高中化學新課程教學中問題可視化策略的應用

王　澍

一、問題可視化策略的界定和理論支持

1，問題可視化策略的界定

問題可視化策略是指以對問題或學習內容的整體感知為基礎，運用外顯的圖式幫助學習者分析問題，明確已有知識經驗和新的學習內容之間或問題中已知和未知之間的聯系，從而形成問題解決方法和思路的一種策略。筆者通過教學實踐，概括出問題可視化策略具有建構性、外顯性，交互性、發展性和概括性等特點。問題可視化策略的核心是問題表征，關鍵在于問題解決策略的外顯化。

2，問題可視化策略的理論基礎

問題可視化策略的理論基礎是建構主義學習理論和美國認知心理學家奧蘇貝爾的意義學習理論。建構主義學習理論強調學習是學習者主動建構內部心理表征的過程，是學習者通過原有的認知結構，與從環境中接受的感覺信息相互作用來生成信息的意義的過程。教師要在化學教學中深入了解學生原有的認知結構和心理表征過程，了解學生對新信息意義的建構和對原有經驗的改造和重組是如何發生的。對問題進行可視化表征的策略可以幫助教師了解學生如何以自己的方式建構對問題的理解。同時，建構主義學習理論強調不同人看到的是問題的不同方面，每個人都以自己的方式理解到問題的某些方面。因此，學習過程中需要學生利用可視化材料合作交流，對建構出的問題解決方法和思路進行評價和改進，可以充分體現學生在學習過程中的主體性，并大大提高學習效率。奧蘇貝爾的意義學習理論認為，當學生把所學知識與自己的認知結構聯系起來時便產生了意義學習。學生能否習得新信息，主要取決于他們認知結構中是否形成原概念和新概念之間的相互作用。也就是說，通過問題可視化策略使知識結構化，從而使知識結構便于回憶，利于對知識結構的概括理解，有助于提高學習者的分析解決問題能力。

二、問題可視化策略在化學教學和化學學習中的應用

1，問題可視化策略是新課程各版教材編寫者經常運用的策略

新課程教材在呈現新的學習內容前，經常使用一個可視化的引導性材料，通過學生易懂的語言在新的學習材料以前呈現出來，以建立有意義學習的心向，形成橋梁紐帶作用。比如蘇教版高中化學必修I第一單元第一部分《物質的分類與轉化》教材中，先為學生提供在概括性上高于“問題解決”欄目的物質組成分類框架，該框架實為物質按組成分類的樹狀圖，本身可視性強且比較易學，同時也給學生留有繼續細分的可能。又如，蘇教版高中化學必修I、Ⅱ的教學中，為了幫助學生形成合理的認知結構，每一專題的最后都設置了“回顧與總結”，常以可視化的概念圖引導學生抓住知識的內在聯系與要領，對所學知識進行整合，以形成良好的認知結構。

2，問題可視化策略是教師實現課堂教學過程最優化的有效手段

問題可視化策略作為一種認知手段，將各種概念、方法及其關系進行加工、概括，它不僅注重學生的知識建構和理解科學概念的過程，而且也是教師優化課堂教學過程，幫助學生組織、建構知識，并使之概括化、網絡化，提高學生問題解決能力的有效手段。

問題可視化策略就是圍繞如何解決學習者在問題解決各環節中出現的困難來實施的。教師在課堂上問題可視化策略運用的是否得當影響著學習者問題解決的情況，學生在課堂上問題解決的情況直接反映出課堂教學過程的優化水平。面對新課程要求教師要有求新意識，能夠對教學材料進行深度加工，重新構建適合學生的教學的能力。運用可視化策略使學生在課堂上展示自己的思維過程，幫助教師迅速有效地干預、指導學生的認知過程，提高課堂教學的效益。

3，問題可視化策略是學生學習的重要策略，促進學生合作學習

新課程理念下的化學教學要增進學生之間的合作。合作學習作為一種教育思想受到教師們的廣泛重視。建構主義強調學習不是知識由教師向學生的傳遞，而是學生自己建構知識的過程，學生不是被動的信息吸收者；而是主動地建構信息的意義，學生的這種建構不可能由包括教師在內的其他人代替。其實，每個學生都在以自己原有的經驗系統為基礎對新的信息進行編碼，建構自己的理解，且原有的知識又因為新經驗的進入而發生調整和改變，新舊經驗之間發生雙向的相互作用過程。

在合作學習過程中，小組成員對問題可能有著不同的理解。通過協商討論共同建構問題可視化材料，既能培養學生的批判性思維和技能，也能使學生各自的認識得到完善和擴展。問題可視化策略在小組合作解決問題時，可幫助小組理清知識線索，理解和表征問題，尋找解答辦法，最后提出解決方案。例如：在許多研究性學習課題的實施體驗過程中，需要學生分子課題落實任務。在開展《關注我們身邊的水》這一研究性學習課題開始階段，各子課題成員首先查閱、下載了大量有關水的資料。興奮和喜出望外的同時，又感到困惑和手足無措，不知該如何處理大量信息。教師此時給予指導，引導學生采用問題可視化策略，將信息分類、整合，小組成員設計策劃研究重點的圖式，然后通過圖表呈現小組成員特長和分工，由組長根據小組成員特長、興趣進行共同分工后，開展行動。在實施體驗階段利用可視化策略對課題的實施階段和實施內容在小組內予以呈現，課題任務分工細致，目標明確，效率高。

4，問題可視化策略是學生復習時的重要工具，能有效促進知識的整合

我們發現，許多剛剛進入高中的學生在化學學習時感到困惑，主要原因在于他們感到所學的化學知識之間缺乏聯系、缺乏系統性，致使知識掌握得不扎實。調查中發現，學生認為化學就是由許多瑣碎、零散的知識塊組成，解決化學問題主要是多記憶、多背誦教材上的規律、化學方程式等。結果導致學生解決問題的能力差，考試通不過，逐漸對這門學科失去興趣。改變這種現狀需要教師在化學教學時采取有效的方法促使學生主要以合理的方式建構知識，促使知識結構化、系統化，提高學生解決問題的能力。引導學生主動建構問題可視化策略是一種促使知識結構化、系統化的有效途徑。實際上，學生通過可視化材料能夠促進對知識的深入理解，使零散的知識結構化、條理化、系統化，有利于學生有效地掌握知識和技能，激發學習的主動性、創造性。使他們感受到學習成功的快樂。例如：在完成蘇教版高中化學必修I第一單元第二部分《物質的量》的教學之后，筆者以家庭作業的形式引導學生建構有關物質的量的可視化體系圖，將物質的量、摩爾、摩爾質量、阿伏加德羅常數等概念知識之間的聯系體現在一張圖形中，使學生對該部分的內容的結構、條理和內在聯系了然于心，既提高了化學復習的效率，也有助于提高學生對化學學習的自我效能感，逐步增強學好高中化學的信心。

筆者認為，運用問題可視化策略促進知識整合是實現高中化學課堂教學結構不斷優化的重要途徑，也是緩解教學內容與相對緊缺的教學課時之間矛盾的有效措施。因此在新課程化學教學中要堅持引導學生在化學學習中采用問題可視化策略把知識點聯系起來，編織成知識組塊的知識網絡。然后通過對知識網絡的再認識，作出推理和判斷，從而迅速解決問題。例如：為了促進學生對“物質的量的橋梁作用”的理解和整合，在該部分的復習課教學中，與學生共同建立“物質的量作為聯系微觀和宏觀物理量的橋梁”的可視化網絡，通過該可視化網絡的建立，能夠使學生對有關物質的量的概念及其之間復雜的轉化關系形成系統化的認識，遇到問題能夠迅速作出推理和判斷。

總之，問題可視化策略作為“教”的策略，有助于教師在新課程的教學中改進學生的認知結構，把握學生整合知識的方式和思維過程，不斷優化課堂教學的實施過程；作為“學”的策略，有助于改變學生的學習方式，增進合作交流，促進知識整合，大大提高學習效率，最終使學生成為學習的主人。