设计问题情景让学生在情景中主动学习

【摘要】设计真实问题情境，使学生在解决问题的过程中获得陈述性知识并自主构建程序性知识。本文结合对物质的量一节教学中全新设计进行的分析，阐述在教学过程中对学生程序性知识获得方面的突破。即让学生在真实问题背景下，运用一定的探究方法从直接经验中进行反复的检验、抽象、概括等，发现同类事物的共同的本质特征从而形成概念，使学生了解从知识的产生、知识内涵到外延的具体应用，得到一个完整的概念。

【关键词】真实问题 物质的量 陈述性知识 程序性知识

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）11-0178-02

引言

认知心理学认为，知识可分为陈述性知识和程序性知识。“陈述性知识指的是那些静态的、不变的事实信息，信息的组织对人来说是显而易见的，通常是能够加以描述的。”“程序性知识常具有一系列相关的事实形式，与陈述性知识相比，程序性知识没有明显的组织，也不易进行描述。”知识的学习过程，教师的传授仅是其中的一个方面，如果缺失了学生的理解、体悟和摸索，只有外部的传输和被动地接受，则学生所获得的知识以陈述性知识为主，较为缺失的是程序性知识，学生获得的知识是不全面的。根据《普通高中化学课程标准》的要求，高中化学新课程要以进一步提高学生的科学素养为宗旨，着眼于学生未来的发展，体现时代性、基础性和选择性，兼顾学生志趣和潜能的差异和发展的需要。这一点与认知心理学的观点是相同的，因而，改变我们的教学策略是必要的。

教学活动设计

物质的量一节，一个重要特点是它的抽象性，陌生概念多、新名词多、关系复杂。学生对于微观世界的经验不足，宏观世界的经验丰富，宏观与微观间联系迁移有待加强。教学的难点在于如何使学生在学习实践活动中自主构建程序性知识。

在传统课堂教学过程中老师通过类比长度、质量等基本单位，告诉学生物质的量也是七个基本物理量之一。但是对一部分学生而言，“抽象”的概念并没在类比中得到解决。他们更需要在具体的活动中，从具体事例中进行类比、检验、抽象、概括等，发现同类事物的共同本质特征，最终形成概念。

为了突破这一教学瓶颈，我们设计活动如下：学生以两人一组，每组发一个小烧杯，小烧杯中盛有一定数目（数目最好在200～300之间）的金属小球，要求每个金属小球质量和大小基本相同，且单个小球质量较小用天平不易称量。活动目标要求学生运用各种手段得出烧杯中盛放的金属小球的数目，采用的方法要尽可能的多。活动过程中所需用具可自行解决或通过教师解决。在完成金属小球的实践活动后提出下一个问题“如何获取一定数目的某种微观粒子？”，学生可根据金属小球活动经验进行类比解决问题。

教学流程

引入　活动1　讨论交流活动2　讨论归纳应用

注：活动1、计算金属小球的实践活动；

活动2、由金属小球的实践活动经验类比于微观粒子统计的思维迁移。

学生活动分析

“学生以两人一组，每组发一个小烧杯，小烧杯中盛有一定数目（数目最好在200～300之间）的金属小球”两人一组是为了在实践活动过程中遇到问题可以相互交流，金属小球的数目不可过多，否则学生在单位时间里不能得出小球的数目，完不成任务会没有成就感；数目也不能太少，否则活动没有挑战性，学生缺乏参与的激情。在实际活动过程中学生动手能力较差暴露无遗，小球滚落在地遗失的不少。

“活动过程中学生所需用具可自行解决或通过教师解决”教师所提供的任何仪器都会对学生产生暗示作用，少给仪器甚至不给仪器就可尽量减少仪器对学生产生的暗示作用。此外，学生在实践过程中所需要补充的仪器可直接反映出学生采用的方法、学生的思维水平，教师可通过课堂上的认真观察，体会学生思维的出发点及水平。另外，通过自行解决可锻炼学生解决问题的变通能力。例如：在课堂上有的学生用瓶子盖、小纸盒，甚至有的学生用硬纸板和胶条现场制作一个大小合适的纸盒用来量取金属小球。像这些学生活动是在以往模式的教学过程中很难表现出来的。

活动中学生采用的方法有，1．直接数；2．以称量质量为手段，随机抽取十个小球的质量作为标准，称取小球的总质量后再除以十个小球的质量；或可以称量一定质量的小球，统计数目，称取小球的总质量后再除以该一份的质量；3．测量小球的总体积，再测出十个小球的体积，以一份小球体积为一份用总体积除求得倍数；或测出一份体积小球的数目，用总体积除该一份的体积。还有三种情况：4．用天平称量1个小球的质量，再称量所有小球的质量，用总质量除以1个小球的质量从而得出小球的数目；5．规则图形法，将小球排成规则的矩形，统计排与列数后乘积得出；6．用天平将所有小球不断两等分下去，直到小到一份方便数清为止。

方法1可以看作模型一，直接计量；方法2、3可以看作模型二，引入中间量进行换算。其背后的学生心理活动是感到金属小球的质量和体积都很小，不易于直接计数，从而引入中间量过渡。这一模型的建立表现出学生思维上的两点突破，第一是，学生用这一模型得出来的数据更多是与实际数据接近，学生自主产生了相对处理问题的思想打破了方法1中精确得到小球数目的框框。第二是，引入中间量是一种间接解决问题方式，学生在思维上更加成熟。方法4由于所用的托盘天平感量较大，称量一粒小球的质量并不准确所得数目与实际相差较大。方法5、6可以看作是模型二的特殊情况。模型二由学生自主建立是本节课的关键，它不仅是寻找解决微观粒子合理方法的类比出发点，同时也是传统教学活动过程中学生无法获得的学习体验。在将问题过渡到如何获取一定数目的某种微观粒子时，学生将可根据金属小球活动进行如下分类，教师可在学生交流中做如下归纳并与物质的量各概念间做好板书方面的对比。

课后反思

这样的教学设计是突出过程与方法的设计，通过实践活动获得解决微观问题的方法，再类比迁移到微观问题的解决，帮助学生更好地建立和理解概念。由于学生亲自参与到实践过程中去，学生会对微粒有更加真实的体验，有助于进一步建立微粒观。物质的量一节中复杂的概念关系与学生实践过程形成很好的呼应有利于学生体会和掌握。

教学情境的设计要有意义、要有一定的深度和广度，要有较为丰富的使用空间。要与学生旧有的经验（宏观认识）有紧密的联系，有联系可类比但又不能一望而知。以活动为载体实现情感态度和价值观的教学目标“使学生认识到微观和宏观的相互转化是研究化学问题的科学方法之一，培养学生化抽象为具体的思维方法。调动学生参与概念的形成过程，体验科学探究的艰辛和喜悦”。

在《化学1》中的概念知识同以往的较大变化在于知识的深广度不同，注重核心观念的建构过程，改变原来概念教学中存在的过多关注具体概念辨析和概念的识记，忽视概念的认识功能和指导作用，导致学生记得具体的概念知识，不会应用概念分析、解释问题或现象。因此，《化学1》中的概念教学就是要从具体知识的教学转化为以观念建构为核心的教学。教师要让学生从熟悉的现象或事实中发现新问题，在初中化学的基础上，进一步突出和强调核心观念的建立，找到新知识的生长点，建立认知。

我们备课组在教学实践过程中还有一些进一步设想和更深一层次的体会，我们认为：可以让学生在学习完这些物理量并且可以熟练使用以后，写出一些学习反思心得：如“质量Vs物质的量”，“众多物理量产生的根源到底是什么？生活的需要还是科学发展的局限性？”“如果我是当时的阿伏加德罗，我会……”“如果科学发展到了2500年，我会这样来测定水分子的个数……”而且还可以把学生们的文章进行征集和交流，让他们进行演讲和表达，最后可以将学生在活动过程中的表现进行评价。这样将会使学生们的视角大开，会把化学内容的学习拓展到整个科学和社会的视野，让他们自己来理解和詮释化学的意义和价值。这不正是我们教育梦寐以求的最高目标吗？惟有这样才可以更充分的实施新课程的相关设想，体现出教学方式和评价方式的共同创新和进步！

基础教育课程改革的核心理念是“以学生的发展为本”。在课堂教学中，教师要关注学生的学习行为，关注学生在课堂学习中呈现的认知、思维、情感等方面的发展程度。从提出问题、研究问题、解决问题等整个教学活动都围绕学生的思维过程展开和发展，克服传统教学中教师思维代替学生思维、限制学生思维的弊端，在实践、交流、评价的课堂教学过程中提升学生的意识和方法。

参考文献：

[1]王磊，胡久华．必修课程教与学——化学[M]．北京大学出版社．

[2]郅庭瑾．为思维而教[M]．教育科学出版社．

[3]试教通讯——化学专辑（一）[M]．2005，8．

[4]《化学课程标准》.