提高学生化学问题解决能力的教学策略

钮建芳

（江阴高级中学教育集团江阴初级中学，江苏 江阴 214431）

一、问题的提出

从某种意义上说，学生学习化学的过程就是对化学问题的处理和解决的过程，学生化学问题解决能力越强，说明他学习化学的效率越高。目前，在化学教学过程中，不少教师将学生在问题解决过程中遇到的困难简单地归结为知识贮备不充分，导致教师在教学过程中采取应对策略不恰当，对学生问题解决方法指导出现了比较严重的偏差，降低了化学学习的有效性。要从根本上提高学生问题解决的效率，一是要对学生在问题解决过程中造成障碍的原因进行充分的分析，给学生提出具有针对性的改进建议；二是必须加强学生在问题解决方法上的策略指导，使学生掌握问题解决的基本方法。只有这样，才能更好地提高学生的学习成效，树立学生学习化学的信心。

二、化学问题解决中常见的障碍

在教学中，为了使学生对这个过程更加容易理解，根据学生解决问题的思维特点，可以归纳为问题解决的基本途径：审题（获取信息或条件）→搜索相关信息→信息筛选和整合→确定解决方案→尝试解决→评价。在以上每个环节中，学生均有可能因知识背景或思维方式的不同，出现不同的问题解决障碍，常见的情形有以下几种：

①信息提取失真。学生不能完整从问题所提供的条件中识别出问题的类型和区分问题有关信息与无关信息。

②知识再现障碍。问题解决过程中，由于知识间的干扰和知识检索存在困难，学生储存在大脑中的知识无法正常提取，造成问题解决的障碍。

③思维定向失误。具体表现在问题解决者不能正确把从题目中提取出来的信息加以概括，错误地进行题型归类，从而对问题无从着手，造成问题无法顺利解决。如在问题解决过程中，收集了大量信息后，不知如何将信息有机地整合用以解决问题。

三、问题解决的机制

现代心理学的研究表明，一个问题包括3个基本成分：①给定。一组已知的关于问题条件的描述，即问题的起始状态。②目标。关于构成问题结论的描述，即问题要求的答案或目标状态。③障碍。正确的解决方法不是显而易见的，必须间接通过一定的思维活动才能找到答案，达到目标状态。在问题解决过程中，常常将解决问题的过程分为四个部分：问题表征→选择操作→实施操作→评价，问题的有效解决，都离不开一定的知识、策略和技能，特别是问题解决者的思维品质是有效解决问题的重要因素。

四、在教学中提高学生问题解决能力的策略

（一）利用“头脑风暴法”，培养学生创造性思维

头脑风暴的特点是让问题解决者敞开思想，使各种设想在相互碰撞中激起脑海的创造性风暴。其可分为直接头脑风暴和质疑头脑风暴法，前者是让参与决策的群体尽可能激发创造性，产生尽可能多的设想的方法；后者则是对前者提出的设想、方案逐一质疑，发现其中现实可行的方法。

在化学教学中运用头脑风暴法进行教学，是指在化学问题解决能力训练过程中，教师要尽量设计结构良好或开放的真实问题情境，让学生实际地解决现实生活和学习中的问题，根据已有的知识和经验，尽可能多提出问题解决的方法；然后对提出的方法逐一评价，发现其中现实可行性的方法。

[案例1]教师与学生一起探讨：如何证明某酸是弱酸的问题？

学生明确问题之后，教师提出要求：①按学习小组进行讨论。②在讨论过程每个人都尽可能多地提出各种方案。③提方案环节，不需要对别人提出的方案做任何评价。学生讨论过程中，教师在黑板上将同学提出的方案归类板书。

（1）利用强酸制弱酸原理来进行证明。

（2）利用弱酸的电离特点，通过测定溶液的pH证明。

（3）利用水解知识，测定该酸与强碱反应形成盐，溶于水所得溶液的酸碱性证明。

（4）通过配制相同浓度的强酸和某酸的溶液，测定pH证明。

（5）通过同浓度强酸和某酸的溶液做导电能力比较实验证明。

（6）通过用同浓度强酸和某酸的溶液与金属反应，比较快慢程度证明。

（7）通过配制相同pH的强酸和某酸与足量的金属反应，测定生成氢气的量证明。

学生发表完见解后，组织学生论证以上各种方案的可行性，帮助学生分析问题解决过程中存在的障碍，并启发他们找出克服障碍的方法，培养学生创新思维。

在头脑风暴法教学过程中，因问题答案的线索与得出结论不是唯一的，从而可以激发学生积极地从多方位进行思维，提出自己认为合理的问题解决方案，促使知识的实际使用。这个过程有利于培养学生提取信息和区分问题有关信息与无关信息的能力；同时让学生通过对不同问题解决方案的评价，发现自己知识结构中的缺陷，从而有助于学生理清知识间的联系，减少在问题解决过程中可能出现的知识间干扰，提高知识再现的准确性，并从中获得了克服问题解决障碍的成功体验。

（二）加强学生思维策略指导，提高学生问题解决的能力

在问题解决过程中，问题解决者根据面对的问题条件在头脑中进行转化，形成关于问题情境的内在表征，寻找在问题空间中蕴涵着的中间环节，从而达到解决问题的目的。在要解决的问题中，其所蕴涵的中间环节越多，问题就越复杂。在复杂问题的解决过程中，由于问题解决者无法直接找到条件和目标之间的联系，经常通过进行各种尝试，寻求问题解决的方法，这个过程是盲目的、渐进的，是在没有推理和判断的情况下进行的，效率是很低的。

因此，选择何种方法来解决问题，是影响问题解决效率的关键。而要做到在问题解决时能够选择恰当的方法，这就要求问题解决者掌握一定的方法策略。问题解决者的思维品质在问题解决过程中对于问题最终是否能得到解决起着决定性的作用，因此掌握一定的思维策略，是提高问题解决效率的重要保障，在教学过程中，教师应加强思维策略的指导。

1.提炼思维的准确性

在问题解决过程中，如何对呈现出的信息加以概括，把思考确定在一定的范围中，找准问题解决的切入点，是提高问题解决效率的前提。

[案例2]将镁条投入到一定浓度的盐酸，为什么反应速率先快后慢？

在解答此题的过程中，学生往往不能准确地确定思考的范围，不少同学需要经过反复的尝试，才发现解决问题的思路。实际上，在这个问题中目标已经很明确就是问题的解决与影响速率的因素有关。而影响反应速率的因素有：压强、温度、浓度和催化剂。根据问题设定的化学情境，首先排除了压强和催化剂这两个因素，最终将问题思考范围确定为：可能是由于溶液中氢离子浓度和温度对速率的影响。根据所学过的知识，将两个因素对速率的影响进行比较，学生很容易判断：反应一旦开始，氢离子浓度是逐渐变小的，从这一个角度分析，反应速率只能逐渐减慢，因此只有温度升高才可能出现这种情况。将记忆中的知识储存“活泼金属与氢离子的置换反应为放热反应”与其匹配，就能准确找到问题解决的第一个切入点。而当反应到一定程度后，氢离子浓度变小的影响超过了温度变化对反应的影响，所以反应速率就开始减慢。

在问题解决的过程中，一个十分重要的环节就是对问题解决的目标进行剖析，然后寻求与目标有关的信息，而这些信息是否能有效地得到提炼，这涉及到问题解决的效率。在教学过程中，教师应充分展示自己真实地思维过程，教师的思考示范必然会引起学生的积极思考，激发学生对问题解决最佳切入点的探索。此外，教师在引导学生问题解决的过程中，也应让学生充分地展示自己的思路，然后通过师生共同的探讨，使学生发现干扰自己问题解决的因素，让学生通过体验掌握信息提炼的方法。

2.构建思维的程序性

对于复杂问题的解决，往往很难直接发现条件和目标之间的联系，如何搭建起它们之间的“桥梁”，这需要运用一定的策略。

[案例3]如何用乙醇制备乙二酸乙二酯？

在这个问题中，条件（乙醇）与目标（乙二酸乙二酯）没有任何直接的联系，但采用逆推策略，很快就可以搭建起它们之间的“桥梁”。

问题解决策略的适当运用，能有效地缩短搭建条件与目标之间“桥梁”的时间。因此教师在指导学生进行问题解决时，应该充分展示每一个问题解决的思维过程，展示出各种操作的步骤和顺序。只有当学生掌握了这种程序时，才可以减少许多因程序的不明或混乱而造成时间浪费和产生消极情绪。问题解决策略的适当运用，有利于问题解决者缩短搭建条件与目标之间“桥梁”的时间，明确相关信息和无关信息，提高提取信息的准确性。

3.培养思维的灵活性

思维定势是指用某种固定的思维模式去分析问题和解决问题，这种固定的模式是已知的、事先有所准备的。定势思维能使人应用已掌握的方法迅速地解决问题，但在问题情境发生变化的情况下，定势思维会妨碍人采用新的解决方法。

[案例4]（1）下列能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的是（ ）

A.氯水 B.溴化钾溶液 C.碘水 D.碘化钾溶液

（2）下列能减缓锌与盐酸反应速率，但不影响产生氢气总量的是（ ）

A.CH3COONa B.NaOH

C.加入稀盐酸 D.加入食盐水

乍一看两道题一点关系都没有，实际上学生出错的原因都是一样的，第一题大多数学生的定势思维：只有淀粉KI中的碘离子被氧化成碘单质，才能使淀粉变蓝，而忽略了只要有碘单质，就能使淀粉变蓝的本质；第二题：学生容易漏选D，对于D答案，学生更多地关注到了食盐与这个反应无关这一事实，而忽略了食盐溶液中除了食盐还有水，水可以稀释溶液中的氢离子浓度。这是由于学生思考问题的角度不全面造成的，因此教师在训练或讲评时要注意题型的拓展，提高学生发现问题中隐含信息的能力，克服原有的不良定势，增强思维的灵活性。

影响化学问题解决的因素很多，但起决定性作用的是学生的思维品质。良好的思维方式不仅可以提高问题解决的效率，更重要的是可以提高学生的学习效率；因此在解决问题的过程中，在方法和策略上给予学生针对性的指导，有利于提升学生思维的品质，从而实现提高问题解决能力的目的。

[1]伍新春.高等教育心理学[M].北京：高等教育出版社，1998.