任務(wù)分析法在中學(xué)化學(xué)解題中的應(yīng)用

韋躍洪　黃都

摘要： 以人教版高中化學(xué)必修1第二章第二節(jié)“離子反應(yīng)”中的“離子共存”的習(xí)題為例，對其進(jìn)行任務(wù)分析，得到問題解決的“心理地圖”，并用“解題步驟——對應(yīng)知識細(xì)目表”對其任務(wù)分析結(jié)果進(jìn)行表征，得到一種操作性較強(qiáng)的方式指導(dǎo)解題及解題教學(xué)，使教師的教和學(xué)生的學(xué)都有序可依，最終提高學(xué)生解決化學(xué)問題的能力。

關(guān)鍵詞： 任務(wù)分析法; 化學(xué)解題; 心理地圖; 教學(xué)探討

文章編號： 1005-6629（2020）03-0085-05

中圖分類號： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

1? 問題的提出

在中學(xué)化學(xué)的習(xí)題教學(xué)過程中，總會出現(xiàn)這么一種尷尬的局面： 同一類型的題目甚至是同一道題，講過很多次，但是到學(xué)生自行解題時(shí)，往往還是解不出來，也不知道該往何處思考，該如何去尋找解題思路，就像一艘沒有指南針的船，漂泊在茫茫大海之中，不知去往何處。每當(dāng)此情況出現(xiàn)，有部分教師往往是感慨學(xué)生愚鈍，抑或指責(zé)學(xué)生學(xué)而不思，卻沒有反省自身教學(xué)方法是否妥當(dāng)，解題程序是否完整等，以此來尋找問題的根源，從而改進(jìn)自身教學(xué)，提高習(xí)題教學(xué)水平和質(zhì)量。事實(shí)上，此局面的造成，除了與學(xué)生自身解題程序或者知識模塊缺失有關(guān)之外，還與教師自身教學(xué)過程中解題程序的不完整密切相關(guān)，不完整的解題程序?qū)τ诔鯇W(xué)者來說毫無裨益，甚至?xí)蛊錈o法掌握[1]。另外，教師亦很少使其解題程序“可視化”，因而學(xué)生也無法看到解題程序的全貌，這不利于學(xué)生做筆記和日后復(fù)習(xí)鞏固。為了解決這一問題，筆者嘗試將“任務(wù)分析”的方法引入中學(xué)化學(xué)習(xí)題教學(xué)之中。通過任務(wù)分析，可以得到一張“心理地圖”，它描繪了教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)的心理過程，使教師可以循序漸進(jìn)地教、學(xué)生可以循序漸進(jìn)地學(xué)。當(dāng)學(xué)生在某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時(shí)，亦可對照“心理地圖”找到癥結(jié)之所在和問題解決的辦法。

2? 任務(wù)分析簡介

任務(wù)分析方法起源于第二次世界大戰(zhàn)期間，剛開始時(shí)任務(wù)分析運(yùn)用于增強(qiáng)士兵訓(xùn)練效果，隨著工業(yè)時(shí)代的到來，任務(wù)分析又被引入到工業(yè)領(lǐng)域用以提高工作

效率。隨后，任務(wù)分析方法亦被引入到教育領(lǐng)域。任務(wù)分析方法是采用逆推法，在教學(xué)活動開始之前對教學(xué)目標(biāo)加以分析，不斷追問： 如果要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，學(xué)生需要具備什么知識和何種技能，一直追問到能力層次最低的學(xué)生都已經(jīng)掌握的知識和技能為止，即要在頭腦之中有類似于電腦的一系列編碼“If/then”[2]。通過任務(wù)分析，可以得到一張“心理地圖”，為教學(xué)活動的順利進(jìn)行創(chuàng)設(shè)心理基礎(chǔ)，以更加清晰的程序來指導(dǎo)教學(xué)，且可以使解題教學(xué)程序可視化。

3? 任務(wù)分析流程和方法

結(jié)合前輩們對任務(wù)分析的研究和實(shí)踐，筆者歸納得到如圖1的“任務(wù)分析流程圖”。

圖1? 任務(wù)分析流程圖

3.1? 確定層級目標(biāo)

教師選擇幾道相同類型的題目進(jìn)行解題，解題過程中可運(yùn)用出聲思維法或其他方法來記錄自己的解題思路和過程，歸納總結(jié)成功解題所需知識，接著不斷提問： 如果要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，學(xué)生應(yīng)首先需要具備什么知識，一直追問到必須掌握的最基礎(chǔ)知識為止。最后進(jìn)行自我提問： 所得到的層級目標(biāo)和初級解題步驟是否包含了上述歸納總結(jié)得到的所有知識。

3.2? 導(dǎo)出知識細(xì)節(jié)

經(jīng)過第一步分析可以得到初步的任務(wù)分析圖和粗略的解題步驟。由于教師在解題過程中會不自覺地跳過某些步驟或者把某幾個(gè)步驟合并在一起，所以得到的解題步驟往往是粗略的、不完整的，因而需要進(jìn)一步導(dǎo)出知識細(xì)節(jié)，完善解題步驟。該過程一般可把第一步得到的任務(wù)分析圖和解題步驟交予同行審閱和用“觀察-引導(dǎo)”新手法來導(dǎo)出知識。下面，筆者對“觀察-引導(dǎo)”新手法做一詳細(xì)介紹。

首先找?guī)讉€(gè)第一次解答該題或者不能成功解題的新手;然后觀察這些學(xué)生解題并在解題遇到障礙時(shí)，用初級解題步驟給予提示和引導(dǎo)，如果該解題步驟不能幫助學(xué)生成功解題，則應(yīng)對該解題步驟精細(xì)化，直到得到的解題步驟能夠成功解題為止。

3.3? 檢驗(yàn)解題步驟

重新再找?guī)酌率郑屝率謱φ账媒忸}步驟進(jìn)行解題，期間教師可給予事實(shí)性知識的支持，比如，學(xué)生問： 常見的有顏色的離子有哪些，教師可以提供幫助。如果新手能夠按照所給解題步驟進(jìn)行解題，則說明該解題步驟已完善，如若不能，則應(yīng)探明具體原因。若是由于解題步驟不夠完善，則應(yīng)回到上一步： 導(dǎo)出細(xì)節(jié)知識，直到新手能夠參照該解題步驟成功解題為止。

4? 案例分析

“判斷離子共存”一課的任務(wù)分析過程如下。

[教學(xué)目標(biāo)]掌握離子反應(yīng)的條件，會判斷離子在溶液中是否能大量共存。

[任務(wù)分析]

圖2? 任務(wù)分析圖

用任務(wù)分析的方法對“離子共存”這一類題目進(jìn)行任務(wù)分析，得到相應(yīng)的任務(wù)分析圖（見圖2）。通過任務(wù)分析圖，我們可以知道，進(jìn)行任務(wù)分析首先是把最終目標(biāo)進(jìn)行分解，得到A1、 A2這樣兩個(gè)層級目標(biāo)（使能目標(biāo)），要完成這些層級目標(biāo)的起點(diǎn)能力有三個(gè)，分別是“知道常見離子的化學(xué)性質(zhì)”“知道溶液酸堿性的不同描述”和“知道常見離子的顏色”。在此基礎(chǔ)上要具備“判斷離子是否發(fā)生反應(yīng)和挖掘題干隱含條件”的能力，這些直接影響終點(diǎn)目標(biāo)的能力我們稱之為“核心能力”;另一類必備能力是支持性能力，如總結(jié)、歸納和語言組織能力。

從圖2我們不難看出： 要達(dá)成終點(diǎn)目標(biāo)——會判斷離子在溶液中能否大量共存，學(xué)生必須具備起點(diǎn)能力，如果學(xué)生不知道常見離子的化學(xué)性質(zhì)，即不知道哪些離子間反應(yīng)會有沉淀、氣體生成，教師可以通過讓學(xué)生觀察必修1課本第110頁的附錄Ⅱ： 部分酸、堿和鹽的溶解度表，通過觀察表格引導(dǎo)歸納出記憶口訣來輔助學(xué)生記憶;如果學(xué)生不知道哪些離子間反應(yīng)會生成弱酸弱堿，教師可引導(dǎo)學(xué)生回憶中學(xué)常見的三大強(qiáng)酸和三大可溶性強(qiáng)堿;如果學(xué)生不知道常見離子的顏色，教師可通過引導(dǎo)學(xué)生回憶常見溶液的顏色，以此來輔助記憶常見離子的顏色，比如說當(dāng)學(xué)生不記得Cu2+在溶液中的顏色，可通過提問學(xué)生硫酸銅溶液是什么顏色，然后告訴學(xué)生硫酸銅溶液之所以為藍(lán)色，主要是因?yàn)镃u2+在溶液中是藍(lán)色的;如果學(xué)生不懂得判斷溶液的環(huán)境即溶液的酸堿性，則應(yīng)具體分析原因： 是學(xué)生對指示劑在酸堿溶液中顯示的顏色記憶不清，還是金屬與溶液反應(yīng)有氣體放出的具體機(jī)理即反應(yīng)的化學(xué)方程式掌握得不牢固？分析出具體原因后，對學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。當(dāng)學(xué)生具備了這3點(diǎn)起點(diǎn)能力后，接著完成第一層級目標(biāo)。如果學(xué)生不能判斷各種反應(yīng)條件，即復(fù)分解反應(yīng)條件、氧化還原反應(yīng)條件，教師可引導(dǎo)學(xué)生回憶復(fù)分解反應(yīng)的條件是什么，當(dāng)學(xué)生回答“有氣體、沉淀和水生成”時(shí)，教師應(yīng)做進(jìn)一步的補(bǔ)充說明： 在高中階段，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的條件更準(zhǔn)確的描述應(yīng)為“有氣體、沉淀和難電離的物質(zhì)生成”，其中難電離的物質(zhì)包括弱酸、弱堿和水;至于氧化還原反應(yīng)，則應(yīng)在學(xué)生學(xué)習(xí)完第二章第三節(jié)再做補(bǔ)充。

在學(xué)生完成第一層級目標(biāo)之后，我們接著完成第二層級目標(biāo)。如果學(xué)生不會挖掘題干的隱含條件，教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生用劃關(guān)鍵詞的方法來注意題干隱含信息，如看到題干中“無色透明”“pH=13”等信息應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生用筆在題干中劃出來;如果學(xué)生不知道離子反應(yīng)的條件，教師可引導(dǎo)學(xué)生回憶離子反應(yīng)的本質(zhì)是什么;接著提問學(xué)生，既然離子反應(yīng)的本質(zhì)是某些離子的濃度發(fā)生改變，而使離子濃度發(fā)生變化的方式有“反應(yīng)有氣體、沉淀和難電離物質(zhì)生成”，那么，“怎樣可以判斷溶液中的離子發(fā)生了反應(yīng)，即離子反應(yīng)的條件是什么”，然后引導(dǎo)學(xué)生一起歸納總結(jié)離子反應(yīng)的條件，最終實(shí)現(xiàn)“會判斷離子在溶液中能否大量共存”的最終目標(biāo)，并同時(shí)發(fā)展提高學(xué)生相應(yīng)的解題能力，具體如圖3所示。

圖3? 解題教學(xué)流程圖

[任務(wù)分析結(jié)果表征]

表1? 解題步驟——知識細(xì)目表

序號解題步驟運(yùn)用的知識序號解題步驟運(yùn)用的知識

1挖掘隱含信息2

1.1判斷溶液環(huán)境酸堿性的常見表述（事實(shí)性知識）2.1判斷是否有離子會發(fā)生反應(yīng)離子反應(yīng)的條件（事實(shí)性知識）

1.2判斷有色離子是否能夠共存常見離子的顏色（事實(shí)性知識）

2.2判斷離子是否能大量共存判斷口訣（策略性知識）

關(guān)于解題步驟——知識細(xì)目表運(yùn)用的幾點(diǎn)說明：

表1是提供給初學(xué)者學(xué)習(xí)使用的，對初學(xué)者掌握解題程序有一定幫助。剛開始練習(xí)時(shí)應(yīng)選擇情境相近的練習(xí)，以熟練和強(qiáng)化解題步驟;待熟練后，選擇陌生情境進(jìn)行變式訓(xùn)練，使學(xué)生能夠靈活地運(yùn)用解題程序;當(dāng)學(xué)生熟練到一定程度又做錯(cuò)題時(shí)，可借助該表作診斷和補(bǔ)救，教師也可以借助該表診斷學(xué)生解題失敗原因并及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救教學(xué)。

5? 任務(wù)分析在中學(xué)化學(xué)解題教學(xué)中的作用

5.1? 使教師在教學(xué)中做到“心中有數(shù)”

教師用任務(wù)分析的方法對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分解得到具有層級關(guān)系的子目標(biāo)和起點(diǎn)能力，使得教師能夠把握整個(gè)解題過程，了解指導(dǎo)學(xué)生成功解題所必備的知識和技能，真正做到心中有數(shù)，教學(xué)時(shí)十分有底氣。

5.2? 用以診斷和補(bǔ)救教學(xué)

中學(xué)化學(xué)解題失敗的原因包括“思路的缺失、錯(cuò)誤、混亂，以及對知識的記憶不牢和理解不當(dāng)?shù)取盵3]。正如醫(yī)生治病一樣，只有弄清楚病因，才能開出正確的藥方，真正達(dá)到治病救人的目的?；瘜W(xué)解題的任務(wù)分析結(jié)果用“解題步驟——對應(yīng)知識細(xì)目表”進(jìn)行表征，該表既是“病歷單”又是“藥方”，學(xué)生解題失敗后，對照該表，可以精準(zhǔn)找到解題失敗原因，找到打開“癥結(jié)”的“鑰匙”，完善學(xué)業(yè)不良學(xué)生的知識模塊和解題程序。

5.3? 提供有效的解題方法

有時(shí)不少學(xué)生對書本的基本概念和原理等可謂背得滾瓜爛熟，然而遇到問題時(shí)往往束手無策，找不到解題思路和途徑，不知道從何處思考，因而問題解決的效果總是“事與愿違”。通過引導(dǎo)學(xué)生對題目進(jìn)行任務(wù)分析，使學(xué)生學(xué)會將終點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行層層分解，從而找到一條通往“解題成功”之路，真正掌握解題方法。

6? 教學(xué)效果

對貴港市某中學(xué)一線教師S和一位實(shí)習(xí)老師W進(jìn)行了訪談。S老師是一位帶過高三的有經(jīng)驗(yàn)的教師，S老師表示，他也會對一些解題程序進(jìn)行歸納總結(jié)，但是一般都是根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，沒想到還可以用任務(wù)分析的方法來得到解題程序。W老師表示沒有對解題程序進(jìn)行過歸納總結(jié)，也沒有聽說過任務(wù)分析這種方法。筆者對S和W兩位老師簡單介紹了如何用任務(wù)分析的方法來歸納解題程序，他們均較肯定這種方法，S老師還表示用科學(xué)方法指導(dǎo)教學(xué)要比單純經(jīng)驗(yàn)“走得更遠(yuǎn)”。

在貴港市某中學(xué)挑選上一次化學(xué)考試的成績平均分基本接近的兩個(gè)班分別作為實(shí)驗(yàn)班和對照班，A班為對照班，總?cè)藬?shù)為59人，B班為實(shí)驗(yàn)班，總?cè)藬?shù)為58人。A班用的是常規(guī)教學(xué)方法，B班的習(xí)題教學(xué)經(jīng)過任務(wù)分析處理，并在習(xí)題教學(xué)時(shí)把分析得到的解題步驟——知識細(xì)目表以板書的形式展示給學(xué)生。完成習(xí)題教學(xué)后，進(jìn)行了兩次測試。第一次在上完離子共存相關(guān)內(nèi)容后馬上進(jìn)行，第二次安排在三天后，筆者對兩個(gè)班第二次測試的成功解題人數(shù)和解題成功率做了分析，具體見表2和圖4。

表2? 實(shí)驗(yàn)班與對照班第二次測試情況統(tǒng)計(jì)

題號12345

題干主要信息pH=1酚酞變紅無色透明通入足量的NH3與鎂反應(yīng)放出氫氣

解題成功人數(shù)對照班3331282523

實(shí)驗(yàn)班4039373636

解題成功率對照班55.93%52.54%47.40%42.37%38.98%

實(shí)驗(yàn)班68.97%67.24%63.79%62.07%62.07%

由表2和圖4可以知道，5道測試題實(shí)驗(yàn)班的解題成功率均高于對照班，其中第4、第5題差異非常明顯，原因主要是對照班沒有掌握解決離子共存類題目的程序性知識，因而解題的成功率較低。對實(shí)驗(yàn)班的部分學(xué)生進(jìn)行了訪談，這些學(xué)生表示，教師在習(xí)題教學(xué)時(shí)能夠把解題步驟板書出來，非常清晰，并且課后不懂時(shí)可以對照該解題步驟來指導(dǎo)解題。

7? 結(jié)語

運(yùn)用任務(wù)分析的方法，對“離子共存”類題目進(jìn)行

圖4? 第二次測試成功率柱狀圖

任務(wù)分析，并用“解題步驟——對應(yīng)知識細(xì)目表”對任務(wù)分析結(jié)果的表征，為優(yōu)化習(xí)題教學(xué)做一些有益的嘗試。筆者的研究只是將任務(wù)分析運(yùn)用于習(xí)題教學(xué)的初步嘗試，有些想法和做法或許還不夠成熟，仍有許多值得商榷的地方。如何能夠更好地在解題中進(jìn)行任務(wù)分析，以及科學(xué)地表征分析結(jié)果，從而提高習(xí)題教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生提供更強(qiáng)有力的問題解決方法還有待作進(jìn)一步的研究。

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