謝發祥 鄒穎


摘要:本文通過對兩節科學復習課以及筆者自身的課堂研究,提出了以問題訓練為抓手促進科學復習課堂的策略:知識問題化,把知識轉化為問題;問題活動化,把問題轉化為活動;活動問題化,在活動中發現問題;問題解決問題化,學會向問題解決提問。旨在提高科學復習課堂的有效性,讓學生的思維在問題訓練中得到培養,激發學生的問題意識,提高學生的科學素養。
關鍵詞:問題;策略;素養;復習
中圖分類號:G632.0 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)05-0003
2015年11月10日至11日,筆者有幸參加了第94屆浙派名師暨全國初中科學名師經典課堂教學藝術展,聆聽經典課堂,學習名師風采。名師的課堂主要體現在教態從容不迫、教學設計簡潔明了、學法指導思路清晰。特別是兩節風格迥異的科學復習課,帶給筆者很多的啟示。如何在科學復習課堂中促進學生積極參與課堂,讓學生的思維在復習課堂中得到發展,是擺在我們科學教師面前的重要課題。教師既要追求復習的進度,又要培養學生的思維,要求教師在復習的過程中,必須體現教學的雙關性,必須站在學生角度多思考復習方法,創新科學課堂復習形式,鼓勵學生大膽思考、敢于創新,提出科學問題,并在新的情境中運用學過的知識解決遇到的新問題,提高復習效率。教師必須善于培養學生的問題意識,把握重點,突破難點,引領學生復習。
一、知識問題化,把知識轉化為問題
科學復習課堂并不是在真空中進行的,也不能強加于任何學習環境中。復習不是簡單知識和教材的重復,更不是新課的重復。而應是“再發現”的過程,喚醒學生已有的知識。需要教師啟發學生思維,創設新的情境,提高學生復習的積極性以及課堂的參與度。所謂創設新的情境,就要讓學生知道“問題是新的,知識是舊的”“情境來自生活,知識源自課本”。那么,什么是知識問題化呢?筆者認為,就是把那些課內外需要學生掌握的知識點,通過教師的理解、挖掘、重組、生成,轉變為探究性的問題點、能力點,通過對知識的設疑、質疑、解釋,從而激發學生積極主動思考,從而逐步培養學生對知識的分析、歸納、演繹能力。讓學生重構知識、聯系知識、運用知識,提高科學復習課堂的活力和新鮮度。
例:在復習氧氣與二氧化碳的性質時,很多教師采用的是先梳理有關氧氣和二氧化碳性質有關的知識點,再講解幾道相關的練習題,最后布置課堂和課外作業。這樣導致的結果是課堂上70%的時間都在機械性的重復,基礎性差的同學似懂非懂,基礎性好的同學知識不能得到應用,思維不能得到發展,導致復習效率差。其實,教師可以將氧氣和二氧化碳的知識問題化,把知識轉化為問題,啟發學生思考,運用知識,解決實際問題。
問題:“有兩瓶無色氣體,一瓶是氧氣,一瓶是二氧化碳,運用所學的科學知識,予以鑒別”?這樣,學生的興奮點會打開,教師可以適時鼓勵學生積極思考,引導學生分析相關因素,尋找知識間的關聯,發散思維,多角度分析。
學生一:可以用帶火星的木條,因為氧氣能使帶火星的木條復燃。
學生二:可以用澄清的石灰水,因為二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁。
學生三:可以用氫氣,因為氫氣能在氧氣中燃燒,有淡藍色火焰。
學生四:可以用紫色石蕊試液,因為二氧化碳能和水反應生成碳酸,碳酸能使石蕊變色。
學生五:可以降溫,因為液氧在-183℃會變成淡藍色。
學生六:可以用一片蘋果,因為氧氣能使蘋果氧化變色。
學生七:可以用小白鼠,因為氧氣能供給呼吸。
學生八:可以用裝滿水的塑料瓶,因為二氧化碳溶于水,塑料瓶會變癟。
筆者認為,本問題以新的情境為切入點,能很好地激發學生的探究興趣,激活學生的思維,讓學生嘗到探究成功的喜悅,對培養學生觀察、分析、歸納、聯想問題、解決問題的能力起到了很好的促進作用,同時也有利于學生對知識重難點的突破。
再如:在復習離子的鑒定時,學生對于常見離子的性質已有初步知識,教師如果還是按部就班地從梳理知識點進行教學,學生就會覺得枯燥、單調,學生的思維較淺,考慮問題較不周全,復習的效率較低。
問題:把碳酸鈉溶液和氯化鈣溶液同時放入燒杯中,溶液中有哪些溶質?請從離子的角度分析、思考。
筆者認為,本問題意在考查關于離子共存的知識,變物質為離子及變離子為物質,意在引領學生明辨離子,進而為學生理解復分解反應發生需要的條件鞏固奠定基礎,鞏固知識,解決離子的判定問題。這往往是學業考試的熱點,學生能否靈活運用是解答本題的關鍵。教師再適時總結離子共存與否雙重關系圖,則水到渠成,有利于一目了然地把握知識之間的復雜關系或內在聯系,也有利于學生的長時記憶。
二、問題活動化,把問題轉化為活動
科學的本質特征即科學探究,科學探究是重要的,知識也同樣重要。科學既是一個知識體系,又是一個探究過程,知識與探究是互為前提、密不可分的辯證關系,不能片面強調其中的某一方面。科學知識除了具有真理性、系統性、可驗證性的特點外,還具有發展性和批判性。教師在設計教學問題時,可以將探究問題活動化,在活動中思考,在求異中提高,在活動中將知識重新建構。
如:在觀摩來自臺州市白云學校顏老師的“酸堿鹽復習課——坐標圖像微專題”復習課時,顏老師以氯化鐵溶液分別和氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液這一普通的化學反應為抓手,設計研究滴加溶液的順序和滴加的量的不同這一活動,讓學生不僅僅停留在化學反應現象的識記上,而是深入到科學現象背后的理解上,體驗嚴謹求實的科學態度和質疑的科學精神。具體安排如下:
引入:閱讀教材九上科學P16,并填寫:
1. 氯化銅溶液、氯化鐵溶液的顏色?
2. 分別滴加氫氧化鈉溶液,觀察現象?
教師的引入起點低,面向全體學生,既可以引起學生注意,也可以通過閱讀測量學生的基礎知識。
練習:
問題:A是一種常見的酸。C中溶質可能是什么?
學生回答:硫酸銅或氯化銅或硝酸銅。教師予以肯定并出示還可以是硫酸銅和硫酸、氯化銅和鹽酸、硝酸銅和硝酸等。學生產生了認識沖突,教師適時啟發,為什么?怎么證明?
筆者認為,教師所提的問題,以學生原有知識為基礎,順著知識的階梯,既認識思維的自然規律,提出一個富于思考的問題。學生的答案正確與否不必急于知道,關鍵是培養學生思維的合理性,以及找到知識的漏洞,給下面的學生活動埋下伏筆。學生在教師指導下進行科學活動,特別是強調溶液的量的選取,以及實驗過程中可能出現的情況。教師的選材來源于課本實驗,又在課本實驗的基礎上予以提高,復習的過程是知識的“再認識”過程,情境真實,還原知識的本質,將問題轉化為可操作、可顯現的活動。
活動安排:
實驗1:2mlCa(OH)2+1~3滴FeCl3
實驗2:2mlNaOH+1~3滴FeCl3
實驗現象記錄為產生紅褐色沉淀。交換滴加溶液的順序,再進行實驗。
實驗3:2ml FeCl3+1~3滴Ca(OH)2
實驗4:2ml FeCl3+1~3滴NaOH
實驗現象:
學生一:看不到明顯現象。
學生二:出現了明顯的沉淀。
學生三:剛開始有沉淀,過一會兒不明顯。
學生四:立即有沉淀,振蕩后沉淀明顯增多。
學生五:立即有沉淀,振蕩后沉淀明顯減少。
教師解析,實驗3沒有出現紅褐色的沉淀,應該是發生了復分解反應生成氫氧化鐵的紅褐色絮狀沉淀。但是氫氧化鈣溶液滴入盛有氯化鐵溶液的試管中時,由于氫氧化鈣微溶,使溶液中的氫氧根離子少之又少,所以看不到明顯的實驗現象。
三、活動問題化,在活動中發現問題
一個問題解決的過程中,往往要聯系相類似的問題,這是思維的廣度。經常橫向思考,學生就會在活動中貫通知識與方法,發展思維,提高想象力。教師可以圍繞一個活動,橫向拓展,引導學生發散思維,延伸為更多具有相關性、相似性、相反性的新問題,挖掘活動的運用價值,特別是復習階段的科學課堂,課堂時間和空間有限,教師必須善于利用學生活動,培養學生聯想、轉化、推理、歸納、探究的思維能力,發現新的問題并分析到位。伽利略曾說“科學是在不斷改變思維角度的探索中前進的”。所以,科學復習課堂必須培養學生發現問題、提出問題、解決問題的能力,在問題中求同存異,誘發潛能。
例:在實驗4:2ml FeCl3+1~3滴NaOH溶液中,學生在活動中發現出現了紅褐色沉淀,振蕩試管后,沉淀立即消失。為什么是這樣?在活動中又發現新的問題?亞里士多德說:“思維從疑問和驚奇中開始”。筆者認為,質疑是學生有了新的發現后的猜想,是學生進一步活動的驅動力,更是培養創新能力的前提。學生應學會向書本質疑,向自己或同學的實驗現象和結論質疑。
學生甲:應該是生成的氫氧化鐵沉淀溶于酸了。教師問“是什么酸?”。學生乙:鹽酸。教師問:“為什么說試管內有鹽酸,怎么用實驗證明?”。學生丙:將氯化鐵溶液滴在PH試紙上,發現呈酸性且PH值接近1。學生丁:取少量的鋅粒和氯化鐵溶液反應,發現產生了氣泡。
教師解析,為什么氯化鐵溶液是酸性的?這是因為氯化鐵溶液會和水結合生成弱電解質氫氧化鐵,這是溶液中含有較多的氫離子(鹽酸),故溶液呈酸性。這里需要強調的是本部分內容不要求學生掌握,但是從課堂的反應情況看,學生在潛移默化中已經有所猜想。
筆者認為,科學復習課堂可以不要求學生掌握大綱要求以外的知識內容,但是我們不應該也不能限制學生想象的空間。正如顏老師所說:“我們不應該要求每一位學生都具有較高的科學素養,然而,一個人如果只相信眼見為實,不知道邏輯思維的能動性,可以通過推理幫助人類突破感官、經驗、常識的局限性,那就是個人科學素養的一大損失。”。教師再趁熱打鐵,拋出同類問題讓學生分析,加強知識的理解及應用。
問題1:現把氫氧化鈉溶液逐漸加入稀鹽酸和氯化鐵的混合溶液中,請描述整個過程中的實驗現象?若橫坐標表示滴加氫氧化鈉的量,縱坐標表示沉淀的量,用圖如何表示?
問題2:若橫坐標表示滴加氫氧化鈉的量,縱坐標表示PH、溶質的量、溶劑的量、溶液種類等等,用圖該如何表示?
問題3:在部分變質的氫氧化鈉溶液中,逐漸加入稀鹽酸至過量,描述整個過程中的實驗現象?
筆者認為,通過這一系列的問題,即由一般現象到特殊現象再到經典題型,把看似毫不關聯的知識,聯系起來。正確方法的來源絕不是奇思妙想,而是對條件充分地分析和挖掘,教師通過對活動的充分利用,在活動中發現問題、解決問題,讓學生透過現象看到問題的本質,拓展學生的思維,幫助學生提升理解和應用的能力。正如英國人伊恩·史密斯在《學習型評價叢書》所說:“如果你想讓學生成為更好的學習者,對自己的學習承擔更多的責任,僅僅為他們設置任務并幫助他們完成是不夠的,我們需要和他們學會分享,希望他們從這些任務中學到了什么。”
四、問題解決問題化,學會向問題解決提問
英國科學家波普爾說過:“科學知識的增長永遠始于問題,終于問題,問題是科學學習的心臟”。問題引導的好,直接關系到學生創新能力的發展。學生的學習過程不僅僅是一個接受知識的過程,也是一個發現問題、分析問題、解決問題的過程。教師在問題解決的過程中,應培養學生學會向問題解決提問。例如,遇到一個問題時,首先想象該問題想問什么,或是把問題想象成一張圖畫或是其他事物,即問題的性質怎樣?然后想象怎樣去駕馭它,即問題解決的方法?再想象遇到什么樣的情景,即問題解決的過程?最后想象到了什么地方,即問題解決的結果?
如:在觀摩來自金華市浦江仙華外國語學校黃老師的“金屬的化學性質”復習課時,黃老師出示這樣的兩個問題:
問題1:請你設計實驗比較鎂、鋁、鐵三種金屬的活動性順序?
學生甲:1. 取等量的三種金屬,分別滴加等量的稀硫酸,觀察產生氣泡的速率。
學生乙:2. 取鎂條和鐵絲,在分別滴加氯化鋁溶液,觀察到鎂條表面會有銀白色的金屬,而鐵絲表面沒有明顯現象。
學生丙:3. 將三種金屬在空氣中燃燒,觀察劇烈程度。
討論交流:學生對于方案1和3沒有太多異議,主要問題集中在方案2是否可行上。有的學生提出,方案2的設計原理是采用了金屬與鹽溶液的置換反應,但是在實際操作過程中,金屬鎂和鋁的顏色過于接近,不利于判斷。還有的學生提出,采用方案2的前提條件是已知了金屬鎂、鋁、鐵的金屬活動性,但本問題是讓我們設計實驗方案來判斷金屬的活動性,我們只能用設計來證明結果,不能相反。學生提出的這個觀點,尤其讓筆者贊賞!
筆者認為,學生充分運用了向問題解決提問,方案2的設計本身即是一個問題,學生能運用科學研究的實證精神,由——推測——檢驗——新的推測……體會科學家認識自然界的“觀察分析——結論——再觀察分析——修正結論”這一基本過程。
問題2:“畫出等質量的鎂片、鋁片、鐵片分別與一定量的稀硫酸充分反應,產生氫氣的質量與時間的關系圖像。”
分析:學生甲認為鎂的相對原子質量是最小的,所以產生的氫氣是最多的。學生乙在甲同學回答問題基礎上提出新的問題,鋁和鎂這兩個化學反應的關系是不對的,因為鎂和鐵在置換反應中是二價的,而鋁和酸反應是三價的,兩份的鋁生成三份的氫氣,所以鋁和酸反應產生的氫氣是最多的。學生丙則認為有三種可能,第一種可能酸全部反應完,金屬有剩余;第二種可能酸沒有反應完,金屬沒有剩余;第三種可能鋁有剩余,鎂恰好完全反應或有剩余,鐵沒有剩余。
通過分析,我們發現,學生始于問題,終于問題,始終圍繞問題在展開討論。課堂上各種思維在發生碰撞,知道自己如何針對一個問題獲得全面而有效的信息,形成比較可信的、經得起推敲的觀點。筆者認為,我們還可以把一些經典的好問題進行改編,形成有實際背景的問題,對學生而言,這樣做不但能更好地理解學習內容,而且有助于更好地構建知識系統,對思維靈活性、變通性的培養很有好處,培養學生運用問題、解決問題的能力。
總之,從學生熟悉的情境出發,在不同角度、不同層次、不同情形、不同背景下精心設計系列化、程序化,有利于科學復習課堂并有利于學生學習的問題,以問題為導引,抓住問題的本質,找到問題背后蘊含的知識,使學生的科學思維得到訓練和發展,使科學復習課堂充滿生機和活力,提升復習的有效性。
參考文獻:
[1] 郭應曾.問題推進教與學(中學版)[M].南京:江蘇鳳凰科學技術出版社,2014.
[2] 教育部.初中科學課程標準[M].杭州:浙江教育出版社,2011.
[3] 余自強.綜合科學課程研究[M].杭州:浙江教育出版社,2011.
[4] 趙 研.高中化學新課程教學研究與實踐[M].北京:中央民族大學出版社,2013.
[5] 韓慶奎,張雨強.多元智能化學教與學的新視角[M].濟南:山東教育出版社,2008.
(作者單位:浙江省海寧市長安鎮鹽倉學校 314400)