learning by Design)過程，有利于培養(yǎng)中國未來急需的原創(chuàng)型人才。
二、中學化學設計類題目的特征與類型
化學是一門實用、富于創(chuàng)造性的中心學科，在能源、材料、環(huán)境等生活生產中發(fā)揮著重要的作用，化學生產工藝和產品使世界變得更加絢麗多彩。因此近年來，化學考查中與生活生產相關的設計類題目明顯上升，對學生的綜合素質要求也較高。
1.中學化學設計類題目的特征。中學化學設計類題目不僅可以加深學生對基本知識的理解與應用，還可以提高學生的問題解決意識與能力、創(chuàng)新思維與能力，主要體現在以下兩個方面：①鞏固學生的化學基礎知識與技能�；瘜W設計類題目源于生活、生產，基于學生的基礎知識與實驗技能去設計，要求學生具備以下基礎知識與技能：深刻理解化學基本理論的實驗基礎;熟練掌握常見元素及其化合物的性質;能查閱、運用有關圖表、數據和其他知識;掌握中學化學常規(guī)實驗方法，能熟練使用常見儀器。②培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力�；瘜W實驗設計過程實質上是一個探索、創(chuàng)造的過程，它應該是理論知識的鞏固延伸與發(fā)展。通過實驗操作與觀察培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力;通過實驗設計與改進實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力;通過探究性實驗教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。
2.中學化學設計類題目的類型。化學設計類題目一般包括：①根據實驗要求，確定實驗原理。②根據實驗原理，選擇所需儀器和藥品。③寫出實驗現象，分析實驗結果，得出正確的結論。④解決生活、生產中的實際問題，提出切實可行的方案。化學設計類題目實質上是基于探索、創(chuàng)造的理念，能培養(yǎng)學生解決問題的能力，它是理論知識的鞏固延伸與發(fā)展。
三、高中生解決化學設計類問題的現狀
目前，學生解決“化學設計類問題”的能力不足，在考試中表現為放棄答題;在日常生活中，不能運用所學知識解釋、解決生活中的實際問題。根據問題解決的階段，將學生解決“化學設計類問題”時的障礙做了如下歸類。
1.提取信息的障礙。首先，面對設計類問題，學生表現為心情煩躁，先入為主的產生一種排斥心理。其次，在提取信息時，不能抓住關鍵詞，思維不嚴謹，不會采用精加工策略對問題的相關信息進行識別與提取，常常被無關信息所蒙蔽，或者跳過有效信息。
2.表征問題的障礙。學生除了能正確識別問題的相關信息之外，還需要準確地表征問題。然而有些學生雖然讀懂了問題，找出了有效信息，并產生了一些解決方案，但不能流暢、正確地進行表征與表達，因此將會阻礙對問題的進一步深入、完善地思考。
3.思維定式的障礙。思維定式有時有助于問題的解決，有時會妨礙學生對創(chuàng)新設計類問題的策略選擇，使得解決問題的思維呆板化。學生常常一開始就把真正的問題作了不正確或者無效的表征，并且缺乏思維的靈活性與流暢性。
四、問題鏈在設計類問題中的作用及設計原則
1.問題鏈在設計類問題中的作用。問題鏈對于高中化學設計類問題的解決具有重要的教學意義，不僅能正確幫助教師選擇問題，還能促進學生對問題的認識、提取、表征與策略的選擇;培養(yǎng)學生獲取信息、選擇信息、分析信息的信息處理能力;真實還原科學研究的過程，使學生感受到解決問題過程中的思路和方法;培養(yǎng)學生的問題解決能力、提問能力和知識遷移能力;關注學生的個體差異;較好地完成教學目標要求;等等。
2.問題鏈設計的原則。①問題鏈的設計必須符合學生的認知發(fā)展。在進行問題鏈的設計時，首先應該要充分考慮到學生已有的知識基礎以及在進行問題解決中可能會遇到的障礙點;然后在學生的最近發(fā)展區(qū)設計相對應的問題，保證問題的適度性，這樣既能讓學生通過努力達到所設置的最近發(fā)展區(qū)，享受到成功的喜悅，又能引發(fā)學生產生新的問題，促發(fā)學生進入新的最近發(fā)展區(qū)。這樣才能夠讓學生的學習由被動變?yōu)橹鲃樱M一步激發(fā)學生的學習興趣。②問題鏈的設計應該具有一定的指向性、遞變性以及整體性。問題鏈是一個由易到難、層層遞進的問題集合體，其目的是能夠圓滿完成相應的教學內容。因此，對問題的設計必須要體現出教學的整體性，要保證所提出的問題具有一定的方向性，問在疑點、重點、難點，這樣才能保證教學目標的有效達成以及課堂教學的有的放矢。此外，學生的認知水平發(fā)展是不相同的，這就要求在問題鏈的設計時應該基于學生的思維發(fā)展水平設置合理、有序的具有一定遞變性的問題鏈，保證問題的提出是由易到難、由淺入深、由近及遠的。③問題鏈的設計應該具有科學性和啟發(fā)性。在問題鏈的設計中，要保證問題的科學性，對問題的闡述和表達要清晰，要符合所要體現的教學內容。同時設計的問題應該具有啟發(fā)性。在教學時，應該讓問題始終牽動著學生思維的思考，引導學生在解決問題的同時產生新的問題，在新舊問題解決的循環(huán)系統(tǒng)中，有效地啟發(fā)學生進入到高認知水平的思維空間中，而不是簡單地停留在“是不是”、“對不對”的低層次問題上。 五、應用案例
1.問題鏈在新授課中的應用實例。提高學生化學設計類問題解決的能力，需要持久的培養(yǎng)。課堂作為教學的主要陣地，理所當然的也是培養(yǎng)學生問題解決能力的主要途徑。筆者對化學必修2中的第三節(jié)《化學鍵》進行了整體開發(fā)和結構加工，打破原來的知識界限，將書本單一、結構化的知識組織成一條符合學生認知發(fā)展的縱向知識鏈(如圖1)。通過問題鏈驅動這條知識鏈鎖，從而使得學生逐步習得獲取新知識的方法，體驗獲得新知的過程，提升問題解決的整體邏輯思維能力，增強學生對抽象問題的表征能力。
通過邏輯緊密相關、環(huán)環(huán)相扣的問題鏈，流暢地從“離子鍵”過渡到“共價鍵”，再從“極性共價鍵”過渡到“非極性共價鍵”，最后得出“化學鍵”的概念以及化學反映的本質，促進學生思維縝密性及問題表征能力的發(fā)展，從而有效提高學生的問題解決思維與能力。
2.問題鏈在實驗設計中的應用實例。除了課堂教學，教師也不能忽略課外的實驗探究，特別是學生主動從生活、生產中發(fā)現的問題，教師要循循善誘，通過恰當的問題鏈啟發(fā)學生進行自主探究。以下是筆者通過問題鏈引導學生進行探究實驗的實例。課題：雪碧喝前搖一搖，PH值是否會升高?本探究課題來源于學生生活中的問題，以下是師生的對話。梁：老師，我想做“雪碧喝前搖一搖，PH值是否會升高”的實驗。師：可以，但是你怎么想起來做這個實驗呢?梁：因為我媽媽說我總是喝碳酸飲料，會傷害腸胃，于是我就想，如果喝前搖一搖，將CO2釋放掉，飲料的酸性是否會減弱，PH值是否會升高。如果是的話，就可以減少雪碧對腸胃的刺激。師：原來如此，你寫好實驗方案，就可以進入實驗室進行探究。梁：可是，我只是有這個想法，但不知道具體應該如何設計實驗。于是教師設計以下問題鏈來啟發(fā)學生如何設計實驗：問題1：實驗目的是什么?問題2：測量雪碧的PH值需要哪些儀器和試劑?問題3：具體的操作步驟是什么?問題4：預測可能有幾種實驗現象?問題5：預測有幾種實驗結論?問題6：如果實驗失敗或者現象不明顯，應該如何改進?教師根據“實驗目的―實驗原理―實驗用品―實驗步驟―實驗現象與結論―實驗預備方案”的思路為學生設計了以上問題鏈，幫助學生科學、清晰地表征了大腦中的實驗想法，準確提取了實驗中設計的各項信息，促使學生初步寫出實驗方案。
在課堂教學過程以及課余實驗探究過程中，教師應該科學、恰當地設置驅動性的問題鏈，幫助學生學會自主分析問題、解決問題、獲取知識與方法的能力，培養(yǎng)學生積極思維的習慣。
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基金項目：廣西研究生教育創(chuàng)新計劃資助項目(YCSW2012052)
