淺談如何引導學生提出有探究價值的化學問題
2008-01-01 00:00:00郝玉梅
化學教學 2008年1期
文章編號：1005－6629(2008)01－0038－03中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
“普通高中化學課程標準(實驗)”中有12處提到“科學探究能力”幾個字樣。而在發展學生科學探究能力的諸要素中，第一個要素就是“提出問題能力”。提出問題作為科學探究的重要環節受到高度重視。愛因斯坦曾指出：“提出一個問題往往比解決問題更重要，因為解決一個問題也許是一個數學上的或實驗上的技能而已；而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要有創造性的想象力，而且標志著科學的真正進步”。但不是學生提出的每個化學問題都具有探究價值，引導學生“能夠發現和提出有探究價值的化學問題”，才是新課程所努力追求的。
1什么是有探究價值的化學問題
有探究價值的化學問題應該是能讓全體學生都有所探究、有所體會、有所提高的問題，既要讓基礎差一點的學生走得進去，又要讓基礎一般的學生探得出來，還要讓基礎好一點的學生探個清楚明白。化學問題是否具有探究價值，或者探究價值的大小，還要從以下兩個層面進行評判。
1.1從問題的提出層面看，一看提出問題時所調動的學生已有知識和經驗的廣度和深度。二看提出問題時學生思維的深刻性、廣闊性、靈活性。三看所提出的問題給予學生想象空間的廣闊程度。
1.2從問題的解答層面看，一看能否激發學生的探究興趣；二看學生能否應用已有知識和條件，通過充分的思考和實驗，在課堂規定的時間內把問題解決或基本解決；三看對發展學生科學探究方法的訓練和探究意識的養成是否起到積極的作用。
2 提出問題應掌握的基本方法
學生最初提出的問題大多數是模仿的或是想當然的，要想讓學生提出有探究價值的化學問題，教師首先應該教會學生如何提出問題。
2.1通過實例向學生講解化學問題的結構，即疑項、指向項和應答域項。讓學生明白化學問題有定向功能。在提出問題時，必須非常明確、具體地對化學問題的應答域加以限定，使問題的內容和范圍清楚。例如，三氯化鐵能跟哪些金屬發生反應？這個問題的應答域就比較明確、具體。若該問題表述為三氯化鐵能跟哪些物質發生反應？這個問題的應答域是個全域，因沒有必要的限定，也無法讓人解答。
2.2表述問題時要讓學生抓住問題的實質。倘若學生提出的問題不明確，教師應抓住關鍵給予點撥，通過對問題的分析、修改、補充，使問題被盡可能準確、完整地表述出來。例如，在講到濃HNO3與Cu的反應時，有學生問：“在濃HNO3與Cu的反應中，隨著反應的進行，HNO3的質量不斷減少，溶劑的質量不斷增加，濃HNO3的濃度不斷降低，是不是還有NO生成？”這是能抓住濃HNO3反應實質的問題。但若表述為：“在濃HNO3與Cu的反應中，濃HNO3能否全部和Cu發生反應生成NO2？”這樣的提問不僅涉及反應實質，而且還涉及過量反應計算。
2.3 要用化學學科的專門符號和術語表述問題。對化學符號、化學術語、專業名詞的應用要力求準確、規范、嚴格。例如：化學方程式2Na + 2H2O＝2NaOH+H2↑，應該表述為：鈉與水反應，生成氫氧化鈉和氫氣；而不能表述為：鈉加水等于氫氧化鈉加氫氣，也不能像拼讀英語單詞那樣拼讀化學式。
3 提出有探究價值的化學問題應遵循的基本原則
提出有探究價值的化學問題可以貫穿在解題、實驗、實踐、課堂教學中的各個環節，但都必須遵循一定的原則。
3.1 相關性原則
化學問題要符合學生自身現有的能力、知識水平等實際情況，問題的內容應是自己熟悉的或與自己所學習的知識、所接觸的生活環境相貼近。
案例1：
問題：自2007年5月2日起，太湖水質嚴重惡化，導致無錫部分地區自來水發臭，無法飲用。那么，是什么原因導致水體污染呢？
案例分析：
因為涉及的概念多，如溶解氧、生物耗氧量（BOD）和化學耗氧量（COD）等概念，這個問題若無相關背景材料，學生以他們現有的知識水平，根本無從探究。這個問題的解決還需要讓學生理解水中有機物等污染物質降解時需要氧氣，再結合生物中的水藻光合作用和呼吸作用的條件，才能找到為何太湖藍藻泛濫成災，進而得出水污染的原因。該問題不符合學生實際情況，因為有過多的背景知識要讓學生掌握。
3.2科學性原則
化學問題必須措詞科學嚴謹，要使用化學符號、化學術語、專用名詞來規范表述；表述的內容也必須準確、真實地反映客觀事實，符合現代科學技術水平。
案例2：
問題：無論是固體碘單質還是碘蒸氣，均能使淀粉溶液變藍色。這一現象是不是說明同種分子其化學性質也相同呢？
案例分析：
直鏈淀粉并不是線性分子，而是通過分子內的氫鍵將鏈卷曲成螺旋狀。直鏈淀粉遇碘顯藍色，碘與淀粉之間并不是形成了化學鍵，而是碘分子進入了螺旋當中的空隙，與淀粉之間借助范德華力連在一起形成了一種復合物，從而使碘改變了原有的顏色，并非是化學變化。一個物理變化怎么會表現出化學性質呢？顯然，該問題雖具有探究價值，但在內容和表述方面違背了科學性原則。
3.3 可行性原則
化學問題應該是學生根據自身現有的認知水平和學校現有條件，通過自己的研究、探索和創新，能得以解決的問題。
案例3：
問題1：如何制取不含Fe3+的Fe(OH)2沉淀？
問題2：如何消除水中O2的影響？
問題3：如何使反應體系減少跟空氣中的O2接觸？
案例分析：
三個問題實際上是反應條件控制問題，只要通過分析，事先確定好探究方案（如：① 增大FeSO4溶液和NaOH溶液的濃度；②嚴格檢驗FeSO4溶液中是否含有Fe3+；③蒸餾水要經加熱煮沸，除去O2后再配制NaOH溶液；④反應過程的各步操作要迅速連貫，盡量減少空氣中O2對本實驗的影響），嚴格按照方案探究，就能夠得到白色的 Fe(OH)2 沉淀。該探究操作性強，符合可行性原則。
3.4價值性原則
化學問題一定要滿足學生科學探究能力發展的需要，能促進學生文化知識水平的發展和科學素養的提高，最好有一定的創造價值和社會價值。
案例4：
問題1：Cl2能否溶解于水中？
問題2：Cl2能否溶解于其他溶劑（如：酒精、CCl4、氯仿和丙酮）中？
案例分析：
問題1對于學生來說，由于學生在日常生活中已經有將Cl2用于自來水殺菌、消毒方面的生活經驗，因而，這一問題過易，不具有探究價值。
問題2屬于擴展性化學實驗問題。對于問題中所涉及的溶劑，如果用酒精、CCl4等常見溶劑，對所有學生都有探究價值；如果要用氯仿、丙酮等不太常用的溶劑，那么這個問題，對于某些學校的學生來說，就不具有探究價值。
3.5簡約性原則
化學問題應是采用簡單的方法和手段，如上網查閱資料，翻閱工具書或進行化學實驗等，并利用已有知識，能在較短時間內給予解決的問題。
案例5：
問題1：CO32-和HCO3-誰結合H+的能力強？
問題2：CO2氣體的過度排放對全球氣候變暖有多大程度的影響？
案例分析：
問題1是一個具有探究價值的問題。對問題進行分析后得知：CO32－與H+的反應是分步進行的：CO32-+H+=HCO3-、HCO3-+H+=H2O+CO2↑，故在碳酸鈉和碳酸氫鈉混合溶液里滴加鹽酸，若CO32-結合H+能力強，則不會馬上產生氣泡，若HCO3-結合H+能力強，則馬上會有氣泡產生。按上述想法進行實驗設計，很容易在較短的時間內得出正確的結論。
問題2的提出就超出了學校所能提供的方法和手段，違背了簡約性原則，盡管問題很好，但對學生的科學探究能力的發展只具有潛在的探究價值，而不具有現實的探究價值。
3.6開放性原則
化學問題不能只有一個現成的答案，要具有開放性，能激勵學生的探究欲望，有利于學生的學習遷移、實踐能力和創新精神的培養。
案例6：
問題：催化劑對過氧化氫分解反應速率有何影響？
案例分析：
該問題就具有開放性。催化劑對反應速率的影響是學生初中化學學習過的知識，但不同的催化劑對反應速率有不同程度的影響又是學生未知的。因此，學生在尋找不同催化劑進行實驗探究的過程中，既實現了知識的遷移，又培養了實踐能力和創新精神。若問題改成：MnO2對過氧化氫分解反應速率有何影響？就不如原問題更能體現開放性原則。
總之，引導學生提出有探究價值的化學問題是培養學生學習興趣、激發學生創新潛能、提高學生科學素養、發展學生科學探究能力的需要。理應引起廣大化學教師的高度重視。
參考文獻：
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