促进化学设计类问题解决的问题链式教学

李佳

摘要：本文介绍了化学设计类问题的定义以及类型，提出有助于提升学生化学设计类问题解决能力的问题链式教学策略，阐述了问题链式教学的设计原则，并以新授课《化学键》和探究实验《雪碧喝前摇一摇，PH是否会升高》为例，介绍了问题链式教学在培养学生化学设计类问题解决能力中的作用。

关键词：化学设计类问题;问题链;教学

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2014）41-0214-03

一、问题的提出

随着学习型社会的构建，教育不仅要致力于传递和储存知识，更应该培养学生寻求和获得知识的方法，让学生拥有自我学习的主动性、自主性、创新性和社会责任感等积极品质。高中化学新课标中也强调：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，激发学生学习化学的兴趣，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。因此，纵观社会的需求与新课标的要求，如何培养具有创新认知、创新思维、创新能力的中学生是教育工作者义不容辞的责任。

设计类问题是充分调动学习者的相关知识、经验和创造性思维来开发新产品、制订新方案的问题或任务。开发基于设计的学习（Learning by Design）过程，有利于培养中国未来急需的原创型人才。

二、中学化学设计类题目的特征与类型

化学是一门实用、富于创造性的中心学科，在能源、材料、环境等生活生产中发挥着重要的作用，化学生产工艺和产品使世界变得更加绚丽多彩。因此近年来，化学考查中与生活生产相关的设计类题目明显上升，对学生的综合素质要求也较高。

1.中学化学设计类题目的特征。中学化学设计类题目不仅可以加深学生对基本知识的理解与应用，还可以提高学生的问题解决意识与能力、创新思维与能力，主要体现在以下两个方面：①巩固学生的化学基础知识与技能。化学设计类题目源于生活、生产，基于学生的基础知识与实验技能去设计，要求学生具备以下基础知识与技能：深刻理解化学基本理论的实验基础;熟练掌握常见元素及其化合物的性质;能查阅、运用有关图表、数据和其他知识;掌握中学化学常规实验方法，能熟练使用常见仪器。②培养学生创新思维和创新能力。化学实验设计过程实质上是一个探索、创造的过程，它应该是理论知识的巩固延伸与发展。通过实验操作与观察培养学生的创新思维和创新能力;通过实验设计与改进实验，培养学生的创新思维和创新能力;通过探究性实验教学，培养学生的创新思维和创新能力。

2.中学化学设计类题目的类型。化学设计类题目一般包括：①根据实验要求，确定实验原理。②根据实验原理，选择所需仪器和药品。③写出实验现象，分析实验结果，得出正确的结论。④解决生活、生产中的实际问题，提出切实可行的方案。化学设计类题目实质上是基于探索、创造的理念，能培养学生解决问题的能力，它是理论知识的巩固延伸与发展。

三、高中生解决化学设计类问题的现状

目前，学生解决“化学设计类问题”的能力不足，在考试中表现为放弃答题;在日常生活中，不能运用所学知识解释、解决生活中的实际问题。根据问题解决的阶段，将学生解决“化学设计类问题”时的障碍做了如下归类。

1.提取信息的障碍。首先，面对设计类问题，学生表现为心情烦躁，先入为主的产生一种排斥心理。其次，在提取信息时，不能抓住关键词，思维不严谨，不会采用精加工策略对问题的相关信息进行识别与提取，常常被无关信息所蒙蔽，或者跳过有效信息。

2.表征问题的障碍。学生除了能正确识别问题的相关信息之外，还需要准确地表征问题。然而有些学生虽然读懂了问题，找出了有效信息，并产生了一些解决方案，但不能流畅、正确地进行表征与表达，因此将会阻碍对问题的进一步深入、完善地思考。

3.思维定式的障碍。思维定式有时有助于问题的解决，有时会妨碍学生对创新设计类问题的策略选择，使得解决问题的思维呆板化。学生常常一开始就把真正的问题作了不正确或者无效的表征，并且缺乏思维的灵活性与流畅性。

四、问题链在设计类问题中的作用及设计原则

1.问题链在设计类问题中的作用。问题链对于高中化学设计类问题的解决具有重要的教学意义，不仅能正确帮助教师选择问题，还能促进学生对问题的认识、提取、表征与策略的选择;培养学生获取信息、选择信息、分析信息的信息处理能力;真实还原科学研究的过程，使学生感受到解决问题过程中的思路和方法;培养学生的问题解决能力、提问能力和知识迁移能力;关注学生的个体差异;较好地完成教学目标要求;等等。

2.问题链设计的原则。①问题链的设计必须符合学生的认知发展。在进行问题链的设计时，首先应该要充分考虑到学生已有的知识基础以及在进行问题解决中可能会遇到的障碍点;然后在学生的最近发展区设计相对应的问题，保证问题的适度性，这样既能让学生通过努力达到所设置的最近发展区，享受到成功的喜悦，又能引发学生产生新的问题，促发学生进入新的最近发展区。这样才能够让学生的学习由被动变为主动，进一步激发学生的学习兴趣。②问题链的设计应该具有一定的指向性、递变性以及整体性。问题链是一个由易到难、层层递进的问题集合体，其目的是能够圆满完成相应的教学内容。因此，对问题的设计必须要体现出教学的整体性，要保证所提出的问题具有一定的方向性，问在疑点、重点、难点，这样才能保证教学目标的有效达成以及课堂教学的有的放矢。此外，学生的认知水平发展是不相同的，这就要求在问题链的设计时应该基于学生的思维发展水平设置合理、有序的具有一定递变性的问题链，保证问题的提出是由易到难、由浅入深、由近及远的。③问题链的设计应该具有科学性和启发性。在问题链的设计中，要保证问题的科学性，对问题的阐述和表达要清晰，要符合所要体现的教学内容。同时设计的问题应该具有启发性。在教学时，应该让问题始终牵动着学生思维的思考，引导学生在解决问题的同时产生新的问题，在新旧问题解决的循环系统中，有效地启发学生进入到高认知水平的思维空间中，而不是简单地停留在“是不是”、“对不对”的低层次问题上。endprint

五、应用案例

1.问题链在新授课中的应用实例。提高学生化学设计类问题解决的能力，需要持久的培养。课堂作为教学的主要阵地，理所当然的也是培养学生问题解决能力的主要途径。笔者对化学必修2中的第三节《化学键》进行了整体开发和结构加工，打破原来的知识界限，将书本单一、结构化的知识组织成一条符合学生认知发展的纵向知识链（如图1）。通过问题链驱动这条知识链锁，从而使得学生逐步习得获取新知识的方法，体验获得新知的过程，提升问题解决的整体逻辑思维能力，增强学生对抽象问题的表征能力。

通过逻辑紧密相关、环环相扣的问题链，流畅地从“离子键”过渡到“共价键”，再从“极性共价键”过渡到“非极性共价键”，最后得出“化学键”的概念以及化学反映的本质，促进学生思维缜密性及问题表征能力的发展，从而有效提高学生的问题解决思维与能力。

2.问题链在实验设计中的应用实例。除了课堂教学，教师也不能忽略课外的实验探究，特别是学生主动从生活、生产中发现的问题，教师要循循善诱，通过恰当的问题链启发学生进行自主探究。以下是笔者通过问题链引导学生进行探究实验的实例。课题：雪碧喝前摇一摇，PH值是否会升高？本探究课题来源于学生生活中的问题，以下是师生的对话。梁：老师，我想做“雪碧喝前摇一摇，PH值是否会升高”的实验。师：可以，但是你怎么想起来做这个实验呢？梁：因为我妈妈说我总是喝碳酸饮料，会伤害肠胃，于是我就想，如果喝前摇一摇，将CO2释放掉，饮料的酸性是否会减弱，PH值是否会升高。如果是的话，就可以减少雪碧对肠胃的刺激。师：原来如此，你写好实验方案，就可以进入实验室进行探究。梁：可是，我只是有这个想法，但不知道具体应该如何设计实验。于是教师设计以下问题链来启发学生如何设计实验：问题1：实验目的是什么？问题2：测量雪碧的PH值需要哪些仪器和试剂？问题3：具体的操作步骤是什么？问题4：预测可能有几种实验现象？问题5：预测有几种实验结论？问题6：如果实验失败或者现象不明显，应该如何改进？教师根据“实验目的—实验原理—实验用品—实验步骤—实验现象与结论—实验预备方案”的思路为学生设计了以上问题链，帮助学生科学、清晰地表征了大脑中的实验想法，准确提取了实验中设计的各项信息，促使学生初步写出实验方案。

在课堂教学过程以及课余实验探究过程中，教师应该科学、恰当地设置驱动性的问题链，帮助学生学会自主分析问题、解决问题、获取知识与方法的能力，培养学生积极思维的习惯。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2]王后雄.“问题链”的类型及教学功能——以化学教学为例[J].教育科学研究，2010，（5）：51-54.

[3]胡久华，郇乐.促进学生认识发展的驱动性问题链的设计[J].教育科学，2012，（9）：50-55.

基金项目：广西研究生教育创新计划资助项目（YCSW2012052）endprint