中学化学课堂问题解决教学模式的探索与实践

1、杭州市化学会2005年年会论文中学化学课堂“问题解决”教学模式的探索与实践 富阳市新登中学 泮一成（311404）【论文摘要】新的化学课程标准颁布了，新的化学教材面世了，新的化学课该怎样上？这恐怕是每一位化学都极力想弄清的一个问题，认真研读新课程标准，以先进的教学理念指导自己的化学教学实践，笔者觉得，在化学课堂教学中实施“问题解决”教学模式，不失为促进学生思维、有效提高学生学习能力、为学生终身发展奠定基础的一种良好方法。本文是笔者近年来实施“问题解决”教学模式的点滴教学体会，希望能得到同仁的批评指正。【关键词】化学课堂教学 化学课程标准 “问题解决”教学模式 【正文】一、问题的提出普通高中化学

2、课程标准（实验）在其“课程的基本理念”部分指出：化学课程的基本理念应为：1立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，着眼于提高21世纪公民的科学素养，构建“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”相融合的高中化学课程目标体系。2设置多样化的化学课程模块，努力开发课程资源，拓展学生选择的空间，以适应学生个性发展的需要。3结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势，引导学生进一步学习化学的基本原理和基本方法，形成科学的世界观。4从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策

3、能力。5通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。6在人类文化背景下构建高中化学课程体系，充分体现化学课程的人文内涵，发挥化学课程对培养学生人文精神的积极作用。7积极倡导学生自我评价、活动表现评价等多种评价方式，关注学生个性的发展，激励每一个学生走向成功。8为化学教师创造性地进行教学和研究提供更多的机会，在课程改革的实践中引导教师不断反思，促进教师的专业发展。可是，由于受传统教育理念和应试教育的影响，化学教学长期以来以知识传授为主，以解题训练为纲，注重“高密度、大容量、快节奏”的化学习题

4、演练，而课堂教学中有关化学概念的形成过程、原理的推导过程、化学文化的积淀过程则普遍受到忽视。强迫性的记忆、机械性的模仿、重复性的训练，不仅使学生失去了对化学应有的兴趣，也使学生的化学思维、化学意识和化学素养江河日下。化学课堂教学从过去以教师为中心、以教材为线索去传授机械性、模仿性、重复性的知识，转向以学生为中心、以问题为线索，让学生在解决问题的过程中学会思维，进而学会学习，提高学习能力（尤其是思维能力）、完善人格，为其终身发展奠定基础，已成为时代的必然与改革的必然。可是，究竟以何种教学模式为突破口，才能收到更大的效益？在诸多应运而生的化学课堂教学模式中，经反复研究论证，笔者选择了“问题解决”教

5、学模式。二、“问题解决”教学模式解读（一）“问题解决”教学模式的含义现代教学论研究指出，从本质上讲，感知不是学习产生的根本原因（尽管学生学习是需要感知的），产生学习的根本原因是问题。没有问题也就难以诱发和激起求知欲，没有问题，感觉不到问题的存在，学生也就不会去深入思考，那么学习也就只能是表层和形式的。所以现代学习方式特别强调问题在学习活动中的重要性。一方面强调通过问题来进行学习，把问题看成是学习的动力、起点和贯穿学习过程中的主线；另一方面通过学习来生成问题，把学习过程看成是发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。这里需要特别强调的是问题意识的形成和培养。问题意识是指问题成为学生感知和思维

6、的对象，从而在学生心里造成一种悬而未决的求知状态。通过问题激发学生强烈的学习愿望，从而注意力高度集中，积极主动地投入学习,在问题解决的过程中激发学生勇于探索、创造和追求真理的科学精神。没有强烈的问题意识，就不可能激发学生认知的冲动性和思维的活跃性，更不可能激发学生的求异思维和创造思维。教师无论是在教学的整个过程，还是在教学过程中的某些细小环节，都应该十分重视化学问题情境的创设。创设问题情境的实质在于揭示事物的矛盾或引起主体内的冲突，打破主体已有的认知结构的平衡状态，从而唤起思维，激发其内驱力，使学生进入问题者的角色，真正卷入学习活动之中，激发学生的创新能力。因此“问题解决”教学模式实际是指一种

7、依据教学任务，由教师创设问题情境，以问题的发现、探究和解决来激发学生求知欲和主体意识，培养学生的实践和创新能力的教学模式。其中，教师创设问题情境、提出问题是教学设计的中心环节。在问题情景的引导下，学生收集素材、资料，深思酝酿，提出假设，引发争论，进行批判性思考和实验探究，得出结论，通过应用又产生新的问题，使学生思维不断发展、升华。（二）“问题解决”教学模式的一般流程与结构到目前为止，许多学者提出了多种“问题解决”模式。如杜威将“问题解决”过程分为五个阶段：感觉问题的存在、确定问题的性质、提出各种可能的解决办法、考虑各种办法的可能结果、选择一种解答的方法；波利亚（POlya）则将其分为四个步骤；

8、理解问题、拟订计划、实行计划、回顾解答；瓦拉斯（GWallas）提出问题解决四阶段：准备、沉思、灵感、验证；布朗斯福特和斯特恩（BransfordStein）开发了五步问题解决模式：问题识别、问题表征、策略选择、策略应用、结果评价。上述这些问题解决模式的实质是个体（或学生）在解决问题时所采用的全部可能步骤、阶段或过程，是依据个体(或学生)解决问题时的心理认知程序进行划分的。“问题解决”教学模式就是依据上述“问题解决”模式在教学中的具体应用。如杜威的“问题解决”教学模式：疑难的情境确定问题提出假设推理验证；当代美国的“问题解决”教学模式：选择问题明确问题寻找线索解决问题；巴班斯基的“问题解决”教

9、学模式：创设问题情境组织集体讨论证实结论提出问题作业。经有关理论学习与近几年教学实践，提笔者出以下“问题解决”教学模式：创设问题情境提出问题分析问题解决问题强化迁移。用结构示意图表示为： 三、“问题解决”教学设计的中心环节创设问题情境从某种意义上讲：提出问题比解决问题更为重要。因此在实施“问题解决”教学模式的过程中，教学设计的中心环节是“问题情境”的创设。何谓“问题情景”？问题情景，简言之，就是一种具有一定困难，需要学生通过努力去克服，（寻找达到目标的途径），而又力所能及的学习情景。（学习任务）实践证明，任何学习愿望总是在一定的情景中发生的。只有具有这种问题性的情景，对学生才能有强大的吸引力，

10、而对学习需要才具有强烈的激动作用。问题情境应该具备三要素：第一，新的、未知的事物（目的），这是产生问题情境的核心要素。为了在教学中设置问题情境，必须要求学生完成某种任务，把需要掌握的知识放在未知事物的地位上。未知的事物反映了思维对象内容方面。第二，思维动机（如何达到），即对未知事物的需要。正是学生的已有知识和经验与新知识或新问题的矛盾冲突激发学生对新知识的需要和探索的愿望。心理学研究表明，人都有填补认知空缺、解决认知失衡的本能。所以，对未知事物的需要是产生问题情境的基本条件。第三，学生的知识能力水平（察觉到问题），包括学生的创造能力和学生已达到的知识水平。所提出的问题必须能让学生在已达到的知识

11、水平上能觉察得到，这是思维的开端，然后学生必须具备一定的能力才能使思维进行下去。学生具有的觉察和解决问题的可能性越大，也就是他们的知识能力水平越高，未知事物与学生认知差距就越少，他们可能完成解决问题的思维步子就会迈得越大。学生的知识能力水平是进行思维的重要保证。（一）创设问题情境的原则1.难易要适中。教师在创设问题情境时，必须根据特定知识内容以及教学目标，将学生已有的知识经验与将要学习的知识联系起来，在此基础上设置问题。问题不能过于简单，也不能过于复杂。过易过难的问题都不能有效地激发学生的思维活动，不能构成问题情境。学习的过程就是不断提出问题、分析问题和解决问题的过程。如果问题过于简单，学生不

12、需要思考就能得出答案，这样容易使学生形成一种不爱深入思考问题和不爱从复杂的联系中思考问题的不良思维习惯；问题过于深奥，在学生的知识能力水平上不能解决，这样易挫伤学生的学习积极性，对发展学生的思维能力也是不利的。因此教师所提出的问题应该符合学生现有的认知结构，这些问题应该是学生通过努力可以解决的，既不能让学生对答如流，也不能让学生望而生畏，高不可攀，也就是说应该落在学生的“最近发展区”，是一些让学生跳跃后能“摘到果子”，让学生愿意跳。2.具有启发性。在创设问题情境时，一定要保证所创设的情境能激怒发学生的认知冲突，启发学生积极思考。学习是学生主动地获取知识的积极反应，不应是被动行为，有效的学习应该

13、是在激发学生认知需要的情境中进行的。因而假设问题情境时，要求其能引起学生认知结构上的不平衡，造成学生心理上的悬念，从而唤起学生的求知欲望，激发起学生学习的兴趣，把学生带入一种与问题有关的情境中去，使他们产生积极思考的欲望。如：在铜与浓硝酸反应教学中，我先设置了以下几个问题：(1)浓硝酸分解时生成什么物质?(2)硝酸分解的哪一种产物能与铜反应?(3)氧化铜能否在硝酸中稳定存在?(4)在铜与硝酸的反应中,硝酸可能起到了哪些作用?对学生做了这些引导后,我又引导学生做了铜与浓硝酸的演示实验,让学生通过对实验现象的观察进而分析铜与浓硝酸反应的产物,并书写铜与浓硝酸反应的化学方程式和离子方程式。在教学中,

14、我明显地感受到这种问题的呈现方式极大地提高了学生解决问题的积极性。3.具有一定的开放性。开放性的问题强调答案的多样性，能够调动学生对各种自主学习策略的运用，对已有的知识和经验进行迁移，促进学生的讨论和师生的交流，使不同能力水平的学生可以从不同角度、不同侧面、不同层次、不同范围得出各种结论。比如我们曾在课堂上对学生说：“这里有两瓶无色溶液，一瓶是稀硝酸，一瓶是浓硝酸，请设计实验把它们区分开来”，这个问题就具有这样的特点。4.能激发学生产生更多的问题。疑问是学生学有所得的前提，但在教学过程中存在以下问题：一种情况是教师的提问较为浅显，学生进行简单的搜索就可以从已有的知识结构中找到相应的联结，教师的

15、问题只是帮助学生进行了知识的回顾；另一种情况是教师的提问并不是学生所能回答的，不是因为太难了，而是不知道从哪里回答起。这两种情况表面上看很不一样，而带来的结果却很相似，那就是不能真正解决问题。我们在实践中常常反省自己的引导是否符合这种情况，是否能引导学生的思考。在学生的思考过程中，会自主的产生很多有助于他知识结构化的联结，这样的疑问才是有效的疑问，才是有利于学生自主学习水平提高的疑问。（二）创设问题情境的基本途径1.通过中学化学教材内容创设问题情境.在学科教学中,教材是课程实施的基本依据和载体,要使学生的学习体现基础性、自主性和持续性，因此教师在设计问题情境时应当引导学生从教材中去挖掘问题，让

16、学生带着问题阅读教材、进行实验、讨论问题，在整个教学过程中教师应当鼓励学生敢于质疑，不管是教材上的结论还是实验过程中的所出现的现象。例如：学生对硫酸根离子的检验不太容易搞清楚，我在实际教学中将硫酸根离子的检验设计成以下几个问题：一瓶无色的溶液是否含有硫酸根离子，如何检验？加入氢氧化钡溶液有白色沉淀生成，是否可以证明该试样中一定含有硫酸根离子？硫酸钡不溶于盐酸，而碳酸钡、亚硫酸钡均可溶于盐酸，为什么？当未知试样中加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，再加入盐酸，沉淀不消失，可以证明试样中一定含有硫酸根离子吗？怎样正确地检验未知试样中含有硫酸根离子？在设置问题时要抓住教材的重点、难点和关键，问题的内容应潜

17、伏着教材内容的内在联系和符合知识积累的逻辑顺序，一环扣一环，由浅入深，由简单到复杂，叩开学生思维的大门，使学生感到新颖，造成连续的思维，形成持久的内驱力，引起学生思想上的共鸣，活跃课堂气氛，有效地调动每个学生的思维积极性，这样可以收到预想不到的效果。2.通过化学实验创设问题情境。化学是一门以实验为基础的学科，精心设计的化学实验在带给学生惊奇、不解和矛盾的同时，更能激发起学生强烈的求知欲望，学生在由实验产生的问题情境中，形成对新的末知知识的需要和探索，因此教师应该根据教学需要在教学大纲规定的和教材中已有的实验之外，再设计一些效果明显，有利于调动学生思维的演示实验或学生随堂实验。例如：在金属钠与水

18、反应的教学中，在学生全面了解了金属钠与水反应的有关知识后，我先补充做了铁与硫酸铜反应的实验，让学生分析思考并写出相应的化学反应方程式，然后我让学生先推测金属钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式，学生大都认为金属钠能将铜置换出来，之后我又补做了金属钠与硫酸铜溶液反应的实验，而实验事实证明，金属钠与硫酸铜溶液反应并无金属铜置换出来，而是生成了蓝色沉淀，并放出大量无色的气体，这“出乎意料”的实验现象让学生感到无比惊讶，他们迫切地希望找出答案，思维处于高度集中状态，极大地调动了学生学习化学的积极性。3.通过化学知识与实际生活的联系创设问题情境。学习的真正目的是要使学习者具有实践能力和创新意识。即“学以致用，

19、用中求新”。在日常生活、生产实际中，化学现象无处不在，无时不有，我们必须细心观察，留意分析，从现象中提示本质，从现象中探求规律，从而提炼出有关问题。例如:在学习了CH4的存在、性质后，笔者联系日常生活实际提出：已知某下水道因一天然气管道发生泄露而存在部分CH4，现要检查这一下水道中的CH4气体是否在爆炸极限内，以便有利于采取进一步措施，那么如何设计一个实验来检验这一下水道中的气体是否在爆炸极限内？由于与生活实际紧密联系，学生一下就来了兴趣，纷纷发表自己的看法，如：直接点火，看是否在爆炸极限内？用试管直接去收集气体，再用拇指堵住试管，移到安全地方后接近酒精灯火焰，看是否在爆炸极限内？先把一个装满

20、水的试管伸入下水道，在下水道中把水倒掉，下水道中的气体自然进入试管，再用拇指堵住试管，移到安全地方后接近酒精灯火焰，看是否在爆炸极限内？最后师生讨论得出：方法用直接点火的办法，如果气体在爆炸极限内，后果将不堪设想，该方法显然应当抛弃；方法用试管直接去收集气体，由于试管中存在空气，这样收集的气体不可能保证下水道中的气体成分相同，该方法也应当抛弃；方法正确，把“排水法”收集气体创造性地用于日常生活实践。这样联系生产、生活实际、将会大大提高学生的学习兴趣和热情，促进学生思维的发展。4.通过化学史料创设问题情境。我国著名化学家傅鹰先生曾说过：“化学可以给人以知识面，化学史更可以给人以智慧”。在化学课堂

21、教学中利用化学史料创设问题情境，不仅可以使教学不再局限于现成知识本身的静态结果，而且可以追溯到它的来源和动态演变的过程，揭示出反映在认识过程中的科学态度和科学思想，使学生学到形成知识和运用知识的科学方法。例如：历史上为了寻求各种元素及其化合物间的内在联系和规律性，许多人进行了各种尝试，直到1869年，俄国化学家门捷列夫在前人探索的基础上发现了元素周期律，并将表面看来似乎杂乱无章的已知元素编制成一张井然有序的元素周期表，被后人称为“原子世界的地图”，这是科学史上的一个伟大业绩。在元素周期表的教学中，我首先组织学生学习了元素周期表的编排原则，然后要求学生根据编排原则将1-18号元素设计成一张有规律

22、的表格。在课堂教学中利用门捷列夫发现元素周期律制成的元素周期表、拉瓦锡研究空气成分的实验、我国著名化学家侯德榜发明的侯氏制碱法等典型化学史料来创设问题情境，可以使情感活动与认知活动相结合，培养学生实事求是的科学态度和科学精神，从中感悟科学家发现问题、进行推理判断、提出假设进行验证的科学思维过程，掌握科学研究的基本方法。四、“问题解决”教学实施的几种方法与途径在创设情景、提出问题后，如何实施“问题解决”的教学就成为本模式的重要一环。这个环节包括学生自学、独立思考、互相讨论和教师点拨等几个方面，是一个求异和求同的过程。目的是让学生有机会直接参与寻求合作，解决问题，从解决问题的过程中掌握知识，培养能

23、力。1.教师通过选择适当的媒体和方法，确保学生直接与被传递的新知识发生相互作用，使学生通过自己的探索来进行学习，取得经验。要尽可能地把演示实验变为学生探索性实验，使学生从被动观察、被动记忆、被动理解中解脱出来，而以积极应用和尝试的态度来参与。2.让学生通过自读、自学、实验、讨论等方法，解决问题。从而提高学生收集、处理有关资料、文献、数据的能力，并在探索中训练概括新知识的能力，提出解释或解决问题的方案，从而培养创新能力，也是教学中学生主体地位的体现。学生在寻找解决问题的方法的过程中常常照本宣科，或者暴露出一些不正确、不完善、不深刻的理解，此时教师就要通过点拨或适当的讲解把学生的思想偏差纠正过来，

24、并引导学生将自学探索的感性认识上升为理性认识。教师的点拨要做到恰到好处，使学生有“茅塞顿开” 之感。3.教师要以“问题”为中心，将课本知识归纳成各类、各层次具有系统性的“问题”，以“问题”进行导学。教师的“导学”过程就是教师与学生、学生与学生间的对话过程，在对话过程中，教师着重在话题的方向上进行引导，引导的方式一般用“问题链”的方法，就是围绕某一“问题”进行渐进式的、全方位的设问。4.重视思维模型的建立思维模型是解决问题的思想方法。在教学中要重视建立思维模型，使学生在碰到新的问题或复杂的问题时其思维上能够“有路”可走。学生在掌握了基本的思维方法后，其思维的广阔性、敏捷性、深刻性和独创性将会得到

25、提高。例如：在有关氢氧化铝知识的复习教学中，教师可设计一系列的问题层层深入，步步逼近，启迪学生的思维。氢氧化铝为什么显两性？硫酸铝、偏铝酸钠的水溶液显酸性、中性还是碱性？铝离子、偏铝酸根离子能否同时大量共存在于同一溶液中？往硫酸铝溶液中滴加氢氧化钠和往氢氧化钠溶液中滴加硫酸铝现象是否相同？为什么？有两瓶无色的水溶液，只知一瓶是硫酸铝，另一瓶是氢氧化钠溶液，不用任何其它试剂怎样鉴别它们？这样课堂气氛活跃，学生的思维始终处于“活化”深化的状态。五、实施“问题解决”教学模式的几点体会 1.“问题解决”教学法是利用原理和实验，应用已有的知识去解决新的问题。重点在于通过各种思维方式的训练，使学生学会学习

26、、学会思考，以适应解决各学科及自然社会中的千变万化的新问题。应该充分注重教认知的过程，教问题结构的形成，教模式的再认，教问题解决的程度，教知识结构的形成，教能力倾向等。在实际教学中不必，也不可能把所有的化学问题都以问题解决的形式进行。特别应该注意的是在进行“问题解决”教学时不要片面的将“问题解决”等于“解决问题”，因为“问题解决”是以问题为中介，学生在解决问题的体验过程中，在获得知识和技能的同时，发现问题的能力、探究和合作精神都得到了培养。“问题解决”的最终目的并不只是为了解决某一个具体的问题，而是通过“问题解决”的过程来激发学生思维，从而改善其认知结构，提高其学习能力，重视学生在“问题解决”

27、过程中的体会，强调的是“问题解决”的过程，指向的是教学功能性目标的达成；而“解决问题”更多的是倾向于教学的结果，其目标就是为了某一个具体问题的解决，以实现某种知识的应用或者获得某种新的知识，指向的是教学的物质性目标。显然，两者的指导思想完全不同，“问题解决”绝不只是为了“解决问题”。因此，在化学课堂“问题解决”教学的开展中，一定要牢牢把握发展性（功能性）教学目标，切不可丢下目标的指引而迷失在盲目地追求功利性的“解决问题”的结果中。 2.不能简单将“问题解决”与“题海战术”混为一谈。“问题解决”与“题海战术”是两种完全不同的教育理念指导下的不同教学方式。“问题解决”是以建构主义为指导思想，注重学

28、生有意义学习，提倡合作学习，可以在获得知识的同时有效地提高学生的思维水平和创新能力，达到功能性目标和物质性目标的双丰收；而“题海战术”是在行为主义思想指导下提出，由不断地强化“刺激”而在“刺激”与“正确反应”之间产生暂时性的“联结”进而储存的。“题海战术”只强调“知道”，忽视“理解”，以牺牲对知识的有意义建构为代价而盲目追求着“熟练”。这种逃避理性思考的教学可能会在达不到应有的教学目标的同时产生“反教学”现象，压抑学生的学习兴趣，磨灭学生的创造性思维。这种教学在丢失了教学的功能性目标的同时可能连物质性目标也不能达到，最终导致严重的目的论精神的缺失。因此教师在教学过程中必须在紧紧围绕教学目标的同时，选择高质量的问题进行教学，如选择一