撷取信息,提升能力

时间:2022-08-28 02:08:00

撷取信息,提升能力

摘 要: “问题串”教学是教师根据教学内容精心编制“问题串”,让学生在课堂上独立或分组讨论完成一系列教学内容的教学方法,学生可以根据自己的实际情况探索学习,同时通过完成“问题串”中显现的和隐含的问题、信息,学生可提高信息处理能力,从而使几乎所有学生都能达到课程目标所规定的标准。

关键词: 化学课堂教学 “问题串” 信息处理能力

在学习化社会中,知识的更新速率非常快。为了使学生能更好地适应这个社会,我们需要教学生学会学习。与学会学习相关的能力有很多,但尤为重要的是处理信息的能力。《基础教育课程改革纲要(试行)》在提出本次课程改革在课程实施方面的具体目标时,强调通过课程实施和学习方式的变革,培养学生搜集和处理信息的能力,获取新知识的能力,分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力。为此,如何充分利用化学课堂教学,有效培养学生处理信息的能力,并运用信息资料来解决实际问题,就成为化学教学的着力点。

在新课改中高中化学课程的内容包括必修和选修两个部分,共8个模块(选修2个、必修6个),这种模块教学,打破了传统的知识体系,各模块看上去彼此独立,自成体系,但是相互之间存在内在的联系,都是为发展学生的科学探究能力,帮助学生理解化学科学、技术和社会的相互关系,增强学生对自然和社会的责任感,促使学生形成正确的世界观和价值观而设定的。课程的基本理念之一是倡导探究性学习。如何利用课程设置的现有模块来落实该理念,是值得我们好好思考的问题。该理念提到要逐步培养学生收集、处理科学信息的能力。其内容包括:信息的获取、信息的加工和处理、信息的输出利用。这种能力的培养是素质教育的一个很重要的环节,无论是现在还是将来,对学生的生存和发展都有十分重要的影响。一个人要有创造和发明就要有获取信息的能力,要有综合分析和处理信息的能力,这就需要在学生时代培养他们这种良好的科学素养,使他们终身受益。

在具体的教学中我们怎样做才能培养学生的这些能力呢?我对“问题串”的教学方式进行了探索实践,觉得这是一种有效地培养学生信息处理能力的教学方式。所谓“问题串”教学是教师根据教学内容精心编制“问题串”,让学生在课堂上独立或分组讨论完成一系列教学内容的教学方法,学生可以根据自己的实际情况探索学习,同时通过完成“问题串”中显现的和隐含的问题、信息,可学生提高信息处理能力,从而使所有学生都能达到课程目标所规定的标准。

建构主义认为,教学就是要为学生创设良好的学习环境,教学的最核心任务不是如何把现成的知识表现出来,传递给学生,而是如何激发出学生原有的相关经验,促进相关经验的“生长”,促进学生的自主建构活动,同时实现信息的获取、处理、输出利用。在具体的教学中,我们可以采用以下一些培养策略。

一、“问题串”教学的基本策略

(一)合理设计“问题串”,增设学生获取信息的途径。

信息的获取能力包括:确定哪些问题需要查找信息资料、确定为完成任务需要哪些信息、确定信息来源、选择最佳信息来源等的能力。到底哪些问题可以通过信息资源得到更圆满的解决呢?在教学过程中,除了引导学生通过电视、广播、报刊杂志、图片、图书等渠道获取相关的知识,以及充分利用多媒体、网络等现代信息工具来开展学习以外,我还经常通过“问题串”的形式进行,具体做法是:先提出问题,设计“问题串”。这些问题的提出过程,实际上就是确定信息任务的过程;然后引导学生思考解决这些问题的方法及途径等,从而使学生下一步的活动明朗化。

信息任务确定了,需要解决技术问题,解决这些问题需要哪些已有的知识?哪些问题是需要借助其他的途径才有可能突破的?如果要用到的是学生已有的知识,在学生回忆出故障时,只要给予适时的提醒或点拨即可;如果是要学生动手甚至合作讨论才能解决的,教师这时要做的就是创设情景,提供平台,等等。

这一做法的关键是“问题串”的设计,既要符合学生的实际,又要有一定的探究价值。“问题串”中的问题可以是教材文本中已有的,也可以是根据教学实际和学生的需要来设计,例如,在“盐类的水解”的教学中,对学生已学过的酸、碱、盐、pH值知识及电离理论展开铺垫,根据教材设计以下学生实验:

(1)盐酸、NaOH溶液、NaCl溶液中分别滴加几滴紫色石蕊试液;

(2)在CHCOONa溶液中滴加几滴酚酞试液;

(3)在NHCl溶液中滴加几滴石蕊试液。

在学生做第一个实验后,提出如下问题:

问题1:三种溶液中C(H)与C(OH)的关系怎样?

问题2:三种溶液各显什么性?

问题3:NaCl溶液显中性,其它盐类是否也是中性呢?它们中的C(H)与C(OH)的关系可能有哪些?

通过这一系列问题,学生会对“盐不一定呈中性”这一理论的认同有一个心理承受度,更重要的是会从这些问题中去思考、去探究结果,这也是一种信息获取、处理能力培养的有效方式。

除了利用教材中现有的问题以外,我们需要根据实际教学内容,以及学生的实际情况进行设计。仍以“盐类水解”为例,教材中有一个关于盐类水解的内容和步骤的图示,从信息的获取角度来看,较为抽象,借助“问题串”可以使信息变得更为直观,也有利于信息的筛选。具体设计如下:在学生做过实验(2)以后,诱导学生质疑并提出如下思考题:

问题1:CHCOONa溶液显何性?

问题2:说明溶液C(H)与C(OH)的关系如何?

问题3:水电离出的C(H)=C(OH),为什么CH3COONa使溶液的C(H)

问题4:怎样使溶液呈碱性?

问题5:还有哪些盐也能使溶液呈碱性?

通过上述问题,引导学生对实验提供的感性材料进行分析、综合,从而激发学生的求知欲、探索盐类水解的规律和实质的主动性。可以这样说,“问题串”是一堂课的教学主线,它决定着教学的方向、顺序,问题设计的质量关系到学生思维活动开展的深度和广度。

(二)正确使用“问题串”,提高学生处理信息的能力。

建构主义学习理论认为,学习活动是在一定的情境即社会文化背景下进行的。创设情境一般有两种情况:一种是学科内容有严谨结构的情况,这时要创设有丰富资源的学习环境;另一种是学习内容不具有严谨结构的情况,这时应创设接近真实情境的学习环境。

1.突出重点,处理信息。

针对第一种情况,围绕教材内容巧妙地创设问题情境,设计“问题串”,并在适当时出示“问题串”,对于提高信息处理能力有所帮助,可以激发学生的探究精神,大大提高课堂教学效率。如在必修1《硝酸的性质》教学过程中我提供了一则材料:2004年7月31日,福州市硝酸泄漏事故:

现场腾起红棕色的“浓烟”,带着一股浓烈的刺激性气味,引起了附近许多居民的不良反应。消防员经过近1小时紧张施救,大面积硝酸泄漏得到控制,四周空气基本恢复正常。控制住毒气后,另一个问题出现了,大量酸液向大路涌去,流经之处,水泥地面都被腐蚀。消防员紧急调来大量的沙子,在酸液流经之处垒起一个小堤坝,然后迅速运来石灰。险情再次得到缓解。

根据材料我设置了如下三个问题:

问题1:红棕色的“浓烟”可能是什么物质?

问题2:为什么会产生这种物质?说明硝酸具有什么性质?

问题3:在抢险过程中,运来的石灰起什么作用?体现了硝酸的什么化学性质?

这样,设真实、有效的“问题串”诱发学生进行探索与问题解决活动,当在解决问题1、2后,学生已经掌握了硝酸的不稳定性;在解决问题3后,学生已经掌握了硝酸具有酸性,我加以引导(利用其使石蕊试液先变红后褪色),使学生掌握了硝酸的强氧化性,从而完成了硝酸的化学性质的教学工作。根据上述一系列问题,学生在没有教师的情况下,自主地根据“问题串”中的问题,再结合教材内容的信息,开展问题的解决工作。这样的内容有很多,只要问题设计得合理,许多内容学生都可以自主学习。

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2.抓住核心,处理信息。

针对第二种情况,教师要抓住核心知识点,围绕该知识点,设计问题,尽可能使所学习的内容围绕核心展开。如必修1《氯气的生产原理》一节,核心内容是知道电解饱和食盐水的产物,该内容在书本中有所涉及,但没有具体的操作过程介绍,可以设计如下问题引导学生处理信息,从而理顺信息链。下面是这一节课中出现的“问题串”:

展示初中学过的电解水的实验视频,设置下列问题:

问题1:两极各产生的是什么气体?体积比是多少?

问题2:怎么证明这些产物?

(过渡)再来观察电解饱和食盐水的现象。(指导学生实施实验,观察现象,结果发现在阴阳两极上都有气泡产生。)

接下来通过一系列环环相扣的问题情境,引导学生探究电解饱和食盐水的产物。

问题3:你们认为两电极上产生的气体可能是什么物质?

学生经过讨论,获得的结论是它们可能是氢气、氧气、氯气。

让学生再一次讨论,看看有没有可能还有其他气体生成。结果又有同学说还可能有氯化氢气体。

问题4:根据已有的知识经验,能不能将上述四种气体中的一种或几种给排除掉?

学生经过研究,提出其中的氯化氢气体可以排除掉。在说明原因时,有同学说,根据电解水的方程式,其生成的产物只有单质,而氯化氢是化合物,所以不可能;也有同学说氯化氢是一种极易溶于水的气体,不可能以气体逸出。

此时学生议论纷纷,感到他们说的理由不充分。接着又有同学站起来说:根据电解水的方程式,两电极上生成的氢气、氧气中元素的化合价跟原反应物中元素的化合价均不相同,所以在电极上产生的气体,其元素的化合价在反应前后应该是不同的,而氯化氢中两种元素的化合价跟原反应物中价态没有差别,所以氯化氢不可能生成。

最后又有两个同学起来阐述自己的观点,他们相互补充,形成的共识是:电解时,溶液中氢离子向阴极运动,氯离子向阳极运动,如果两种离子都参与反应的话,它们不可能在同一电极上生成,所以不可能产生HCl(此时,同学们面露钦佩的神色)。

问题5:可以用什么方法证明它们存在与否?其中至少采用几种检验方法?

学生通过研究,认为至少需采用两种不同的方法检验它们。

(学生实施实验,发现阴极产生的气体能发生爆鸣现象,阳极上产生的气体能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝,从而得出电解产生的气体是氢气和氯气的结论。)

问题6:假如溶液中Cl全部转化为Cl2逸出,此时溶液中大量存在的溶质微粒是什么(学生认为是Na)?

问题(1)溶液中溶质微粒是否只有Na?

问题(2)跟Na共存的阴离子可能是什么?

问题(3)怎样证明电解后的溶液中存在NaOH?

在上述问题的探究过程中,学生认为溶液中溶质微粒不可能只有Na,因为如果Na,溶液就会带电,所以溶液中一定有阴离子中和Na的电性。根据原溶液的元素组成,认为这种阴离子只可能是OH,而Na、OH的组合即NaOH,此时很自然地想到检验有NaOH生成的方法可用酚酞试液。

(学生实验:向电解后的溶液滴加无色酚酞溶液,结果发现溶液显红色。)

问题7:电解液能使酚酞变红,能否证明电解产物中一定有NaOH?

学生在探究过程中出现争论:

有的认为不能证明,因为是电解液使酚酞变红只能说明其显碱性,而不能证明这种碱一定是NaOH。

也有的认为可以证明,因为电解饱和食盐水时,溶液中的金属阳离子只有Na,如果有碱生成,它只能是NaOH。

又经学生的讨论,绝大多数同学同意上述第二种观点。此时有一个同学提出了与众不同的观点,他认为:电解液使酚酞变红,只能说明它显碱性,其中含NaOH,而不能说明这种碱是由电解产生的,因为有可能食盐水在电解前本身就有可能已经显碱性了。这个同学的观点,使大家觉得迷惑。此时我首先肯定了该同学的质疑精神及思维的严密性,再请同学们讨论如何用实验证明该观点正确与否。

问题8:采用什么样的实验可证明电解液的碱性是电解产生的还是溶液本来就具有的?

学生经过讨论研究,发现这个实验很简单,只要向原饱和食盐水中滴加酚酞试液即可。

(学生实验,向电解前的饱和食盐水滴加酚酞试液,溶液不变红色,证明NaOH是电解生成的。)

至此电解饱和食盐水的产物通过学生的探究全部搞清楚了,它们是:氢气、氯气、氢氧化钠,接着学生写出了电解饱和食盐水的方程式,我指出:这个反应就是氯碱工业的基本反应原理。

从本课时的教学过程来看,巧妙的引人入胜的“问题串”能将学生的探究活动一步一步引向深入。教师在创设教学情境时应尽可能与学生已有的知识经验相联系,尽可能引起学生思维上的矛盾冲突。

(三)及时解决“问题串”,优化学生输出利用信息的能力。

利用专题复习或选修模块的内容,在学生已有能力的基础上,开展下列活动,为学生应用信息搭建平台、提供场所,可进一步提高学生处理信息的能力。如复习氯气净水时,我设计了以下四个梯度问题:

问题1:氯气净水的原理是什么?(旧知识回顾)

问题2:漂白粉能否代替氯气净水?若可以,其不良后果是什么?(相关知识迁移)

问题3:NHCl是一种新型净水剂。试利用水解实质回答NHCl净水的原因?(实际知识具体迁移)

问题4:铁酸钠(NaFeO)是一种新型净水剂。已知铁酸钠的氧化性比KMnO氧化性还要强,其还原产物是Fe,试回答铁酸钠能净水的原因。(实际知识运用能力迁移)

以上四个问题的设计以净水为出发点,问题的难度由简单到复杂,由具体到抽象;知识的应用从记忆到迁移,从迁移到类比呈现了梯度的变化。学生回答问题的角度自然从问题的表象理解,层层递进,到问题实质的理解,对知识的认识从低级向高级飞跃。

每学习到一个阶段时,设计一定的专题复习,不只是对学生是否清楚所学知识的检查,更重要的是给学生创设一个信息快速输出利用的舞台。如果对所给问题能在短时间内理清思路,并能用较为规范的文字表达自己的解题过程,说明对这块知识已经完成课程标准上所规定的要求了。但是如果间隔一段时间,再呈现同样的“问题串”,效果就没有那么理想了,因为随着时间的推移,有些知识在学生的记忆中变得模糊,甚至全部丢失,因此有必要在一定的知识学习后,及时给予巩固,这既有利于学生信息的输出和利用,又是对学生学习结果的肯定,更能促进他们很好地学习。

二、对“问题串”教学的反思

(一)找到一个真正值得探究的问题。

探究问题难度要适合,内容要紧紧贴近最近的教学进程。对于教材中陈述性的内容,我们可以加以改造,遵循前辈科学家的研究足迹,简单再现对于该问题的研究历程。

(二)追溯问题的源头。

只有找到问题的源头,才能够找到问题设计的起点,才能够根据学生的实际情况设计行之有效的问题串。如果没有找到这个起点,一切问题就会流于形式。从源头开始到最终结论的提出,是一个完美的过程,是一个很自然的过程。

(三)善于运用已知的知识通过逻辑推理得出未知的知识。

例如在分析原电池电流形成原因时,我们不是简单地得出结论:“锌极失去电子转移到铜极。”而是根据学生所知道的一个知识,即导线上的电流是电子的定向移动形成的,并且根据电流计指针的偏转方向确定电子的流动方向,由此进一步得出:“锌极失去了电子而铜极得到了电子,所以在铜极看到的气泡是因为H得到电子生成了H。”如此步步为营,层层递进,最后得到一个满意的结果或结论。

(四)善于从现实生活中发现问题分析的线索。

比如在影响化学反应速率的因素的学习中可以设计与生活有关的情境问题:人们为什么使用电冰箱储存食物?蒸馒头时通常要将块状或颗粒状的面碱研成粉末后,再混入面中,原因是什么?为什么加酶的洗衣粉的洗衣效果更好?为什么用温水的效果比用冷水的效果好?这组问题以学生的生活经验为基础,突出了化学与生活的联系,使学生能够从化学的视角认识生活中的问题,进而促进学生在今后的生活中更好地理解生活、改变生活。

参考文献:

[1]朱嘉泰,李俊.简析中学化学教学中的素质教育[J].中学化学教学参考,1998,4.

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[3]帅保国等.论问题式学习中的“问题”[J].上海教育科研,2005,(7).

[4]张大均.教育心理学[M].北京:人民出版社,2003.

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