“五何”问题分类法在教学中的应用———以“原电池”教学问题设计为例



“五何”问题分类法在教学中的应用
———以“原电池”教学问题设计为例

◇浙江陈琦勇

问题是课堂教学的重要组成,知识和能力都是在不断地发现问题、解决问题的过程中积累并提升的．问题化教学适用于在化学概念、原理、物质性质、化学实验等教学内容中展开,如何合理地设计问题、创设情境就成为问题化教学的基础和根本．

1“五何”问题分类法

“五何”问题分类法(以下简称“五何”法)是华东师大祝智庭教授提出来的,他把问题分为5种类型,即由何、是何、为何、如何、若何．

1.1由何

通常指以“From……”引导的问题,也就是问题是从哪里来的,即问题产生的情境,是其他4种问题产生的现实基础．在化学问题教学中通常可以是化学史、生产生活经验、社会热点事件和化工生产等背景下所产生的问题．

1.2是何

通常指以“What……”引导的问题,也就是以事实为依据提出问题,通过解决此类问题来获得事实性的知识．在问题教学中通常可以是物质的物理性质、化学性质、实验现象、实验数据等所产生的问题．

1.3为何

通常指以“Why……”引导的问题，也就是针对原理、法则、定律和逻辑推理等提出问题,通过解决此类问题,理清事物之间一些内在的原理和逻辑隐性关系，以便对显性的现象、外在的结果等做出合理的解释和推理．在问题教学中通常是一些基本概念、反应原理、物质结构等所产生的问题．

1.4如何

通常指以“How……”为引导的问题，也就是针对事物发展的过程、方法、状态等提出问题,通过解决此类问题,体验过程,获得方法从而获得一些策略类的程序性知识．在问题教学中通常可以是化学语言、化学符号、实验方法、实验安全规范等一些充满化学特色的问题．

1.5若何

通常指以“If……then”为引导的问题，也就是如果事物或情境发生变化时,会产生什么新的结果．通过解决此类问题,使学生学会灵活运用知识并进行思维迁移,以期获得一些创新性的方法和结果．在问题教学中通常可以是一些STS问题、化学界新理论新科技问题、跨学科综合类问题等．

2“五何”法在课堂教学中的应用

如果能将“五何”法与课堂教学有机结合,能有助于解决普遍存在于很多老师心中的困惑．

2.1在化学概念教学中的应用

“由何”可以提出概念形成的背景;“是何”可以解释化学概念的内涵;“为何”可以解释概念形成的原因;“如何”可以给出概念的表达形式,即化学用语;“若何”可以是如何进行化学概念的运用,即外延．

2.2在化学原理教学中的应用

“由何”可以提出原理形成的事实依据;“是何”可以阐述化学原理能解决哪些实际问题;“为何”可以得出化学原理形成的过程;“如何”可以给出化学原理的具体描述方法、化学用语或数学表达式;“若何”可以是对原理在实际生活中的应用,即迁移．

2.3在物质性质教学中的应用

“由何”可以解释物质性质在日常中是如何发现的;“是何”可以描述物质性质的具体内容;“为何”可以对不同物质不同性质之间的联系、比较;“如何”可以给出物质性质的化学表达法,化学方程式或离子方程式;“若何”可以是对性质在实际生活中的应用．

2.4在化学实验教学中的应用

“由何”是给出化学实验的背景知识;“是何”是对实验目的的明确;“为何”是对实验原理的深入探究;“如何”是给出具体的实验步骤和方法;“若何”是对化学实验中所遇问题的讨论和实验改进创新．

3教学实例

“原电池”这部分内容融合了氧化还原反应、能量转化、电解质溶液、物质性质、化学实验等学科内知识,同时也包含了相关物理学科知识,是学科内、学科间知识的综合．笔者运用“五何”问题分类法,将本部分内容从不同角度设计成若干个问题组,在教学实践中取得了较好的效果．

3.1设计“由何”问题，初步了解原电池

【情境引入】阅读新闻“玩转iPhone屠杀橘子洋葱柠檬只为苹果充电”.

【“由何”问题】根据所学知识,说说这里的电是怎么产生的.

【学生感受】化学能转化为电能,但太“任性”,太低效,太浪费,只能玩不实用!

【教师引入】如何合理地设计出科学高效的电池,我们要先学习原电池的工作原理．

【设计意图】以给iPhone充电这个新闻为背景,激发学生学习的兴趣,再联系生活实际和前序知识,但无法马上解决问题,激发学生进一步深入学习原电池知识的热情．

3.2设计“是何”问题，宏观认识原电池

【问题1】从能量转化角度,你认为原电池是一种什么样的装置?

【学生回答】化学能转化为电能的装置.

【问题2】原电池装置由哪几部分组成,形成原电池的条件是什么?

在教师指导下,分组讨论后得出: 1) 2个活泼性不同的电极; 2) 电解质溶液; 3) 形成闭合回路.

【设计意图】因学生对化学反应中的能量转化、氧化还原反应知识有初步的了解,所以设计“什么是原电池装置？”“原电池是怎么组成的?”“原电池形成的条件是什么”这3个组合式问题既是对原有知识的复习巩固,又为微观深入理解原电池工作原理埋下了伏笔,也符合由浅入深、由宏观到微观的认知规律．

3.3设计“为何”问题， 微观认识原电池

【学生活动】用铜片、锌片、稀硫酸、烧杯、电线、灵敏电流计连接,设计一个原电池．

【问题1】根据实验现象,分析发生了什么反应.

【学生回答】锌与稀硫酸反应,是氧化还原反应．

【问题2】原电池反应为什么一定是自发的氧化还原反应?

【学生回答】要产生电流就必须要有电子的定向移动,电子的得失是氧化还原反应的本质,所以必须要有自发的氧化还原反应．

补充完善原电池形成的条件,加上第4条“自发的氧化还原反应”(自发这个概念对高一学生比较陌生,教师应做简单介绍,不必深入探讨)．

【问题3】既然是锌片与浓硫酸发生的氧化还原反应,为什么气泡出现在铜片上较多,在锌片上较少?

在教师的指导下,学生讨论分析以下问题： 1) 铜片、锌片2极得失电子情况； 2) 稀硫酸溶液中的离子浓度变化及离子移动方向问题； 3) 电线部分的电子移动方向,从电子得失、电子定向移动、离子定向移动理解原电池的工作原理．

【设计意图】在宏观上了解原电池的基础上,从相对熟悉的氧化还原反应知识入手,进一步从微观上认识原电池,由宏观反应到微观粒子,从得失电子到电子定向移动，从“异常”现象等激发认知冲突,强化原电池中电流形成与电子定向移动,离子移动的关系．

3.4设计“如何”问题， 符号理解原电池

【问题1】请大家写出上述原电池反应的化学方程式,并改写成离子方程式．

【学生活动】写化学方程式及离子方程式．

【问题2】锌片上锌失去电子生成锌离子,铜片上溶液中的氢离子得到电子生成氢气,下面用一种新的方法来表示这种变化——电极反应式．

教师指导,师生共同完成电极反应式的书写．

正极: 2H++2e-=H2↑, 还原反应;

负极:Zn-2e-=Zn2+, 氧化反应.

【设计意图】让学生书写熟悉的化学反应方程式、离子方程式,体会利用化学符号表示原电池反应的本质,体会运用知识的成就感．通过分析离子方程式推出电极反应式,比较顺畅自然,学生也容易接受．

3.5设计“若何”问题, 应用设计原电池

【问题1】根据原电池原理,将反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计成一个原电池,画出原电池的示意图,并写出正、负极的电极反应式．

【学生活动】学生思考分析讨论,画出原电池示意图,写出电极反应式．

【问题2】日常生活中我们接触很多电池,大多都是利用原电池原理设计制作而成,大家想知道这些电池的工作原理吗?课后可以去查阅相关资料,先了解身边的各种电池,下节课我们将继续了解原电池原理的应用——化学电源．

【设计意图】虽然教材中对设计原电池内容没有做相关要求,但解决原电池设计问题,有助于学生在运用知识解决实际问题的同时巩固加深对原电池知识的理解,所以在教学中可根据课堂实际进行处理．同时设计原电池应用于日常生活这个问题,既与前面iPhone电池相呼应,又为后续化学电源的学习打下伏笔,有承上启下的作用．

4体会与思考

运用“五何”法设计教学问题,应以教学内容为核心,以学生的学情为出发点,不必每个内容都一定要求“五何”面面俱到．不同的教学内容应设计教学问题的侧重点应有所不同．

在课堂教学中如何将教材内容转化为好问题是教学设计中的难点!“五何”问题分类法是突破这个难点的很好抓手,可以为我们在问题设计中提供思维的“脚手架”和“工具”,有助于分析问题设计的合理性．

(作者单位：浙江省温岭市第二中学)