基于實(shí)驗(yàn)過程中問題生成與思考的模型建構(gòu)

柳文龍

以實(shí)驗(yàn)為主體的探究活動，能使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中的問題，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，是新課程的基本理念。運(yùn)用教材提供的實(shí)驗(yàn)素材，充分調(diào)動學(xué)生主動參與探究實(shí)驗(yàn)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、觀察、調(diào)查、資料收集、閱讀、思考、討論等多種方式，通過問題的提出、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價(jià)、表達(dá)與交流等活動，增進(jìn)對科學(xué)探究的理解，發(fā)展科學(xué)探究能力。下面，以粗鹽的提純?yōu)槔?，從四個(gè)層次方面詳述在實(shí)驗(yàn)過程中如何構(gòu)建問題生成與思考的教學(xué)模型。

一、問題的預(yù)設(shè)

教學(xué)的“預(yù)設(shè)”就是“事先籌劃”，即教師在教學(xué)活動開展之前對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程、教學(xué)方法等進(jìn)行預(yù)先的設(shè)計(jì)和籌劃。就化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，“預(yù)設(shè)”主要表現(xiàn)在：對實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的預(yù)設(shè)，對實(shí)驗(yàn)儀器選擇的預(yù)設(shè)，對實(shí)驗(yàn)操作方法、步驟的預(yù)設(shè)，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的預(yù)設(shè)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的預(yù)設(shè)等。然而，教學(xué)不只是單純的“預(yù)設(shè)”，更是發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新與開發(fā)的過程。完全按照預(yù)設(shè)進(jìn)行教學(xué)，課堂必然變得機(jī)械、沉悶和程式化，使教學(xué)的生命力在課堂中得不到充分發(fā)展。

例如，粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由淺入深不斷提出問題，使實(shí)驗(yàn)過程變成學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的探索過程：（1）粗鹽經(jīng)溶解、過濾后所得的濾液并不只是NaCl的溶液，仍然含有少量可溶性雜質(zhì)，如MgCl2、CaCl2、CaSO4、泥沙等，需要進(jìn)一步檢驗(yàn)并逐一除去，除雜時(shí)應(yīng)選用什么試劑？（2）除去混在粗鹽中的雜質(zhì)先后順序如何？（3）除去MgCl2和CaCl2雜質(zhì)時(shí)，所加的試劑能否調(diào)換次序？是否有第二種選擇，甚至第三種選擇呢？（4）如何確定所獲得的產(chǎn)品是否純凈？（5）如何計(jì)算粗鹽中氯化鈉的含量？（6）實(shí)驗(yàn)室粗鹽提純能否轉(zhuǎn)化為工業(yè)上食鹽的精制？等等。通過這些問題的預(yù)設(shè)，讓學(xué)生在討論、交流、分析、思考中，培養(yǎng)對實(shí)驗(yàn)的興趣，提高實(shí)驗(yàn)探究能力。

二、問題的生成

問題的生成是指師生在交往、互動中，即時(shí)生成的新問題、新思考、新方法。其方式主要有：從教師課堂預(yù)設(shè)中生成，從課堂教學(xué)過程中生成，從課后反思中生成。其特點(diǎn)是：隨機(jī)性、動態(tài)性、多樣性和隱蔽性。問題的生成性對教學(xué)活動具有積極作用，課堂上把生成性問題作為新的教學(xué)資源，使教學(xué)內(nèi)容更加完善、更加精彩有味。就化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，問題生成主要有：（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的生成性問題;（2）對實(shí)驗(yàn)儀器的不同選擇、不同組合以及使用過程中的生成性問題;（3）出現(xiàn)預(yù)設(shè)之外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所產(chǎn)生的生成性問題;（4）對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析判斷時(shí)產(chǎn)生的生成性問題等。

如粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)中，最后要求用鹽酸除去過量的除雜試劑NaOH、Na2CO3，教師預(yù)設(shè)的常規(guī)方案是用普通pH試紙測溶液的pH值至7或接近7。而學(xué)生提出：一是可用酸堿指示劑判斷溶液顯酸性;二是直接通過觀察滴加鹽酸后不再有氣體產(chǎn)生，證明碳酸鈉和氫氧化鈉已除盡。對此，教師應(yīng)主動引導(dǎo)學(xué)生討論交流，讓學(xué)生在爭論中發(fā)現(xiàn)，用指示劑引入了新雜質(zhì)而不可取;而第二個(gè)方案沒有提出異議，這時(shí)可讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作，看是否可行。這樣，通過問題的發(fā)現(xiàn)、討論，既開拓了學(xué)生的思路，又提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力。

由此可見，教師的預(yù)設(shè)應(yīng)有彈性，才能為問題生成留下空間。即教師要以開放的心態(tài)設(shè)計(jì)出靈活、動態(tài)的“預(yù)”案，而不是周密細(xì)致、一成不變的“成”案。就是說，動態(tài)生成的教學(xué)設(shè)計(jì)“粗”些，這樣可為課堂實(shí)施的“細(xì)”留下了足夠的彈性時(shí)空，為知識的動態(tài)生成、學(xué)生的自主建構(gòu)留有了余地，給學(xué)生帶來意料不到的課堂“意外生成”，這樣的堂課教學(xué)，才能最大限度地促進(jìn)學(xué)生的思考深度、思辨能力的發(fā)展。此外，“不同”或“不當(dāng)”實(shí)驗(yàn)操作（反向?qū)嶒?yàn)）、對實(shí)驗(yàn)變量（條件）控制不當(dāng)、對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄處理錯(cuò)誤等也常引發(fā)的學(xué)生生成性問題，教學(xué)過程中也應(yīng)引起教師的重視。

三、問題的思考

現(xiàn)代教育心理學(xué)研究指出，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程不僅是一個(gè)接受知識的過程，而且也是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程。一方面是暴露學(xué)生產(chǎn)生各種疑問、困難、障礙和矛盾，另一方面也是展示學(xué)生發(fā)展聰明才智、形成獨(dú)立個(gè)性與創(chuàng)新成果的過程。正因如此，教學(xué)過程中教師應(yīng)重視學(xué)生探索新知的經(jīng)歷和獲得新知的體驗(yàn)。

例如，粗鹽提純過程中，要求用過量氯化鋇除去粗鹽中硫酸根，再用過量碳酸鈉除去過量的氯化鋇。但是，學(xué)生發(fā)現(xiàn)過濾后的濾液中還可以檢驗(yàn)出硫酸根離子。對此，教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析存在問題的原因，接著教師根據(jù)學(xué)生問題追問：如何做好補(bǔ)救措施？

又如，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，有學(xué)生問：取粗鹽10g經(jīng)提純精制之后，最后稱量得到的食鹽質(zhì)量大于10g。這是什么原因造成的呢？對此，教師一方面要引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)過程中試劑加入情況去分析，另一方面要從產(chǎn)品是否干燥去找答案。對于前者，教師要引導(dǎo)學(xué)生思考：除雜過程中加入過量的NaOH、Na2CO3二種物質(zhì)中的鈉元素最終都轉(zhuǎn)化為NaCl中去，這是導(dǎo)致質(zhì)量增加的重要原因之一。通過對實(shí)驗(yàn)問題的思考、分析和討論，與此同時(shí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力得到了發(fā)展。

四、模型的建構(gòu)

1.模型建構(gòu)流程。模型建構(gòu)是為了讓學(xué)生把片段、零碎的知識或思維形成一個(gè)整體（系統(tǒng)），提高認(rèn)知思維能力水平。就化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中問題生成與思考而言，基于上述實(shí)驗(yàn)中學(xué)生生成問題的類型，筆者設(shè)計(jì)了如下“基于實(shí)驗(yàn)過程中問題生成與思考模型”，如下圖：

2.模型應(yīng)用討論。對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，實(shí)驗(yàn)前教師做好充分的“預(yù)設(shè)”尤為重要，如：對實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的預(yù)設(shè)，對實(shí)驗(yàn)儀器選擇的預(yù)設(shè)，對實(shí)驗(yàn)操作方法、步驟的預(yù)設(shè)，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的預(yù)設(shè)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的預(yù)設(shè)等等，教師都應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前做好充分的準(zhǔn)備，預(yù)設(shè)使我們的實(shí)驗(yàn)有章可循。但是，“預(yù)設(shè)”不是實(shí)驗(yàn)的全部，實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程，再完美的“預(yù)設(shè)”也無法覆蓋學(xué)生“生成與思考”問題，學(xué)生“生成與思考”的問題充滿不確定性，所以實(shí)驗(yàn)過程中問題生成與思考的主要模型應(yīng)有一定的“開放”性。教學(xué)需要“預(yù)設(shè)”，更需要“生成”。教師課前可根據(jù)上述模型預(yù)設(shè)學(xué)生可能生成的問題，但課中不能回避生成問題，即使當(dāng)我們面對無法回避的實(shí)驗(yàn)意外時(shí)也應(yīng)該對它有正確的認(rèn)識，應(yīng)把生成的意外及時(shí)納入預(yù)設(shè)的教學(xué)之中，及時(shí)捕捉教育時(shí)機(jī)，整合課堂生成資源，并把它當(dāng)作教學(xué)資源去開發(fā)、利用，不斷豐富課堂教學(xué)的內(nèi)涵，碰撞出越來越多的學(xué)生之間以及師生之間的思維火花，二者的思維相互碰撞，相互啟發(fā)，相互引導(dǎo)，最終達(dá)到動態(tài)共振，讓課堂教學(xué)精彩紛呈。

責(zé)任編輯 黃日暖