高中生化学变式问题解决能力的比较研究

王敏超

摘要：变式是一种借助变换同一类型的物质的非本质属性从而实现物质本质属性的掌握。变式不仅是一种重要的思考方式，同时也是一种行之有效的教学方式。对此，本文借助不同层次高中生化学变式问题的解决能力实行比较分析，并寻求最佳问题解决能力的途径。

关键词：高中教学；化学教育；变式问题；有机化学

变式问题的设计与应用是传统教学方法的一种有效转变，同时也是求异思维、求同思维的一种结合，是中学化学教育中提升教学质量的有效途径。根据化学学科的特点，变式教学的主要是在教学中维持化学概念、基本原理等本质属性，并提升各种外显形式的变化，例如不断转变材料或情境的方式，更改已知条件，改变题目内容或呈现方式等。简单而言，变式问题就是在不变中寻求变化，变化中维持不变。

一、变式教学在高中有机化学内容方面的应用

以“同系物”的内容实行垂直变式教学实践，并对教学中的重点、难点进行划分，按照薄弱环节提示解析、原型问题的变式分析、归纳解析以及程序性构建三个环节进行教学。

1.薄弱环节的线索提示 首先，分析原题的本体知识，如“二甲苯、C6H5-NO2、C6H5-C2H5、C6H5-C2H3中属于芳香烃，不是苯的同系物”；其次，分析本体知识的薄弱环节，例如烃的概念认识不清晰；再次，设计线索并提示学习分析的思路，将问题进行简单的拆分，例如归纳芳香烃有哪一些，并分析满足条件的物质当中哪一些不是苯的同系物。

在教学中，可以从引导学生探讨题目的相关知识着手，并根据薄弱点设计相应的提示线索，在认知冲突问题方面详细解释其过程，促使学生可以形成清晰的认识，理清学习思路，将原本模糊的概念通过整理、分析之后更加清晰，从而达到科学概念的转变。

2.原型问题的变式深化 对于同系物的原型问题实行变式深化方式进行处理，采用垂直变式的方式。首先实行对比变式。如“尝试探讨乙苯、苯乙烯、硝基苯三种物质的结构和苯的区别，哪一种结构属于笨同系物”。这一种对比的变式方式可以将问题在同一种情境不同结构或同一种结构不同情境的方式进行展现，同样对比也可以更加突出问题的本质，无论怎样变化都可以达到“万卷不离其中”，促使学生更加清晰的掌握关键性知识，从而帮助学生实现知识内化的学习。对比变式的方式包含可逆性的变式；其次实行拓展变式。例如“书写包含甲基、无支链并且乙烯醛多两个碳原子的同系物结构”。拓展变式主要在原本问题的结构基础上加入另一个与之相关的结构，促使原本问题中的直接条件转变为未知条件，从而促使问题复杂化。拓展变式是间接变式的一种基础性方式，同时也是一种拓展方式，在实际的应用中可以按照需求适当的拓展，但是不能过于的拓展或掩盖了问题本身的主体结构。

3.归类解析和程序建构 首先，采用回顾薄弱点的教学方式，例如将“烃和烃的概念有机物、含有碳与氢两种元素、回顾烃的分类”；其次，实行同系物的相关知识梳理，一是同系物必须满足同一种通式，例如CH3CHO、CH3COOH，前者需要符合CNH2NO的通式，后者必须满足CNH2NO2的通式，所以其并不是一个同系物。二是主碳架结构需要相似，官能团需要相同。例如CH2=CH2和环丙烷虽然都可以满足CNH2N的通式，但是其属于烯烃与环烷烃，结构并不相似，所以不是同系物。三是同系物组成元素应当相同，例如CH3CH2Br和CH3CH2CH2CL虽然都可以满足CNH2N+1X的通式，但是C与H原子数之间相差一个CH2原子团，同属于卤代烃，但是因为原子的不同，所以组成的元素也并不相同，所以不属于同系物。四是同系物的结构相似但是不一定是相同的，例如CH2CH2CH3与新戊烷，其不仅前者无支链，后者有支链，而且结构也并不相同，但是两者的碳原子均能够以单键结合的方式成链状，结构相似，所以属于同系物。五是判断同系物的重点，其主要是在于狭义范围的同系物，并不是广义范围的桶洗衣，同系物的判断要点包含5点：1、同系物一定有相的通式；2、通式相同的并不是同系物；3、同系物组成元素的种类必須相同；4、同系物的结构基本相似，但是并不相同；5、在分组组成方面必须差一个或多个CH2原子团。

二、变式教学的教学结果

结合在问题解决变式教学方面的思考，对我校学生实行有目的性的提升问题解决能力的教学，并在一定时间的实践之后，对改进后的学生学习效果进行评测，并与教学改进之前的评测结果进行对比。通过实际教学，对于不同层次的学生在问题解决过程中的表现实行对比分析，这一些问题诀别不同变式特征但是属相同的知识项目，其将前测中错误率较高的一些问题知识项目，以不同的问题形式进行评测，最终发现变式教学改革之后学生的平均成绩有10%的提升，尤其是学困生的提升最为显著，“拉平效应”较为突出，对于问题的分析有一定困难的学生在知识漏洞的修复、基础知识的巩固方面有较为理想的效果，变式教学可以有效的缓解学生问题方面的认知负荷，并提升问题的解决效率。

三、结语

总而言之，变式教学可以一定程度提升学生对困难问题的解决能力，同时变式教学的问题设计需要和学生的认知水平形成契合，务必保障学生可以借助自身努力而解决，促使学生在思维能力、思维习惯等方面的得到提升，这也是变式问题的关键。

参考文献：

[1]陈允任.社会性科学议题融入高中有机化学STSE教学的研究初探——以“有机合成的巨星PX”为例[J].化学教育，2017，38（7）：45-50.

[2]高苗，赵舒昱，周青.中外高中化学教材图表系统的比较研究——以“化学键”内容为例[J].化学教育，2016，37（7）：20-24.

（作者单位：浙江省萧山中学 310000）