張克龍
摘要:結合課堂的情境引入、自主探究、展示交流、檢查反饋、課堂總結五環節,探討各環節培養學生提出問題能力的行動策略,即情境引入環節,設置生活情境,引發學生產生問題;自主探究環節,從學科核心素養培養角度,教給學生提問技能;交流展示環節,通過引領對比,從困惑中產生問題;檢查反饋環節,從化學問題的解決過程角度提出問題;課堂總結環節,從幫助學生理解知識的角度提出問題。
關鍵詞:提出問題;化學教學;教學策略
文章編號:1005–6629(2016)11–0052–05 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
當前,各種考試試題中只是考學生怎樣回答問題,而不考查學生如何發現問題和提出問題。教師的教學只要求學生能回答問題,而且教會學生回答問題比教會學生發現問題和提出問題容易得多,教學效果明顯,導致學生養成一種等答案的習慣,不會自己去思考問題和發現問題,更談不上提出問題了。
下面筆者結合課堂的情境引入、自主探究、展示交流、檢查反饋、課堂總結五環節,談談各個環節培養學生提出問題能力的行動策略。
1 情境引入環節——設置生活情境,引發學生產生問題
當下的化學課堂教學往往脫離學生的生活實際,學生缺少親身體驗和感受,導致不可能會產生有質量值得探究的問題,有問題也只是知識不能及時再現,習題不能解決之類的學習障礙性問題,提不出問題也就理所當然。因此在課堂的引入環節,設置生活情境,通過學生熟悉的情境,激發學生問題意識顯得特別重要。
比如,在實驗探究維生素C的性質時,教師設置生活情境:一瓶普通的純凈水,一粒神奇的藥片,它們之間會發生什么樣的變化呢?教師將一粒Vc泡騰片放進純凈水中,表演“水變橙汁”。表演結束后,讓學生品嘗“Vc橙汁”。學生發現“Vc橙汁”酸酸甜甜的,教師趁機提出問題:“剛才的藥片是果維康Vc泡騰片,大家想探究Vc泡騰片的哪些問題呢?”,學生自然會問:
問題1:溶解時產生的氣體是什么?
問題2:為什么會產生這些氣體?
問題3:怎樣設計實驗證明猜想?
問題4:沖泡Vc藥片應該選用什么材質的杯子?
問題5:Vc藥片水溶液口感酸甜,是否顯酸性?哪些方法可以檢驗Vc的化學性質?
這些問題雖然小,但卻是學生根據情境自己發現的,有助于提高他們探究的興趣。不僅如此,這些問題的設置還是圍繞著學生構建維生素C的相關知識結構展開的(如圖1所示)。
2 自主探究環節——從學科核心素養培養角度,教給學生提問技能
自主探究環節是學生真實地感受的環節,是學生自己消化課堂知識、構建知識體系的環節。筆者針對學生在“課堂五個環節中哪一個環節最有問題,各個環節為什么沒有提出問題”的問卷調查中發現,89.3%的學生認為在“自主探究”環節有問題,52.38%的學生在這個環節不進行提問的原因是不知道怎么去問。為此,教師要做好以下三點:
一是教師應教給學生關于如何產生問題的化學思維方法。產生問題化學思維方法主要是指學生通過對實際事物、實驗現象、化學實物、模型、圖表、圖形的觀察,以及對自然界、社會、生產、生活中的化學現象的觀察,獲取有關的感性知識與印象,在進行初步加工、吸收與已有知識塊整合,重組為新知識和有序存儲時產生困惑,并轉化為問題的方法。在具體的課堂教學過程中,就是從培養學生“化學學科核心素養[1](宏微結合、分類表征、實驗探究、綠色運用等)”角度,教給學生產生問題的思維方法。
(1)宏微觀結合
學生根據物質在生活、生產、實驗中表現出性質、用途、呈現的現象,探究其微觀結構,設問從物質的微觀層面怎么理解其組成、結構、性質、用途、呈現的現象。
(2)分類表征
學生能通過觀察、辨識一定條件下物質的形態及變化的宏觀現象,設問物質及其變化的分類方法,能否運用符號表征物質及其變化,由此產生一系列問題。
比如,自然界中硅的化合物,如何分類表征呢?自然界中硅的化合物分類表征(SiO2、硅酸鹽);SiO2的分類表征(石英或水晶,光導纖維,以及有SiO2制備而成芯片與玻璃等)。
(3)實驗探究
學生根據實驗探究過程發現的實驗現象,通過對比、演繹、歸納等手段,提出新的問題,或依據探究目的優化實驗方案或改進實驗的設想;或尊重事實和證據,不迷信權威,在質疑和批判中提出問題。
比如,硅酸鈉溶液滴入鹽酸[2]過程中的某刻突然凝結成凝膠狀,這是為什么呢?由此,可以產生一系列問題,能不能通過與碳酸鈉溶液和鹽酸反應現象的對比而有所發現呢?碳酸鈉溶液與鹽酸反應過程中,我們可以通過慢慢滴加發現溶液中出現細細密密的小氣泡,可以想象處于溶液中碳酸根離子與氫離子相遇生成碳酸分子,分解后生成二氧化碳,而這一個個小氣泡標志著溶液中碳酸根是以一個個獨立的“微粒”存在的,由此可以猜想,若硅酸根也像碳酸根一樣是以一個個獨立的“微粒”存在的,那么硅酸鈉溶液中加入鹽酸會像一個個小氣泡呈現一樣出現不連續的顆粒狀沉淀(類似碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣),但事實是呈現凝膠狀,只能繼續考究硅酸鈉溶液中哪一種微粒是長鏈狀呢?原來硅酸根是長鏈。
(4)綠色運用
學生能從化學反應過程中原料綠色化、催化劑綠色化、溶劑綠色化、產品綠色化等多個角度提出某個化學反應或化工生產的設計、生產及應用中有害物質的使用和產生等相關問題。
比如,實驗室制備氧氣,我們可以選擇高錳酸鉀,氯酸鉀與二氧化錳,雙氧水分解等等,我們選擇“綠色運用”的思維方法提出問題,哪一種實驗方案更適合中學生制備少量氧氣?
二是教師要從“提問種類”訓練學生的提出問題的技能。提問的種類能使學生提出的問題具有明確的目的性、針對性、科學性。從提問的種類來分,我們可以將問題分為2個不同層級水平,分別是低級認知提問與高級認知提問。每個層級水平的提問又有不同類型的問題,具體是低級認知提問包括“知識提問、理解提問、應用提問”,高級認知提問包括“分析提問、綜合提問、創意提問”等。在實際的教學過程中,我們可以結合具體的教學內容,針對學生掌握知識、技能及能力水平不同,在課前、課中和課后的學習中分別要求學生提出不同水平、不同種類的問題,并加以引導訓練,使學生的一次次提問逐步由模糊變為明晰,由體態語言變為口頭語、書面語言。
比如,鹽類水解教學,教師可以采用如下提示引導學生提出問題。
三是學生需要掌握一些典型的提問方法。當然,這些方法需要教師用心設計并示范給學生。課堂中筆者經常采用以下幾種提問方法促使學生有效提問。
(1)知識類型設問法
知識一般可分為是什么的知識、為什么的知識、怎么樣的知識等。如“氧化還原反應”,我們就可以提問:什么是氧化還原反應、為什么會發生氧化還原反應、發生氧化還原反應的微觀本質是什么、生活中哪些化學過程是氧化還原反應等等。
(2)遷移設問法
遷移可以是相似遷移、類比遷移等等。比如,在人類冶煉金屬鈦的過程中,就曾用相似遷移設問:冶煉鋁用Al2O3+3Cl2+2C=2AlCl3+CO+CO2,那么自然界中的金紅石礦(TiO2)是否可以也采用類似方法轉化為TiCl4呢?自然界中二氧化硅是否也可以采用類似方法轉化為四氯化硅呢?H2和O2及H2SO4三種物質能組成原電池,那么H2和N2及H2SO4三種物質能組成原電池嗎?
(3)多向思維設問法
多向思維設問法是指教師引導學生對問題進行多向思維,即從不同角度對所學知識進行思考、分析,進而提出有價值的問題。比如,逆向思維引發問題:離子化合物,常溫常壓下通常呈固態,那么是否有常溫常壓下呈液態的離子化合物呢?同樣還可以提出反滲透技術、無土栽培技術等。再比如,總是采用證明弱電解質電離出的離子少來說明某電解質是弱電解質,那么是否可以采用弱電解質溶液中還存在電解質分子來證明呢?
(4)實驗現象微觀解釋設問法
從觀察實驗現象要從微粒觀角度解釋展開提出問題是學生進行有效提問的重要途徑。首先,引導學生對實驗現象進行描述。例如,課堂上“將一支充滿二氧化氮試管倒置在水槽中”會出現什么現象呢(紅色消失,水面上升高度高于試管2/3處)?其次,對現象進行分析,為什么液面上升不是低于或剛好等于試管2/3處呢(因為理論上分析3mol NO2氣體溶于水生成溶于水的硝酸與1mol NO氣體)?微觀分析,是否還存在其他反應呢(NO+NO2+H2O=2HNO2)?最后,運用化學知識進一步進行思維加工:氮的化合物相互轉化基本規律是什么?至此,學生不僅提出了有效的問題,對于“書上說的不一定對”,要實事求是,化學實驗很重要,也有了深刻體驗。
3 交流展示環節——通過引領對比,從困惑中產生問題
在交流展示環節培養學生反思的習慣,提高學生思維的自我評價水平,是培養學生思維品質和學習能力的有效手段。通過反思總結,還可以發現存在的問題和不合理之處,可以優化解題過程,改進方法,揭示知識之間的聯系,使學生的知識結構更加完善和深化。對比則是合作交流環節引領學生反思的一種常見方法,它可以加深印象,加深對問題的理解,也是讓學生提出問題的最直接、最有效的方法。化學的很多學習過程中會有“意外生成”,可以采用對比,從對比中尋找問題,通過這種方式,不僅增強了學生提問的信心,還使學生掌握了提問的方法。
比如,在硫酸銅溶液中逐滴加入氨水,反應先生成藍色沉淀后溶解。總反應方程式為CuSO4+ 4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]SO4+4H2O。分反應則寫為CuSO4+2NH3·H2O=Cu(OH)2+(NH4)2SO4;Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O
對比上述的總反應與分反應是否存在一個矛盾。這時可以讓學生觀察、思考,讓學生提出問題。細心的學生就會發現,兩個分反應相加的結果為CuSO4+6NH3·H2O=[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O+ 4(NH4)2SO4,細細比較還會發現其產物為[Cu(NH3)4](OH)2,而總反應的產物是[Cu(NH3)4]SO4。同一個反應為什么出現這種情況呢?原來[Cu(NH3)4](OH)2是強堿,會與(NH4)2SO4發生反應生成硫酸銅氨與一水合氨。少了這個反應過程,當然產物不同了。區分產物[Cu(NH3)4]SO4和[Cu(NH3)4](OH)2的不同,對于學習銅氨纖維的制取有十分重要的作用。為什么制取銅氨溶液要將氫氧化銅先過濾出來,再加濃氨水溶解,而不宜直接將過量的濃氨水加到硫酸銅溶液中?其目的是為了制得[Cu(NH3)4](OH)2,防止生成[Cu(NH3)4]SO4。同理,硝酸銀與氨水反應也有類似情況。可以引導學生思考:用氨水連續滴入硝酸銀中能否得到銀氨溶液[Ag(NH3)2](OH)呢?應該如何配制銀氨溶液呢?
4 檢查反饋環節——從化學問題的解決過程角度提出問題
檢查反饋時,傳統課堂的做法一般是設計適當練習,通過練習校對,總結知識與技能要點。在實際教學中,筆者對這一教學環節進行了相應的改進,在學生解決化學練習時,要求學生從問題的解決的角度提出問題。
(1)題干給了我們哪些信息,我們可以產生的共鳴是哪些信息?
(2)根據題干所給信息,化學圖景是怎樣的?
(3)根據題干所給信息,化學微觀過程是怎樣的呢(微粒間發生了反應嗎?伴隨的能量變化特征?熵呢?是氧化還原反應嗎?離子濃度變了嗎?可逆反應嗎?反應程度呢?條件改變后會引起怎樣改變呢?)?
(4)我是怎樣想到用這個方法?能將這個問題歸類嗎?問題還有其他解法嗎?問題還可以怎樣設問呢?
(5)獲得的結果有化學意義嗎?符合化學問題的實際情況嗎?還能得到什么樣的結論?
(6)還有哪些問題有待于進一步研究與解決?
經常按這些問題發問,學生就逐步學會了自問自答,解題能力就會有很大的提高,正如波利亞所說的:“一個問句,若屢次有幫助,學生就會注意它,他將會在相似的情景下自問這個問句。”顯然,這也符合一般啟發式教學應該注意的一個原則——強化原則。
5 課堂總結環節——從幫助學生理解知識的角度提出問題
在課堂總結時,從幫助學生“理解知識”的角度引領學生提出問題,引導學生進行知識的串聯與并聯,也就是要進行知識的橫向與縱向的歸納與總結,形成對知識更深層次的理解,并對知識之間進行整合,從不同的角度提出自己的見解和對一些問題的質疑。
比如,概念教學課,筆者總是引導學生提出如下一些問題:概念的生長點在哪里?概念的關鍵詞是什么?外延呢?概念在解決問題過程中衍生的規律是什么?“化學平衡移動”的學習,教師可以引導思考下列問題。
當然教師也應給學生留出提出疑問的時間,讓學生提出課堂中存在的問題或是新產生的問題。
6 維持學生“提出問題”的興趣
學生敢不敢大膽提出問題,取決于和諧的教學與學習環境。環境又分為內部環境和外部環境,為營造良好的問題環境,提供問題萌芽的有利條件,可以嘗試進行激勵教學和實驗教學。
6.1 激勵教學
(1)找尋學生最近發展區。要在“最近發展區”設置目標。目標設置過低會降低學生思維訓練的要求,自然不會發現問題;過高則會使學生無力突破而受阻,產生畏難情緒而導致學習擱淺,也就不可能產生問題。因此教學實踐中要根據學生的實際,根據不同層次學生的認知基礎,設置恰如其分的認知目標和學習內容,從而激發起學生的認知欲望,產生強烈的問題意識。
(2)建立“問題獎勵制”。要求每周每生至少提2個問題寫在作業本上上交教師評閱,1個問題2分,2個問題5分,一學期20周滿分100分。提問的內容要求是應用當前學習內容解決生活中的化學現象。有精彩的提問(精彩的標準主要由教師認定,可以加分),帶到課堂與全班共賞評。提問的地點不限,如果在課上直接向教師提問也可以加分。教師做好記錄,每周匯總一次。一學期提問總分占學期學科成績的10%。
6.2 實驗教學
化學實驗精彩紛呈,能引發學生極強的探究欲望。比如,在碘及其化合物性質學習時,教師引入一個有趣的家庭小實驗。實驗操作步驟:分別取適量家用含碘食鹽2份,一份灼熱,另一份不加熱;混合這兩份食鹽后用適量水溶解,并加入食醋,再加入少許淀粉觀察顏色。
這么簡單的家庭小實驗,卻隱藏了本節課核心知識,即碘及其化合物的主要性質:碘酸鉀受熱分解生成碘化鉀與氧氣,碘酸根離子與碘離子在酸性條件下生成能使淀粉變藍的碘單質。把學生置身于這個有趣的真實生活情境中,化學就變得有趣、有用起來,學生就會有各種疑問。此時教師圍繞實驗現象,要求學生針對實驗現象提出問題,學生興趣就來了,注意力也集中了。提出了“食鹽中什么物質會分解?分解后的物質會與食鹽中什么物質發生了什么反應?是什么物質讓淀粉變藍了呢?”等問題。學生根據自己現有的知識、加碘食鹽說明書提供的說明和經驗對這些問題做出假設,為后續的課堂探究活動奠定了基礎。
當前我國把“大眾創業,萬眾創新”作為社會發展的動力之源,培養學生的批判思維能力、創新精神成為教育熱點。提出問題的能力作為衡量學生“批判思維能力與創新精神”的最重要依據之一,正成為課堂變革的重點,但“路漫漫其修遠兮”。
參考文獻:
[1]胡先錦,胡天保.基于發展學科核心素養的高中化學教學實踐與思考[J].中學化學教學參考,2016,(4):4.
[2]江敏.學科思維與社會生活的融合[J].中學化學教學參考,2016,(1~2):3.