“五何”問題分類法在教學中的應用
———以“原電池”教學問題設計為例

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“五何”問題分類法在教學中的應用
———以“原電池”教學問題設計為例

◇浙江陳琦勇

問題是課堂教學的重要組成,知識和能力都是在不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中積累并提升的．問題化教學適用于在化學概念、原理、物質(zhì)性質(zhì)、化學實驗等教學內(nèi)容中展開,如何合理地設計問題、創(chuàng)設情境就成為問題化教學的基礎和根本．

1“五何”問題分類法

“五何”問題分類法(以下簡稱“五何”法)是華東師大祝智庭教授提出來的,他把問題分為5種類型,即由何、是何、為何、如何、若何．

1.1由何

通常指以“From……”引導的問題,也就是問題是從哪里來的,即問題產(chǎn)生的情境,是其他4種問題產(chǎn)生的現(xiàn)實基礎．在化學問題教學中通常可以是化學史、生產(chǎn)生活經(jīng)驗、社會熱點事件和化工生產(chǎn)等背景下所產(chǎn)生的問題．

1.2是何

通常指以“What……”引導的問題,也就是以事實為依據(jù)提出問題,通過解決此類問題來獲得事實性的知識．在問題教學中通常可以是物質(zhì)的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)等所產(chǎn)生的問題．

1.3為何

通常指以“Why……”引導的問題，也就是針對原理、法則、定律和邏輯推理等提出問題,通過解決此類問題,理清事物之間一些內(nèi)在的原理和邏輯隱性關系，以便對顯性的現(xiàn)象、外在的結果等做出合理的解釋和推理．在問題教學中通常是一些基本概念、反應原理、物質(zhì)結構等所產(chǎn)生的問題．

1.4如何

通常指以“How……”為引導的問題，也就是針對事物發(fā)展的過程、方法、狀態(tài)等提出問題,通過解決此類問題,體驗過程,獲得方法從而獲得一些策略類的程序性知識．在問題教學中通常可以是化學語言、化學符號、實驗方法、實驗安全規(guī)范等一些充滿化學特色的問題．

1.5若何

通常指以“If……then”為引導的問題，也就是如果事物或情境發(fā)生變化時,會產(chǎn)生什么新的結果．通過解決此類問題,使學生學會靈活運用知識并進行思維遷移,以期獲得一些創(chuàng)新性的方法和結果．在問題教學中通常可以是一些STS問題、化學界新理論新科技問題、跨學科綜合類問題等．

2“五何”法在課堂教學中的應用

如果能將“五何”法與課堂教學有機結合,能有助于解決普遍存在于很多老師心中的困惑．

2.1在化學概念教學中的應用

“由何”可以提出概念形成的背景;“是何”可以解釋化學概念的內(nèi)涵;“為何”可以解釋概念形成的原因;“如何”可以給出概念的表達形式,即化學用語;“若何”可以是如何進行化學概念的運用,即外延．

2.2在化學原理教學中的應用

“由何”可以提出原理形成的事實依據(jù);“是何”可以闡述化學原理能解決哪些實際問題;“為何”可以得出化學原理形成的過程;“如何”可以給出化學原理的具體描述方法、化學用語或數(shù)學表達式;“若何”可以是對原理在實際生活中的應用,即遷移．

2.3在物質(zhì)性質(zhì)教學中的應用

“由何”可以解釋物質(zhì)性質(zhì)在日常中是如何發(fā)現(xiàn)的;“是何”可以描述物質(zhì)性質(zhì)的具體內(nèi)容;“為何”可以對不同物質(zhì)不同性質(zhì)之間的聯(lián)系、比較;“如何”可以給出物質(zhì)性質(zhì)的化學表達法,化學方程式或離子方程式;“若何”可以是對性質(zhì)在實際生活中的應用．

2.4在化學實驗教學中的應用

“由何”是給出化學實驗的背景知識;“是何”是對實驗目的的明確;“為何”是對實驗原理的深入探究;“如何”是給出具體的實驗步驟和方法;“若何”是對化學實驗中所遇問題的討論和實驗改進創(chuàng)新．

3教學實例

“原電池”這部分內(nèi)容融合了氧化還原反應、能量轉化、電解質(zhì)溶液、物質(zhì)性質(zhì)、化學實驗等學科內(nèi)知識,同時也包含了相關物理學科知識,是學科內(nèi)、學科間知識的綜合．筆者運用“五何”問題分類法,將本部分內(nèi)容從不同角度設計成若干個問題組,在教學實踐中取得了較好的效果．

3.1設計“由何”問題，初步了解原電池

【情境引入】閱讀新聞“玩轉iPhone屠殺橘子洋蔥檸檬只為蘋果充電”.

【“由何”問題】根據(jù)所學知識,說說這里的電是怎么產(chǎn)生的.

【學生感受】化學能轉化為電能,但太“任性”,太低效,太浪費,只能玩不實用!

【教師引入】如何合理地設計出科學高效的電池,我們要先學習原電池的工作原理．

【設計意圖】以給iPhone充電這個新聞為背景,激發(fā)學生學習的興趣,再聯(lián)系生活實際和前序知識,但無法馬上解決問題,激發(fā)學生進一步深入學習原電池知識的熱情．

3.2設計“是何”問題，宏觀認識原電池

【問題1】從能量轉化角度,你認為原電池是一種什么樣的裝置?

【學生回答】化學能轉化為電能的裝置.

【問題2】原電池裝置由哪幾部分組成,形成原電池的條件是什么?

在教師指導下,分組討論后得出: 1) 2個活潑性不同的電極; 2) 電解質(zhì)溶液; 3) 形成閉合回路.

【設計意圖】因學生對化學反應中的能量轉化、氧化還原反應知識有初步的了解,所以設計“什么是原電池裝置？”“原電池是怎么組成的?”“原電池形成的條件是什么”這3個組合式問題既是對原有知識的復習鞏固,又為微觀深入理解原電池工作原理埋下了伏筆,也符合由淺入深、由宏觀到微觀的認知規(guī)律．

3.3設計“為何”問題， 微觀認識原電池

【學生活動】用銅片、鋅片、稀硫酸、燒杯、電線、靈敏電流計連接,設計一個原電池．

【問題1】根據(jù)實驗現(xiàn)象,分析發(fā)生了什么反應.

【學生回答】鋅與稀硫酸反應,是氧化還原反應．

【問題2】原電池反應為什么一定是自發(fā)的氧化還原反應?

【學生回答】要產(chǎn)生電流就必須要有電子的定向移動,電子的得失是氧化還原反應的本質(zhì),所以必須要有自發(fā)的氧化還原反應．

補充完善原電池形成的條件,加上第4條“自發(fā)的氧化還原反應”(自發(fā)這個概念對高一學生比較陌生,教師應做簡單介紹,不必深入探討)．

【問題3】既然是鋅片與濃硫酸發(fā)生的氧化還原反應,為什么氣泡出現(xiàn)在銅片上較多,在鋅片上較少?

在教師的指導下,學生討論分析以下問題： 1) 銅片、鋅片2極得失電子情況； 2) 稀硫酸溶液中的離子濃度變化及離子移動方向問題； 3) 電線部分的電子移動方向,從電子得失、電子定向移動、離子定向移動理解原電池的工作原理．

【設計意圖】在宏觀上了解原電池的基礎上,從相對熟悉的氧化還原反應知識入手,進一步從微觀上認識原電池,由宏觀反應到微觀粒子,從得失電子到電子定向移動，從“異常”現(xiàn)象等激發(fā)認知沖突,強化原電池中電流形成與電子定向移動,離子移動的關系．

3.4設計“如何”問題， 符號理解原電池

【問題1】請大家寫出上述原電池反應的化學方程式,并改寫成離子方程式．

【學生活動】寫化學方程式及離子方程式．

【問題2】鋅片上鋅失去電子生成鋅離子,銅片上溶液中的氫離子得到電子生成氫氣,下面用一種新的方法來表示這種變化——電極反應式．

教師指導,師生共同完成電極反應式的書寫．

正極: 2H++2e-=H2↑, 還原反應;

負極:Zn-2e-=Zn2+, 氧化反應.

【設計意圖】讓學生書寫熟悉的化學反應方程式、離子方程式,體會利用化學符號表示原電池反應的本質(zhì),體會運用知識的成就感．通過分析離子方程式推出電極反應式,比較順暢自然,學生也容易接受．

3.5設計“若何”問題, 應用設計原電池

【問題1】根據(jù)原電池原理,將反應Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu設計成一個原電池,畫出原電池的示意圖,并寫出正、負極的電極反應式．

【學生活動】學生思考分析討論,畫出原電池示意圖,寫出電極反應式．

【問題2】日常生活中我們接觸很多電池,大多都是利用原電池原理設計制作而成,大家想知道這些電池的工作原理嗎?課后可以去查閱相關資料,先了解身邊的各種電池,下節(jié)課我們將繼續(xù)了解原電池原理的應用——化學電源．

【設計意圖】雖然教材中對設計原電池內(nèi)容沒有做相關要求,但解決原電池設計問題,有助于學生在運用知識解決實際問題的同時鞏固加深對原電池知識的理解,所以在教學中可根據(jù)課堂實際進行處理．同時設計原電池應用于日常生活這個問題,既與前面iPhone電池相呼應,又為后續(xù)化學電源的學習打下伏筆,有承上啟下的作用．

4體會與思考

運用“五何”法設計教學問題,應以教學內(nèi)容為核心,以學生的學情為出發(fā)點,不必每個內(nèi)容都一定要求“五何”面面俱到．不同的教學內(nèi)容應設計教學問題的側重點應有所不同．

在課堂教學中如何將教材內(nèi)容轉化為好問題是教學設計中的難點!“五何”問題分類法是突破這個難點的很好抓手,可以為我們在問題設計中提供思維的“腳手架”和“工具”,有助于分析問題設計的合理性．

(作者單位：浙江省溫嶺市第二中學)