创设“结构不良”问题 促进学生探究与互动

摘要:本文介绍了如何创设有效的结构不良问题,并从问题设置的情境性、主体性、科学性、障碍性四个方面,分析结构良好问题与结构不良问题设置在培养学生的思维、促进学生探究与互动、发展学生的科学素养方面存在的差异。

关键词:结构不良问题;有效创设;学生探究;探究与互动

文章编号:1005-6629(2010)07-0045-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

在中学化学课堂教学中,利用对问题探究来引导学生学习知识、培养能力、发展科学素养,利用问题探究为主线贯穿课堂的教学方法,已经成为重要的教学手段。根据构建主义学习理论,可将教师在课堂教学中所设置的问题分为结构良好问题与结构不良问题两种类型。

所谓结构良好问题,是指问题的设置有一定明确的解决问题的目标,解决问题的方法与思路也是明确的;所谓结构不良问题,是指问题解决的目标或解决问题所需的概念、原理、方法以及组织方式等都是不确定的[1]。

1 有效创设结构不良问题的三个要点

1.1结构不良问题的创设要符合学生的心理特征

高中学生的化学知识与生活阅历已经有了一定的积累,又因为学生在日常生活遇到的问题大多数是结构不良问题。所以,笔者认为:高中化学课堂教学中问题设置应以结构不良问题为主、结构良好问题为次。

结构不良问题的设置要充分考虑学生已有的知识系统,问题可以在新课引入时提出,也可以在某一重点知识学习后提出。因为,让学生解决结构不良问题,首先要调动他们已有的资源性知识,然后分析问题情境、搜索解决问题的方法、生成探究方法、形成解决问题的结论。若学生能经常解决结构不良问题,可以培养他们的分析能力、问题意识、探究习惯与协作精神,有利于学生的终身学习和发展。

1.2结构不良问题的创设要呈现常态分布

所谓的结构不良问题的创设呈现常态分布,指的是结构不良问题的设置要科学、合理地分布在课堂教学过程中。

结构不良问题设置太少,不能涵盖本节课的重要知识点,不能充分激发学生的求知欲与培养学生的探究意识;结构不良问题设置太多,学生们整节课都在讨论与交流中度过,没有对所学知识的自我总结与归纳,没有教师对疑难问题的点拨与提升,不利于学生对新知识的接受与掌握。教学实践表明,教师每节课提出的结构不良问题以3―6个为宜,在适当的时机适时的提出结构不良问题,才能充分激发学生的学习积极性、探究欲与合作互动意识。

1.3有效创设结构不良问题的方法

结构不良问题,不是教师在课堂教学中随机提出的问题,而是在课前精心策划与设计后才提出的问题。结构不良问题有如下三种情况:一是问题解决的目标与解决问题的方法都不确定的结构不良问题;二是问题解决的目标明确,但解决问题的方法不确定的结构不良问题;三是问题解决的目标不确定,但解决问题的方法确定的结构不良问题。

如,针对下列表格中各栏目与相应数据,教师可设置不同类型的结构不良问题,培养学生的分析问题能力与探究问题的意识。

问题一:“阅读与分析表中数据,你能得出什么结论?”

要学生得到什么样的结论?如何分析才能得到结论?都没有明确的范围。因而,此问题属于“问题解决的目标与解决问题的方法都不确定的结构不良问题”,其目的是要培养学生透过数据现象看本质的科学探究精神,得到“相对分子质量相近的烷烃与醇类,其沸点相差甚远”的结论。

问题二:“相对分子质量相近的醇类与烷烃,为什么沸点差别很大?”

这属于“问题解决的目标明确,但解决问题的方法不确定的结构不良问题”。要解决“沸点为什么差别很大?”这一问题,就要求学生能够透过相对分子质量这一表面现象,用“氢键”相关知识来解决问题。

问题三:“相对分质量相近的醇类与烷烃,其分子间作用力有什么不同?对物质的哪些性质有影响?”

这属于“问题解决的目标不确定,但解决问题的方法确定的结构不良问题”。分析问题的方法很清楚:只分析相对分子质量相近的醇类与烷烃,且是通过分子间作用力(范德华力与氢键)的分析,来分析探讨物质性质――沸点的变化规律。

2 结构不良问题创设原则下问题设置例析

我们以人教版新课程标准《化学》(选修5 有机化学基础)第48~51页“乙醇”相关知识为载体,探究如何设置结构不良问题,并从问题设置的情境性、主体性、科学性、障碍性四个方面,分析结构良好问题与结构不良问题的设置在培养学生的思维、发展学生的科学素养方面存在的差异。

2.1情境性原则下问题设置例析

问题的情境,是指个体能够感知到的一种有目的的但又暂时不知如何达到这一目的的心理困境。它是教师引发学生求知欲的一种手段。前苏联教育家赞科夫说过:“教学法一旦触及学生的情绪和意识领域,触及学生的精神需要,便能发挥其高度有效的作用。”教师所设置的问题要有亲切的界面感,要能激发学生强烈的求知欲望,要符合学生的认知水平。中学化学教学中可创设问题情境的素材很多,如化学史、化学课本、学科间的知识联系、生产与生活、化学实验等等,只要教学中能合理运用,都可创设出极好的问题情境。

在引入“乙醇”新课内容时,教师A的创设情境问题是:“你知道什么是乙醇吗?列举在你的生活中应用乙醇的几个事例?”这种问题属于结构良好问题,问题的目的明确,且解决问题的方法也明确,学生可以通过联想生活中的乙醇(酒精)的使用,激发了学生想了解乙醇相关知识的求知欲。

教师B点燃了酒精灯,然后提出问题:“乙醇在我们生活占有重要地位,请同学们观察乙醇的燃烧,列举‘不久的未来乙醇将取代汽油成为重要的清洁能源’的证据?”这种问题属于结构不良问题,问题的目的明确,但解决问题的方法不明确。要列举出“乙醇是清洁能源的证据”,学生们就要通过观察乙醇燃烧时的火焰是淡蓝色的,没有黑烟;还要联想起初中化学中所学习过的乙醇的来源与可再生性;又要和其他学生进行交流与讨论,才能列举出“乙醇是重要的清洁能源的证据”。另外,该问题的设置将生活中常见的乙醇与未来新能源进行了联系,更能激发学生的学习欲望。所以,在情境教学中,也可以通过设置结构不良问题来激发学生的求知欲与探究意识,达成引入新课的目的。

2.2 主体性原则下问题设置例析

主体性原则的第一层含义指的是教师提出问题时要明确主体对象。

教学的主体对象是全体学生,课堂教学的目的是让每个学生都得到充分地发展。所以,问题的起点不能太高,要以大多数学生所具有的知识和智力水平为基础进行问题设计。教师应尽量设计一些难度适中的问题,才能引发全体学生兴趣,使教学变成全班学生都在探索问题的学习活动,使每个学生在解决问题过程中的都能获取新知识。

主体性原则的第二层含义是学生要成为问题提出与解决的主体。

教师通过步步设问,引导学生逐步完成课堂教学过程中知识,那只能说是完成了化学课堂教学的一小半任务。因为“新课程标准”明确提出,在完成学科知识学习的同时,要“精心创设学生自主活动和积极探究的情境,引导学生参与探究过程,学会合作与分享,提高探究欲望。”[2] 所以,笔者认为教师在课堂教学过程中不仅要提出问题引导学生讨论,更重要的是鼓励学生发现问题并能踊跃地提出问题,然后通过学生小组讨论的方式来解决问题。

如在学习乙醇化学性质时,教师C提出问题:“乙醇与金属钠反应有什么现象?为什么金属钠与乙醇反应没有与水反应激烈?”这是结构良好问题,学生通过观察实验就能讲清实验现象;通过水与乙醇电离出H+的难易程度,就可以说明反应进行快与慢的原因。学生们会认为没有探究的必要而失去了探究的激情与欲望。

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教师D提出问题:“乙醇与金属钠反应与水与金属钠反应的实验现象有什么区别?如果用金属锂与乙醇反应,请你们预测会有什么样的实验现象?”这是结构不良问题,要解决钠与水、乙醇反应现象上的不同,学生要从自己原有的知识系统中调出钠与水反应的现象记忆,并与刚看到的钠与乙醇反应的现象进行分析对比,才能解决问题。而“如果用金属锂与乙醇反应,预测会有什么样的实验现象?”问题的设置,则进一步导出了问题探究的深度与不确定性,可通过小组交流讨论的方式来引发学生思维的碰撞与交互,在讨论中辨析金属锂的密度、金属性强弱等知识,从而达到全班学生都能活动起来,达成问题设置的主体性要求。

2.3科学性原则下的问题设置例析

我们知道,一节课的教学效果如何?学生的参与程度如何?取决于课堂教学过程中教师提出问题的科学性。这里所说的问题设置的科学性原则,包含两层意思,一是问题的提出对发展学生思维的积极作用,二是问题的设置要考虑学生心理特征与知识储备情况。

例如,有的教师在上课时,会提出一些不是问题的“问题”,如“这是什么物质?”、“对不对?”等不用思索的简单问题。提出这类问题的目的:无非是的那种虚假的全班齐声回答的热闹氛围,这种虚假的课堂热闹氛围,掩盖了教师对课堂教学效果的真实评价,也淹没了一些有歧义的学生的探究欲望,不利于培养学生发现问题与解决问题的能力。

也有的教师在课堂上会提出一些需用大学课本知识才能解决的一些问题,无非是炫一下自己的知识功底,其结果是课堂氛围沉闷,学生听得满脑雾水,所谓的问题解决也只是教师一个人的夸夸其谈而已。

所以,科学性原则是指问题的设计要具备量力性与准确性。问题太难,学生思维无法启动,不能引起学生注意力的指向,课堂出现僵局,给课堂教学的组织带来一定的困难;问题太易,思维力度不够,学生的思维不能真正被激活,体会不到解决问题的乐趣,没有成就感。另外,教师在课堂教学中设置的问题必须符合学生的认知水平,设置的问题应表述准确无歧义,且有一定深度与探究性,设置的问题要能使学生在合作交流时稍微“跳一跳”就摘到“果实”为最佳。

如在学习“乙醇分子间脱水”这一化学性质时,教师E提出问题:“乙醇与浓硫酸在170 ℃时加热产生的气体通入溴水,溴水为什么会褪色?”这是一看似结构良好问题,但设置中存在的不恰当之处有:一是解决问题的方法太简单;二是问题设置不严谨、不科学,因为乙醇与浓硫酸在170 ℃时加热产生的气体中除乙烯外,还可能含有SO2、CO2等气体。

教师F提出问题:“乙醇与浓硫酸在170 ℃时加热时,可能产生哪些气体(水蒸气除外)?如何验证你的判断?”这属于结构不良问题。首先,学生要通过分析浓硫酸的强氧化性、脱水性,乙醇具有还原性且分子间有可脱水基团――羟基,然后通过交流、讨论才能得出产生的气体中含有C2H4、CO2、SO2等;其次,学生要将记忆中有关C2H4气体的验证方法、CO2气体的验证方法、SO2气体的验证方法等知识系统调出,并与同学进行交流,才能设计出合理的实验验证方案。由此可见,结构不良问题的设置更有利于培养学生的探究意识与协作精神。

2.4障碍性原则下的问题设置例析

美国教育心理家索里强调:“学习上的所有形式都可以看做是问题解决的过程,人类对知识的探索和追求是在对各种各样的问题的解决过程中完成的。”[3] 学习者在解决问题的过程中获取知识,发展能力,培养探究精神,已经普遍受到各国教育界的肯定。因而,高中化学课堂教学中的问题的设置需具备一定的障碍性,学生在解决问题时遇到障碍,他们可以通过查阅资料或小组讨论的方式获得解决。问题因障碍性的存在而具有思维价值,问题因障碍性的存在而具有激励性,经常设置障碍性问题,才能不断地激发学生的学习兴趣、情感、动机,才能让学生体会成功感,才能培养学生勇于克服困难、敢于创新的精神,才能让学生在学习过程中发展多层次、多向度的思维与协作精神。

如在学习“乙醇的物理性质”时,教师G提出问题:“乙醇(沸点78.5 ℃)与甲醚(沸点24.9 ℃)有相同的分子式(C2H6O), 为什么两者的沸点相差很大?”这属于结构良好问题。学生很容易想到用氢键的相关知识去解释问题,问题设置的探究力度不足、障碍性小,不利于培养学生的探究能力。

教师H提出问题:“请你比较乙醇与乙硫醇(CH3CH2-SH,-SH类似于-OH)的沸点高低?并解释原因。”这属于结构不良问题。此问题的障碍设置有:一是乙硫醇的相对分子质量(64)大于乙醇的相对分子质量(46)的障碍性干扰;二是-SH间与-OH间是否都存在氢键作用的障碍性干扰。学生通过对影响分子间作用力的主次要因素的分析(在此情境下,氢键作用是主要因素,范德华作用力是次要因素),以及形成氢键的条件分析(一是有F、O、N等非金属元素,二是H原子与F、O、N等元素结合),才能得出乙醇的沸点高于乙硫醇的结论。此问题的设置,既能培养学生分析问题与解决问题的能力,又能培养学生勇于探索、克服困难的意识。

综上所述,笔者认为:在高中课堂教学中应该特别注重结构不良问题的设置,因为结构不良问题在培养学生思维的灵活性、探究意识与创新能力方面有着不可替代的作用。而结构不良问题的设置需要教师在课前做大量的准备工作,对课堂教学中所要提出的问题逐一研究、筛选,使问题设置既能促进学生对化学知识的学习,又能培养学生的探究能力;既能提高学生的综合素质,又符合新课程标准的教育理念。

参考文献:

[1]陆明忠.中学化学教学中劣构问题解决实例及意义[J].中化学教学参考,2008,(9):12～13.

[2]中华人民共和国教育部.《普通高中化学课程标准(实验)》[M].第1版,北京:人民教育出版社,2003:39.

[3](美)JamesMSawrey,CharlesWTelford著.高觉敷等译.教育心理学[M].第1版,北京:人民教育出版社,1982:282.

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