巧設“情境問題串”提升學生思維品質

張穎

摘 要：問題是思維活動進行的原動力和牽引力，學習是學生自己構建知識的過程，同化和順應是學習者認知結構發生變化的兩種途徑。在日常教學過程中若能基于學生原有的經驗背景設計符合學生認知發展規律的情境問題串，讓學生在情境中發展思維培養能力，遞推學習走向深入，不僅能使學生較好地完成知識建構，并能促進學生思維品質的提升。

關鍵詞：情境問題串;建構;思維品質

著名教育家陶行知說過：“發明千千萬，起點是一問。”美國心理學家布魯納也指出：“教學過程是一種提出問題和解決問題持續不斷的活動，思維永遠是從問題開始。”可見問題是思維活動進行的原動力和牽引力。建構主義學習觀則認為，學習不是由教師把知識簡單地傳授給學生，而是學生自己構建知識的過程，同化和順應是學習者認知結構發生變化的兩種途徑。因此在日常教學過程中，若能基于學生原有的經驗背景，設計一系列符合學生認知發展規律的情境問題串，讓學生在解決情境問題的過程中，遞推學習走向深入，不僅能使學生較好地完成知識建構，而且能有效促進學生思維品質的提升。

一、巧設疑，啟動積極思維

最近發展區理論認為，學生的發展有兩種水平，一種是學生現有的水平，一種是學生可能的發展水平，兩者之間的差異就是最近發展區，教學應著眼于學生的最近發展區。因此在進行“鐵的重要化合物”的教學過程中，教師首先利用多媒體給出綠礬的應用、保存等相關信息，并分配給學生兩組樣品（其中Ⅰ組顏色較黃，Ⅱ組顏色基本未變），此時教師拋出如下問題：

【情境問題1】你手中的兩份綠礬是否變質？如果變質會有什么物質生成？如何證明？

通過初中化學的學習，學生對Fe2+和Fe3+已有初步的了解，但認識還不夠深入，同時不同學生的學習基礎存在一定的差異性，因此學生感覺入手不難，但說明白說清楚不易。

【學生思維1.1】Fe2+變質為Fe3+，只需檢驗Fe3+即可。大多數學生首先將兩組綠礬樣品溶于水觀察顏色，發現Ⅰ組溶液呈黃色，Ⅱ組溶液呈綠色，根據初中對Fe2+和Fe3+溶液顏色的了解得出Ⅰ組變質，Ⅱ組未變質的結論。而另一部分學生通過兩組綠礬與氫氧化鈉溶液的反應，發現兩支試管里均出現紅褐色沉淀，得出兩組樣品均變質的結論。結論相悖，產生矛盾沖突，學生思維被激活。

【教師追問】如果你認為對方結論不正確，原因可能出在哪里？

【學生思維1.2】可能是Fe3+濃度太低，顏色不明顯，肉眼分辨不清;不清楚Fe2+與氫氧化鈉溶液反應是否也會出現紅褐色沉淀，對實驗現象產生干擾。

教師繼續提問：有沒有Fe2+不干擾且靈敏度高的檢驗Fe3+的方法？

【教師實驗】取1滴同濃度0.1mol/LFeCl3溶液和FeCl2溶液，加等量水稀釋至肉眼看不出顏色差別后，再加入KSCN溶液，對比觀察現象，發現Fe3+遇KSCN顯血紅色，而Fe2+遇KSCN不顯色。通過此處實驗，學生對KSCN檢驗Fe3+的靈敏性及無干擾性有了深刻理解，建構起Fe3+的檢驗的一般方法。

【教師追問】Fe2+與氫氧化鈉溶液的反應是否也產生紅褐色沉淀呢？

【教師實驗】FeCl2溶液與氫氧化鈉的反應并讓學生討論觀察到的現象。

學生發現溶液顏色呈灰綠色。此時教師給出資料卡，氫氧化亞鐵的顏色為白色，而同學觀察放置了幾天的氫氧化亞鐵已部分呈紅褐色。請學生利用已有的氧化與還原反應知識進行分析，得出氫氧化亞鐵（二價鐵）具有還原性，容易被氧化成氫氧化鐵（三價鐵），氧化劑是空氣中的氧氣。

【教師追問】你還能找到其他試劑可將二價鐵氧化成三價鐵嗎？證明你的猜想并匯報（提供氯水、雙氧水、KMnO4、維C 、KI 、鐵粉、銅片）。

【學生思維1.3】向FeCl2溶液中合適的氧化劑，再加入KSCN溶液。

【教師追問】要證明是Fe2+被氧化生成了Fe3+，加料順序是否有一定的要求？

【學生思維1.4】FeCl2溶液+KSCN，不變血紅色，再加入相應氧化劑溶液變血紅色。

通過此處追問，讓學生自主選擇藥品，幫助學生深刻認識到必須要找氧化劑，并能結合原有元素化合物學習經驗以及從化合價判斷的角度找出合適的氧化劑，初步形成Fe2+向Fe3+的轉化觀，并通過加料順序的討論形成Fe2+檢驗的一般方法。

教師在通過情境問題“綠礬是否變質”啟動學生思維，通過有針對性、指向性、梯度性的的問題串設計，幫助學生初步理清了Fe3+的檢驗、Fe2+的檢驗、Fe2+轉化為Fe3+等基本知識，同時通過問題的遞推幫助學生形成了一定的思維順序、思維規律，促進學生有序思考。

二、巧追問，促進嚴密思維

嚴密性是思維的重要特征，思維嚴密性是指對思維對象有全面、深刻、完整的思考，發展學生的思維嚴密性是學生形成科學素養的重要途徑。因此隨著教學內容的深入，教師可設計相應的情境問題，提升學生思維的嚴密性，幫助學生理清知識的層次關系

【問題情境2】綠礬徹底變質了嗎？如何證明？

【學生思維2.1】若未完全變質則仍有Fe2+，只需檢驗Fe2+，提出方案為樣品綠礬溶液+KSCN+氧化劑，若變血紅色，則有Fe2+。

學生因為已經有了Fe2+檢驗的經驗，所以并未進行深入思考就迅速提出了方案，當然這個方案是不正確的，因為他們忽略了一個大前提，此時綠礬已經變質，溶液中已有Fe3+，因此此時不再是單一的進行Fe2+的檢驗，而是在Fe3+存在的情況下檢驗出Fe2+，原有的經驗已經不足以解決現在的實際問題，因此教師需要介入追問引導撥正學生的思考方向。

【教師追問1】原來的Fe3+不影響實驗效果嗎？

【教師追問2】在有Fe3+干擾的情況下如何檢驗Fe2+？

教師的兩次追問幫助學生理清這樣一個問題：直接加入氧化劑，則存在的Fe3+肯定干擾試驗，必須想辦法減小或剔除Fe3+的存在對這個實驗產生的干擾。

【學生思維2.2】減小干擾：樣品綠礬溶液+KSCN+氧化劑，看顏色是否變得更深。

【學生質疑】直接看顏色變化可能視覺靈敏性不夠，觀察不清楚，可做對比試驗。

【學生思維2.3】進行對比試驗：取等量樣品，分兩組，一組樣品中直接加KSCN溶液，另一組先加氯水然后再加KSCN溶液，觀察溶液血紅色是否比第一組深。

此時教師放手讓學生嘗試，學生嘗試后發現色差依然比較難判斷，對比試驗效果不佳。原有經驗解決不了實際問題，學生陷入困惑，需要新的思考方向。

【教師追問3】有沒有哪種氧化劑本身有顏色，加入Fe2+后顏色變化比較明顯，而Fe3+的存在對這種氧化劑的顏色幾乎無影響？

【學生思維2.4】用紫紅色的高錳酸鉀酸性溶液，若存在Fe2+，則高錳酸鉀紫紅色會褪去。

【教師實驗】綠礬樣品溶液中滴加酸性高錳酸鉀，未看到紫紅色;同時進行對比實驗：向氯化鐵溶液中滴加酸性高錳酸鉀實驗看到溶液變紫紅色，由此證明綠礬還未完全變質，仍然存在Fe2+。

通過教師的一步步追問，學生逐漸改變了思維的單一性，能對復雜情境問題進行全面深刻完整的剖析，抽絲剝繭，剔除干擾因素，通過建立、反思、調整、優化實驗方案的過程，逐步形成了較為嚴密的科學思維方式，教師放手讓學生嘗試也給予學生充分的學習空間，并在這一過程中逐步開始起疑、質疑、反思。

三、巧聯系，構建模型思維

【情境問題3】已經變質的綠礬如何轉化再利用？

【學生思維3.1】將Fe3+轉化為Fe2+，由于化合價降低，需加還原劑。

【觀察視頻】實驗室配制硫酸亞鐵。

【教師提問1】為什么要加鐵粉？

【學生思維3.1】鐵是金屬單質最低價有還原性，是還原劑可將變質的Fe3+還原為Fe2+。

【教師提問2】你還能找到其他的還原劑將Fe3+轉化為Fe2+，有什么規律？

【學生思維3.2】金屬單質，I-等最低價的陰離子。

【教師提問3】展示補血劑硫酸亞鐵片說明書，提問：（1）為什么要做成糖衣片？（2）為何要密閉保存？（3）為什么維生素C 與本品同時服用有利于吸收，說明維生素C可能有什么性？

【教師提問4】你能畫出不同價態鐵的化合物轉化的價類二維圖嗎？

通過聯系生活中的實際應用，不僅讓學生感受到化學的學科價值，更幫助學生在解決實際問題時構建氧化還原分析的思維模型，即關注發生變化的物質，分析主要元素化合價的變化情況并判斷出加入氧化劑還是還原劑，利用氧化還原序模型判斷反應能否發生，結合綠色化學等思想優化方案。通過畫出價類二維圖將學生的思維逐步從點狀思維變為邏輯思維，再發展為結構思維，最終形成模型思維。學會用這一思維模型理解元素化合物轉化的一般規律。

四、巧質疑，形成批判思維

批判性思維通常是一種能抓住問題要領，不斷質疑，遵循正確的邏輯規律，清晰而深刻的思維形態，被認為是一種高級思維能力和可貴的精神特質。質疑、求證、判斷是批判性思維的一般過程。化學核心素養中的“證據推理和模型認知”“實驗探究與創新意識”都要求學生具有獨立思考、敢于質疑和批判的創新精神。質疑是批判性思維形成的起點，因此在日常教學中教師應有意識地啟發學生勇于質疑。

【情境問題4】同學們對Fe2+、Fe3+的檢驗及鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉化還有沒有什么疑問？實驗過程中有沒有異常現象令你困惑？

實際上在對Fe2+的檢驗過程中，有些同學的實驗是出現了異常現象的，他們在Fe2+溶液中加入KSCN并加入氧化劑氯水后并未看到溶液出現明顯血紅色，而加入雙氧水后還產生了大量氣泡等異常現象，因此教師應當抓住這些實驗細節，啟發學生勇于質疑。

【教師追問1】加氯水溶液不顯血紅色可能什么原因？你認為可能是缺少了什么微粒？

【學生思維1】只要Fe3+和SCN-同時有則一定出現血紅色，現在不出現則缺Fe3+或SCN-。

【教師追問2】如何證明缺少的是哪種微粒？

【學生思維2】缺什么補什么？可以將上述溶液分裝兩支試管，一支試管中加FeCl3，另一支試管中繼續滴加SCN-，看溶液顏色是否有變化。

【教師追問3】為什么無SCN-，可能是什么原因？

【教師實驗】對比實驗：兩支試管中分別加入FeCl2和KSCN溶液，然后在一支試管中滴加少量氯水，在另一試管中滴加足量氯水。學生觀察實驗現象差異，頓悟。

常言道：“盡信書不如無書。”當代學生不應該迷信權威，遇到問題應獨立思考，形成自己的觀點，因此教師有意識地抓住實驗的異常現象引發學生的質疑和思考，不僅引導學生觀察實驗要細致，提升學生思維的嚴密性，同時能鼓勵學生勇于質疑，進而求證并作出判斷，逐步培養學生的批判性思維。

學起于思，思源于疑，疑解于問，小疑則小進，大疑則大進。化學核心素養對學生的思維品質提出了較高的要求，因此中學化學教師在日常的化學教學過程中通過情景問題串的設計有意識地培養學生的思辨能力、質疑能力、創新能力，必能促進學生思維品質的提升，形成高階思維能力，有利于學生的終身發展。

參考文獻：

姚夢娟，何彩霞.化學核心素養“模型認知”導向教學實踐與反思[J].中學化學教與學，2018（8）.

編輯 喬彥鵬