提高學(xué)生化學(xué)問(wèn)題解決能力的教學(xué)策略

鈕建芳

（江陰高級(jí)中學(xué)教育集團(tuán)江陰初級(jí)中學(xué)，江蘇 江陰 214431）

一、問(wèn)題的提出

從某種意義上說(shuō)，學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程就是對(duì)化學(xué)問(wèn)題的處理和解決的過(guò)程，學(xué)生化學(xué)問(wèn)題解決能力越強(qiáng)，說(shuō)明他學(xué)習(xí)化學(xué)的效率越高。目前，在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，不少教師將學(xué)生在問(wèn)題解決過(guò)程中遇到的困難簡(jiǎn)單地歸結(jié)為知識(shí)貯備不充分，導(dǎo)致教師在教學(xué)過(guò)程中采取應(yīng)對(duì)策略不恰當(dāng)，對(duì)學(xué)生問(wèn)題解決方法指導(dǎo)出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的偏差，降低了化學(xué)學(xué)習(xí)的有效性。要從根本上提高學(xué)生問(wèn)題解決的效率，一是要對(duì)學(xué)生在問(wèn)題解決過(guò)程中造成障礙的原因進(jìn)行充分的分析，給學(xué)生提出具有針對(duì)性的改進(jìn)建議；二是必須加強(qiáng)學(xué)生在問(wèn)題解決方法上的策略指導(dǎo)，使學(xué)生掌握問(wèn)題解決的基本方法。只有這樣，才能更好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，樹立學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的信心。

二、化學(xué)問(wèn)題解決中常見的障礙

在教學(xué)中，為了使學(xué)生對(duì)這個(gè)過(guò)程更加容易理解，根據(jù)學(xué)生解決問(wèn)題的思維特點(diǎn)，可以歸納為問(wèn)題解決的基本途徑：審題（獲取信息或條件）→搜索相關(guān)信息→信息篩選和整合→確定解決方案→嘗試解決→評(píng)價(jià)。在以上每個(gè)環(huán)節(jié)中，學(xué)生均有可能因知識(shí)背景或思維方式的不同，出現(xiàn)不同的問(wèn)題解決障礙，常見的情形有以下幾種：

①信息提取失真。學(xué)生不能完整從問(wèn)題所提供的條件中識(shí)別出問(wèn)題的類型和區(qū)分問(wèn)題有關(guān)信息與無(wú)關(guān)信息。

②知識(shí)再現(xiàn)障礙。問(wèn)題解決過(guò)程中，由于知識(shí)間的干擾和知識(shí)檢索存在困難，學(xué)生儲(chǔ)存在大腦中的知識(shí)無(wú)法正常提取，造成問(wèn)題解決的障礙。

③思維定向失誤。具體表現(xiàn)在問(wèn)題解決者不能正確把從題目中提取出來(lái)的信息加以概括，錯(cuò)誤地進(jìn)行題型歸類，從而對(duì)問(wèn)題無(wú)從著手，造成問(wèn)題無(wú)法順利解決。如在問(wèn)題解決過(guò)程中，收集了大量信息后，不知如何將信息有機(jī)地整合用以解決問(wèn)題。

三、問(wèn)題解決的機(jī)制

現(xiàn)代心理學(xué)的研究表明，一個(gè)問(wèn)題包括3個(gè)基本成分：①給定。一組已知的關(guān)于問(wèn)題條件的描述，即問(wèn)題的起始狀態(tài)。②目標(biāo)。關(guān)于構(gòu)成問(wèn)題結(jié)論的描述，即問(wèn)題要求的答案或目標(biāo)狀態(tài)。③障礙。正確的解決方法不是顯而易見的，必須間接通過(guò)一定的思維活動(dòng)才能找到答案，達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。在問(wèn)題解決過(guò)程中，常常將解決問(wèn)題的過(guò)程分為四個(gè)部分：?jiǎn)栴}表征→選擇操作→實(shí)施操作→評(píng)價(jià)，問(wèn)題的有效解決，都離不開一定的知識(shí)、策略和技能，特別是問(wèn)題解決者的思維品質(zhì)是有效解決問(wèn)題的重要因素。

四、在教學(xué)中提高學(xué)生問(wèn)題解決能力的策略

（一）利用“頭腦風(fēng)暴法”，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維

頭腦風(fēng)暴的特點(diǎn)是讓問(wèn)題解決者敞開思想，使各種設(shè)想在相互碰撞中激起腦海的創(chuàng)造性風(fēng)暴。其可分為直接頭腦風(fēng)暴和質(zhì)疑頭腦風(fēng)暴法，前者是讓參與決策的群體盡可能激發(fā)創(chuàng)造性，產(chǎn)生盡可能多的設(shè)想的方法；后者則是對(duì)前者提出的設(shè)想、方案逐一質(zhì)疑，發(fā)現(xiàn)其中現(xiàn)實(shí)可行的方法。

在化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法進(jìn)行教學(xué)，是指在化學(xué)問(wèn)題解決能力訓(xùn)練過(guò)程中，教師要盡量設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)良好或開放的真實(shí)問(wèn)題情境，讓學(xué)生實(shí)際地解決現(xiàn)實(shí)生活和學(xué)習(xí)中的問(wèn)題，根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，盡可能多提出問(wèn)題解決的方法；然后對(duì)提出的方法逐一評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)其中現(xiàn)實(shí)可行性的方法。

[案例1]教師與學(xué)生一起探討：如何證明某酸是弱酸的問(wèn)題？

學(xué)生明確問(wèn)題之后，教師提出要求：①按學(xué)習(xí)小組進(jìn)行討論。②在討論過(guò)程每個(gè)人都盡可能多地提出各種方案。③提方案環(huán)節(jié)，不需要對(duì)別人提出的方案做任何評(píng)價(jià)。學(xué)生討論過(guò)程中，教師在黑板上將同學(xué)提出的方案歸類板書。

（1）利用強(qiáng)酸制弱酸原理來(lái)進(jìn)行證明。

（2）利用弱酸的電離特點(diǎn)，通過(guò)測(cè)定溶液的pH證明。

（3）利用水解知識(shí)，測(cè)定該酸與強(qiáng)堿反應(yīng)形成鹽，溶于水所得溶液的酸堿性證明。

（4）通過(guò)配制相同濃度的強(qiáng)酸和某酸的溶液，測(cè)定pH證明。

（5）通過(guò)同濃度強(qiáng)酸和某酸的溶液做導(dǎo)電能力比較實(shí)驗(yàn)證明。

（6）通過(guò)用同濃度強(qiáng)酸和某酸的溶液與金屬反應(yīng)，比較快慢程度證明。

（7）通過(guò)配制相同pH的強(qiáng)酸和某酸與足量的金屬反應(yīng)，測(cè)定生成氫氣的量證明。

學(xué)生發(fā)表完見解后，組織學(xué)生論證以上各種方案的可行性，幫助學(xué)生分析問(wèn)題解決過(guò)程中存在的障礙，并啟發(fā)他們找出克服障礙的方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維。

在頭腦風(fēng)暴法教學(xué)過(guò)程中，因問(wèn)題答案的線索與得出結(jié)論不是唯一的，從而可以激發(fā)學(xué)生積極地從多方位進(jìn)行思維，提出自己認(rèn)為合理的問(wèn)題解決方案，促使知識(shí)的實(shí)際使用。這個(gè)過(guò)程有利于培養(yǎng)學(xué)生提取信息和區(qū)分問(wèn)題有關(guān)信息與無(wú)關(guān)信息的能力；同時(shí)讓學(xué)生通過(guò)對(duì)不同問(wèn)題解決方案的評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)自己知識(shí)結(jié)構(gòu)中的缺陷，從而有助于學(xué)生理清知識(shí)間的聯(lián)系，減少在問(wèn)題解決過(guò)程中可能出現(xiàn)的知識(shí)間干擾，提高知識(shí)再現(xiàn)的準(zhǔn)確性，并從中獲得了克服問(wèn)題解決障礙的成功體驗(yàn)。

（二）加強(qiáng)學(xué)生思維策略指導(dǎo)，提高學(xué)生問(wèn)題解決的能力

在問(wèn)題解決過(guò)程中，問(wèn)題解決者根據(jù)面對(duì)的問(wèn)題條件在頭腦中進(jìn)行轉(zhuǎn)化，形成關(guān)于問(wèn)題情境的內(nèi)在表征，尋找在問(wèn)題空間中蘊(yùn)涵著的中間環(huán)節(jié)，從而達(dá)到解決問(wèn)題的目的。在要解決的問(wèn)題中，其所蘊(yùn)涵的中間環(huán)節(jié)越多，問(wèn)題就越復(fù)雜。在復(fù)雜問(wèn)題的解決過(guò)程中，由于問(wèn)題解決者無(wú)法直接找到條件和目標(biāo)之間的聯(lián)系，經(jīng)常通過(guò)進(jìn)行各種嘗試，尋求問(wèn)題解決的方法，這個(gè)過(guò)程是盲目的、漸進(jìn)的，是在沒有推理和判斷的情況下進(jìn)行的，效率是很低的。

因此，選擇何種方法來(lái)解決問(wèn)題，是影響問(wèn)題解決效率的關(guān)鍵。而要做到在問(wèn)題解決時(shí)能夠選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ@就要求問(wèn)題解決者掌握一定的方法策略。問(wèn)題解決者的思維品質(zhì)在問(wèn)題解決過(guò)程中對(duì)于問(wèn)題最終是否能得到解決起著決定性的作用，因此掌握一定的思維策略，是提高問(wèn)題解決效率的重要保障，在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)加強(qiáng)思維策略的指導(dǎo)。

1.提煉思維的準(zhǔn)確性

在問(wèn)題解決過(guò)程中，如何對(duì)呈現(xiàn)出的信息加以概括，把思考確定在一定的范圍中，找準(zhǔn)問(wèn)題解決的切入點(diǎn)，是提高問(wèn)題解決效率的前提。

[案例2]將鎂條投入到一定濃度的鹽酸，為什么反應(yīng)速率先快后慢？

在解答此題的過(guò)程中，學(xué)生往往不能準(zhǔn)確地確定思考的范圍，不少同學(xué)需要經(jīng)過(guò)反復(fù)的嘗試，才發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的思路。實(shí)際上，在這個(gè)問(wèn)題中目標(biāo)已經(jīng)很明確就是問(wèn)題的解決與影響速率的因素有關(guān)。而影響反應(yīng)速率的因素有：壓強(qiáng)、溫度、濃度和催化劑。根據(jù)問(wèn)題設(shè)定的化學(xué)情境，首先排除了壓強(qiáng)和催化劑這兩個(gè)因素，最終將問(wèn)題思考范圍確定為：可能是由于溶液中氫離子濃度和溫度對(duì)速率的影響。根據(jù)所學(xué)過(guò)的知識(shí)，將兩個(gè)因素對(duì)速率的影響進(jìn)行比較，學(xué)生很容易判斷：反應(yīng)一旦開始，氫離子濃度是逐漸變小的，從這一個(gè)角度分析，反應(yīng)速率只能逐漸減慢，因此只有溫度升高才可能出現(xiàn)這種情況。將記憶中的知識(shí)儲(chǔ)存“活潑金屬與氫離子的置換反應(yīng)為放熱反應(yīng)”與其匹配，就能準(zhǔn)確找到問(wèn)題解決的第一個(gè)切入點(diǎn)。而當(dāng)反應(yīng)到一定程度后，氫離子濃度變小的影響超過(guò)了溫度變化對(duì)反應(yīng)的影響，所以反應(yīng)速率就開始減慢。

在問(wèn)題解決的過(guò)程中，一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)就是對(duì)問(wèn)題解決的目標(biāo)進(jìn)行剖析，然后尋求與目標(biāo)有關(guān)的信息，而這些信息是否能有效地得到提煉，這涉及到問(wèn)題解決的效率。在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)充分展示自己真實(shí)地思維過(guò)程，教師的思考示范必然會(huì)引起學(xué)生的積極思考，激發(fā)學(xué)生對(duì)問(wèn)題解決最佳切入點(diǎn)的探索。此外，教師在引導(dǎo)學(xué)生問(wèn)題解決的過(guò)程中，也應(yīng)讓學(xué)生充分地展示自己的思路，然后通過(guò)師生共同的探討，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)干擾自己?jiǎn)栴}解決的因素，讓學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)掌握信息提煉的方法。

2.構(gòu)建思維的程序性

對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題的解決，往往很難直接發(fā)現(xiàn)條件和目標(biāo)之間的聯(lián)系，如何搭建起它們之間的“橋梁”，這需要運(yùn)用一定的策略。

[案例3]如何用乙醇制備乙二酸乙二酯？

在這個(gè)問(wèn)題中，條件（乙醇）與目標(biāo)（乙二酸乙二酯）沒有任何直接的聯(lián)系，但采用逆推策略，很快就可以搭建起它們之間的“橋梁”。

問(wèn)題解決策略的適當(dāng)運(yùn)用，能有效地縮短搭建條件與目標(biāo)之間“橋梁”的時(shí)間。因此教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題解決時(shí)，應(yīng)該充分展示每一個(gè)問(wèn)題解決的思維過(guò)程，展示出各種操作的步驟和順序。只有當(dāng)學(xué)生掌握了這種程序時(shí)，才可以減少許多因程序的不明或混亂而造成時(shí)間浪費(fèi)和產(chǎn)生消極情緒。問(wèn)題解決策略的適當(dāng)運(yùn)用，有利于問(wèn)題解決者縮短搭建條件與目標(biāo)之間“橋梁”的時(shí)間，明確相關(guān)信息和無(wú)關(guān)信息，提高提取信息的準(zhǔn)確性。

3.培養(yǎng)思維的靈活性

思維定勢(shì)是指用某種固定的思維模式去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，這種固定的模式是已知的、事先有所準(zhǔn)備的。定勢(shì)思維能使人應(yīng)用已掌握的方法迅速地解決問(wèn)題，但在問(wèn)題情境發(fā)生變化的情況下，定勢(shì)思維會(huì)妨礙人采用新的解決方法。

[案例4]（1）下列能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的是（ ）

A.氯水 B.溴化鉀溶液 C.碘水 D.碘化鉀溶液

（2）下列能減緩鋅與鹽酸反應(yīng)速率，但不影響產(chǎn)生氫氣總量的是（ ）

A.CH3COONa B.NaOH

C.加入稀鹽酸 D.加入食鹽水

乍一看兩道題一點(diǎn)關(guān)系都沒有，實(shí)際上學(xué)生出錯(cuò)的原因都是一樣的，第一題大多數(shù)學(xué)生的定勢(shì)思維：只有淀粉KI中的碘離子被氧化成碘單質(zhì)，才能使淀粉變藍(lán)，而忽略了只要有碘單質(zhì)，就能使淀粉變藍(lán)的本質(zhì)；第二題：學(xué)生容易漏選D，對(duì)于D答案，學(xué)生更多地關(guān)注到了食鹽與這個(gè)反應(yīng)無(wú)關(guān)這一事實(shí)，而忽略了食鹽溶液中除了食鹽還有水，水可以稀釋溶液中的氫離子濃度。這是由于學(xué)生思考問(wèn)題的角度不全面造成的，因此教師在訓(xùn)練或講評(píng)時(shí)要注意題型的拓展，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題中隱含信息的能力，克服原有的不良定勢(shì)，增強(qiáng)思維的靈活性。

影響化學(xué)問(wèn)題解決的因素很多，但起決定性作用的是學(xué)生的思維品質(zhì)。良好的思維方式不僅可以提高問(wèn)題解決的效率，更重要的是可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率；因此在解決問(wèn)題的過(guò)程中，在方法和策略上給予學(xué)生針對(duì)性的指導(dǎo)，有利于提升學(xué)生思維的品質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)提高問(wèn)題解決能力的目的。

[1]伍新春.高等教育心理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1998.