1、“問題解決法”在化學教學中的應用“問題解決法”的功能及設計浙大附中 顧建辛 “問題解決法”是一種適應性較廣的教學法，在教學過程中，它將設問狀態與解答狀態的溝谷間架設了橋梁，因而，自80年代起已被國外廣泛運用于中學化學教學中：筆者擬結合教學實際，分析問題解決法與學生的認知過程的關系和它在教學中的功能。 一、教學中學生的認知過程與問題解決法 1、“問題解決法”在教學中的5個階段。 學習的過程是解決問題的過程，也是學習怎樣解決問題的過程，而“問題解決法”的本質，就是將知識和方法對某一具體事物的應用，因此對一個問題的解決，就需要實現以下5個階段： a. 提出問題以及呈現問題的情境命題(對問題的限定)；

2、 b. 明確問題的目標和條件，提取和選擇適當的信息； c. 把分散的信息聯結，形成解決問題的網絡； d. 解決問題，達成目標； e. 對問題解決過程進行評價，并提出新的或更高層次的問題。 2、化學科中“問題解決法”的具體過程 反映在化學學科中的“問題解決法”具體表現出如下過程：(見下頁框圖) 我們以1991年數理化通訊賽的試題為例，分析問題解決的過程：氯酸鉀和亞硫酸氫鈉氧化還原反應生成C1(一1價)和S(十6價)的速度如圖所示，又已知該反應的速度隨著溶液中H+濃度的增大而加快。 V t(1) 為什么反應開始時反應速度加快?(2) 為什么后期反應速度下降?利用“問題解決法”分析上述具體問題，其思

3、考過程如下：a. 識別出問題并對問題進行限定 影響反應速度大小的因素。 導出氧化還原反應的產物。b. 分類、整理、提取和選擇適當的信息 導致反應速度加快的因素有4點增加濃度、增大體系壓強、升高體系溫度、加入正向催化劑。 聯系題意：改變反應物濃度是反應速度引起變化的主要因素 c. 形成假設、尋找模式，并加以驗證 題意并無外加反應物，考慮題示H+的變化，可能是影響反應速度的主要原因 設想陽H+的改變是由化學變化引起的d. 綜合、得出結論，解決問題并達成目標： KSO SO 十H+；Cl由于反應產生H+，H+濃度增大，符合題示信息， 得出結論。達成目標2KclO3十6NaHSO3 2Na2SO4十2

4、KCl十3H2SO4開始時H+增大，速度加快。 e、識別出尚未解決的問題 后期速度下降的原因是什么； 通過對以上具體問題的分析，并結合問題解決的5個階段，我們不難看出，問題解決過程就是從感性認識上升至理性認識，從具體到抽象，又將抽象的理性材料運用于具體事物的認識過程。其中對一個所觀察的具體事物的識別或提出有待解決的問題，并選擇問題解決的相關信息。進行分類和整理，實質就是對一個具體事物表觀現象的感性認識過程，而在問題解決過程中，將分散信息進行聯結，形成假說，并提出驗證假說的思考模型、實驗方案，最后得出結果，也就是完成了對感性材料進行抽象思維的理性認識過程；而對一個問題解決的方法和結論進行評價并在

5、此基礎上提出更高層次的問題的時候，也就實現了人們對客觀事物認識的第二個飛躍。二、“問題解決法”的教學功能及作用1、創設“問題”情境激發了學生認識興趣求知欲學習是學生能主動地吸收知識的積極反應，不應是被動行為，有效的學習應該是在學生認知需求的情境中進行的，同時，學生的學習興趣又對學生的認知活動有著指導和強化作用。而創設一個良好的“問題”情境常常能引起學生認知結構上的“不平衡”，造成學生心理上的懸念，從而喚起學生求知欲望，激發起學習的興趣，把學生帶入一種與問題有關的情境中去，只有使學生的興趣、欲望、思維凝聚在一起，才能達到智力活動的最佳狀態。如在講授鹽類的水解知識時。先讓學生寫出CH2COONa、

6、NaOH溶液的電離方程式，接著提出：是否只有電解質電離出OH，才能使溶液的OH增大，待學生回答后，演示實驗22。其結論出乎學生的預料，當問題的結論打破了學生思維的定勢，便很容易把學生引入到問題的情境中去，從而喚起學生強烈的求知欲。當問題得以解決后，學生需求得到成功的滿足而產生愉悅感，又將進一步激發學習的興趣，調動學習的積極性，學生便很自然提出諸如Na2SO3、NH4Cl、Na2CO3等溶液pH的大小問題。2、明確問題目的有利于突出教材中心內容和教學重點設問是“問題解決法”的關鍵，教師提問的目標，對教學重點、教材中心內容都具有定向性、限制性和指導性，也規定了學生思維的方向和內容，預期了學生思維發

7、展的結果，當一新知識、教學內容展開時，學生的能動作用，往往就依附于教師的主導過程中，同時，師生之間也都存在著各自獨立的主觀能動性，要想引導好學生不斷變化的主觀能動性，實現既定的教學目標，教師只有通過有目的的設問來調節課堂教學。當問題目標明確，引導學生沿著設問的順序去思考和練習，組織學生層層深入地去探索，實際也就給了學生一條經過努力可以攀登的知識階梯，作為“問題解決法”正是創設這種階梯的有效途徑。一個具有明確目標的教學問題，必須服從以下3點：(1) 導向性 問題與學習方向和教學中心內容相吻合。如前面所提的，碳酸鈉水溶液中PH為什么7，這個問題既能突出教材中心內容，又能明確學習的內容和方向，當教學

8、能圍繞該中心問題展開時，學生才能對各種鹽類水解的原因和問題探究根本。(2) 層次性 要能根據教學目標及學生的實際水平，設計問題內容的層次。同樣，在鹽類水解的教學中，當CH3COONa溶液pH值7的原因解決后，便可設計如下層次的問題：NH4Cl溶液pH如何?造成CH3COONH4溶液與NaCl溶液PH均等于7的原因是否相同？NaH2PO4溶液與Na2HPO4溶液酸堿性截然相反的原因何在？等等。(3) 發展性 問題的內容要環繞某種學習能力目標的展開，要持之以恒，直到預期的目標達到為止。3、連接分散信息，形成解決問題的網絡促進了學生知識運用能力的提高和思維的發展。分析鐵一節的教學實例，可以看出分析問

9、題解決的網絡與知識和思維的關系。作為“問題解決法”，是通過完成過程模式去訓練和提高學生思維的。知識掌握得越多，越有利于解決問題，而解決問題又需要憑籍片斷知識和思維網絡的分析、綜合運用，而在學生的頭腦中往往有著數以萬計個知識組塊和信息片，當一個問題呈現在學生面前時，就需要學生能從眾多的信息片中提出解決眼前問題所需要的知識組塊。同時還要對這些組塊進行重組，通過抽象、概括、歸類、遷移等過程，形成一定的層次結構，構成解決問題的知識網絡，而這一過程、實質就是知識的運用和思維的訓練、培養過程。不熟知Fe3+Fe2+的相互轉化關系，思維便得不到正確的發展，而缺少概括、判斷、推理，將知識塊和信息片的重組過程，

10、知識的靈活運用和進一步鞏固也就成了一句空話，而知識的運用和思維的發展，又常常是通過具體問題的解決來實現的，是通過“問題解決法”這橋梁而達到目的的。思維的發展和知識的運用能力的提高，產生于問題的解決過程中，而問題恰如其分地落入學生的“最近發展區”，才可能使問題取得最佳效果。這些問題必須符合以下兩個條件：(1) 所提問題要與學生已有的認知結構有著邏輯上的聯系，問題所談事實同他們已掌握的概念與事實間存在著某種內在聯系，這種聯系應能被學生“感覺到”。(2) 問題的答案既不能從記憶的知識中獲取，又不存在于問題本身所提供的信息中，而是存在于已知與未知的聯系中，只有經過苦心思索，才能從它們的聯系相關系的分析

11、之中，探求未知的隱蔽著的答案。4、解決問題，達成目標一一培養了學生對知識的遷移能力。由于在解決問題時，要以原理和定律為據，并要求在問題和目標之間建立起知識的橋梁。而作為“問題解決法”的特點，是讓學生親自動手、動筆、思考、爭論和分析問題，找到問題和目標的內在聯系，學生在問題解決時，首先要求學生不但能掌握這方面的知識，更要重視該知識在不同場合和條件下的應用，使之能解決新的問題，增進知識的遷移作用，同時，在應用某一個知識內容解決新問題過程中，又要求學生去探究新舊問題是否存在某種內在聯系。它們共同的因素如何，因此，在問題解決中。也訓練了學生概括和歸納的能力，而這種能力的提高，又能對知識的正遷移產生促進

12、作用。諸如化學中關于氯氣在水或堿溶液中溶解性的探討，就需要學生具有對“化學平衡”知識的遷移能力，而在對該知識的遷移過程中，又蘊含著新的思想和方法的學習，即溶液PH的改變，對許多化學反應的發生方向，起決定性的影響。5、對問題解決過程的評價有利于培養思維的批判性和創造性作為“問題解決法”的第五階段一對問題解決的過程進行評價，包括著兩層含義：首先是對解決問題的思考過程進行分析，判斷思考的方式或思路是否合理，在此基礎上能否提出更好的思考模式，或選擇最佳解決問題的途徑，這正是培養了學生思維的批判性。如化學教學關于H2S與FeCl2、FeCl3、CuCl2等作用情況的分析，它就打破了常規的“弱酸不能制強酸

13、”思維定勢。其次，是要求問題解決者在問題解決之后，能提出更高層次的問題，這有利于培養學生的創造性思維。如前面關于Cl2在H2O中的溶解性問題的討論中，就不僅局限于增大溶液pH，有利于C12的溶解，同時，更應從這一變化中去發現新的知識，如降低溶液pH值，C1和ClO能發生歸中反應，實驗室可利用濃HCl與漂白粉作用產生C12。對學生提出這兩方面的要求，也正是“問題解決法”運用于教學中所希望達到的思維的最高層次，同樣，也是教學過程最根本的目的之一，即要“以學生為主體，教師為主導”，視學生為知識的主動發現者和探索者，引導學生自己去發現問題，探索解決問題的最佳途徑。為了促進這兩方面能力的提高，在提問問題的設計中，應注重學生思維過程的考查。比如追問學生“你為什么這樣答”，“說說你的思路”，“這樣的思考方法是否合理或能否提出更好的解題思路”等等，這不僅有利于扭轉只偏重答題結果，輕視解題思路的分析，偏重教師設問，輕視學生自我發現問題的教學思想。這樣，也有利于教師對學生智力活動的評價，以及調動學生學習積極性，促使學生在學習中能不斷自我否定。這對學生在一定范圍內展開創造想象，培養學生深入地發現問