化学教学中运用梯度问题策略的实践研究

摘要：梯度问题策略为化学教学中突出学生主体地位，培养学生问题意识、探究能力，保质的同时减轻学生的学习负担提供了一条有效途径。

关键词：化学教学；梯度策略；减负增效；实践研究

文章编号：1008-0546（2014）05-0021-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.05.008

一、问题的提出

初中化学课程标准的基本理念是倡导探究性学习，注重与现实生活的联系，培养学生分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。当前，因中考化学学科分值的降低导致一些学生学习动力和学科兴趣不足，表现在上课注意力不能集中；学习的主动性不够，参与率不高，问题意识不强。笔者在长期的教学实践中发现梯度问题策略可以有针对性地分层设计科学的、有梯度的问题链，激发学生学习热情，突出学生主体地位，培养学生数理思维，促使其自主发展，从而真正实现课堂里“减负增效”。

二、梯度问题策略提出的依据与内涵

现代教学理论认为，当学生遇到问题和挑战时，他们学得最好。因而，在教学实践中，教师可以将“知识问题化，问题情境化”，通过创设相互关联、富有层次性和一定思维容量的问题组，用问题激活学生原有的认知，用问题设置认知冲突，使教学过程始终处于“发现问题—分析问题—解决问题—提出问题……”的动态的波浪式的过程之中，使学生产生强烈的参与欲和探究欲，也使学生深刻领悟基本知识，培养问题意识，从而创造性地学习知识、解决问题，形成科学探究的学习品质。

梯度问题策略的另一个依据是中学生的认知规律。遵循中学生数理逻辑智能发展的特点，可以将一些学习内容（通常为有一定难度的内容）设计成一组由简单到复杂、由识记到理解运用、知识内容上有逻辑性、思维层次有递进性的问题群（梯度问题群），通过问题教学法引导学生进行学习、培养逻辑思维能力。

设计的梯度问题之间可以是并列关系，即将一个大问题分割成几个并列的部分，引导学生对每一个部分先进行深入分析，然后将这些部分进行比较、整合，这样既能全面、深入掌握知识，又能培养学生分析、比较、综合的能力；可以是逐步引申关系，即前一个问题是后一个问题的暗示或铺垫，这类问题群能帮助学生提高分析、推理和归纳的能力；也可以是发散关系即围绕某一个知识点以一个问题为中心，引出其他问题进行发散思维训练，它既帮助学生形成系统的知识网络结构，又能很好地培养学生的联想、想象、推理、假设等的能力。

三、梯度问题的设计及实施

梯度问题教学策略对教师的要求较高，需要教师深入全面地把握教材，深谙化学知识之间的逻辑性和错综复杂的关系，了解学生的认知特点，要有较高的设计问题的能力，要有高超的启发式教学艺术。

下面笔者就人教版初中化学教材谈谈梯度问题的设计在教学中的应用。

1. 遵循实验学习顺序设计梯度问题，培养学生思维习惯

化学实验学习是一个科学探究过程，要经历课题选择、实验设计、实验实施、数据处理等一系列阶段。每一阶段又有许多步骤，如实验设计包括分析实验对象、构思实验原理、确定实验步骤等。在实验过程中又有实验装置的安装顺序、实验步骤的先后顺序、实验现象出现的先后顺序等，这些都可作为实验教学中设计梯度问题的重要依据。

案例：第六单元 课题2二氧化碳的实验室制取教学，我设计了以下具有并列关系的梯度问题：

（1）需要的药品是什么？

（2）制备的原理是什么？请用化学方程式表示出来。

（3）气体发生装置应当与制取 相似，原因是

。

实验收集CO2方法是 ，原因是 。

（4）请同学们归纳：如何选择实验室制取气体的发生装置、收集装置？

（5）请同学上台选择仪器、搭配成实验室制取CO2的装置，并完成实验。

（6）拓展：若要制取较多量的CO2，可以把试管换成哪些仪器？若想在制气过程中补充酸液或控制酸液的加入量，如何改进实验装置？若想控制反应的发生和停止，还可以怎样设计实验装置呢？

（7）请同学上来证明该同学收集到的气体是CO2？

（8）如何使瓶中的CO2收集满？

（适时口述问题：你发现O2、CO2二者制法的不同之处了吗？相互讨论并交流）

最后，请同学们思考、讨论并归纳实验室制备气体的一般思路和某学生实验时，集气瓶中始终收集不到CO2，可能的原因是什么？

反思：环环相扣、步步深入的梯度问题结合实验，引导学生对比氧气制法动手、动脑、探究学习二氧化碳的制法，使学生对“二氧化碳的制取方法”由简单模仿到自己设计再到自由创新的认识飞跃，也使学生亲历了一种不断发现问题、分析问题、解决问题、改进完善的探究过程，由于这也是一个同中求异的反衬式学习过程，因而是一个深刻的学习过程，学习的效果不言而喻。通过这样的训练，学生以后在学习中遇到有关气体的制备问题时，学生就学会了运用上述逻辑顺序进行思考问题了。由于设计的序列问题中蕴涵着气体制备的知识结构，这种结构化的问题的解决也有利于学生知识结构的建立并有利于减轻学生的记忆负担。

2. 遵循问题处理要着眼“生活化”的要求设计梯度问题，培养学习兴趣

重视科学、技术与社会的联系是当代科学教育的重要方向，也是新的《化学课程标准》所提倡的重要理念。遵循这一理念，将“裸露”的知识进行了“包装”，套上生活的外衣，为学生提供丰富的、真实的学习背景，这样的问题才具有思考的价值。

案例：我在上《金属材料》时，并没有向学生比较各种金属的物理性质，而是设计了：“鸟的骨头都是空心的，你知道这是为什么吗？”“假如你是一名飞机设计师，请选定一种金属适合制造飞机并说明选定的理由。”的问题。

反思：金属的物理性质多且比较抽象，教者避免空洞的讲解，站在假如你是一名航天飞机设计师的立场去思考一系列发散性问题，使学生不仅经历了科学探索的过程，而且享受了思维成功的喜悦，培养了学生思维自信心，减轻了学生课堂负担。

3.遵循化学知识的内在逻辑顺序设计梯度问题，整合知识，提高课堂容量

按照布鲁纳的观点，掌握学科的基本结构对教学具有下列作用：第一，便于对学科的理解。第二，结构化有助于学生记忆。第三，有助于学习能力的提高。布鲁纳把迁移分为两种，一种是“特殊迁移”，和情境有关；另一种是“非特殊迁移”，是一种原理和态度的迁移，它有广泛的适用范围，有利于学习能力的提高，布鲁纳认为这应该是教育过程的核心。

化学学科的基本结构是由一系列概念、原理、方法所组成，它们彼此之间具有严密的逻辑顺序。因而遵循化学知识的内在逻辑顺序设计问题也成为重要的设计梯度问题的方法之一。

案例：第四单元物质构成的奥秘课题2的教学中，对于核外电子的排布知识的教学，我设计了以下梯度问题：

（投影）1～18号元素原子的结构示意图。

（提出问题）从上述图中，你能发现些什么？

让学生展开讨论，将自己的想法与其他同学进行交流，将达成共识的结论写在黑板上。

（板书）（1）每一纵行的最外层电子数相同。

（2）每一横行的电子层数相同。

（3）在原子中，核内质子数=核外电子数。

（4）最外层电子数不超过8，每一行的最外层电子数为1～8，呈周期性变化。

（5）稀有气体元素（氦除外，为2个）原子最外层的电子数为8，金属元素原子的最外层电子数一般小于4，非金属元素原子的最外层电子数一般大于等于4。

在上述结论的基础上，要求学生将1、2两点与下一课题的元素周期表的周期和族联系在一起思考，学生又得到：

（6）元素原子的最外层电子数决定元素所在的族。

（7）元素原子的电子层数决定了元素所在的周期。

由于学生了解稀有气体的化学性质很稳定、结构决定性质等知识，又引导学生得出稀有气体元素的原子最外层电子数为8是一种相对稳定的结构，并分析得出非金属元素的原子在化学变化中一般会得到电子以达到稳定结构；金属元素的原子在化学变化中一般会失去电子以达到稳定结构。从而总结出：元素原子的最外层电子数决定元素的化学性质。在此情况下，很快又有学生将其与（1）、（6）整合为：同一族的元素具有相似的化学性质。

反思：在本节课中，教师所做的事情很少，只是设置了一些具有引申关系的梯度问题，尽量让学生讨论、自主评价，这样，学生们不仅掌握了本课题所要求的目标，而且将思维的触角伸得更长，教学实践证明，教师在教学中对学生设问启发适时引导，让学生从现象深入本质，从掌握知识到活用知识，确实突出了学生主体地位，课堂容量得到了增加，学生综合素质也得到了提高。

4. 遵循“量变引质变”思想设计梯度问题，突破难点

化学是一门研究物质的组成、性质、结构、变化以及物质间相互作用关系的科学。化学变化的过程是一个由量变到质变的过程，反应物量的不同往往会引起不同的反应进程、不同的反应产物、不同的结论，而有些学生对这类与量有关的化学反应的掌握感到困难重重，这也说明了这些学生的思维存在负担，能力有待加强。教师若能从“量变引起质变”的角度设计梯度问题，帮助学生分析、归纳、比较、总结，那么，不仅有助于帮助学生克服这一学习难点，发展学生的思维，也有利于减轻学生的思维负担，而且对于学生辩证唯物主义思想的形成具有促进作用。

案例：在第八单元 课题2金属的化学性质第二课时教学过程中，为了帮助学生更深刻地理解金属与化合物溶液反应及其规律，教师可以从反应物量的变化角度设计梯度问题。

我以向硝酸银、硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中加入一些铁粉的反应为教学素材，设计如下具有引申性梯度问题：

（1）硝酸银、硝酸铜、硝酸锌三种溶液中分别加入铁粉，能发生几个反应？为什么？写出相应的化学方程式。

（2）在一定量的硝酸铜溶液中加入少量铁粉，充分反应后过滤，试分析在滤纸上和滤液中分别有什么物质？若加入的铁粉与硝酸铜溶液恰好完全反应，在滤纸上和滤液中分别有什么物质？若加入的铁粉过量，在滤纸上和滤液中分别有什么物质？

（3）在一定量的硝酸铜和硝酸锌溶液中加入少许铁粉，充分反应后过滤，试分析在滤纸上和滤液中分别有什么物质？试分析随着铁粉量的增加直至过量，充分反应后过滤，在滤纸上和滤液中物质有什么不同？

（4）在一定量的硝酸铜和硝酸银溶液中加入少许铁粉，充分反应后过滤，试分析在滤纸上和滤液中分别有什么物质？试分析随着铁粉量的增加直至过量，充分反应后过滤，在滤纸上和滤液中物质又分别有什么不同？

（5）向硝酸银、硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中加入一些铁粉，出现下列情况：

①若将反应后的物质过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸，没有气泡放出，则滤渣中一定存在的物质是______，可能有____。

②若将反应后的物质过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸，有气泡放出，则滤渣中一定存在的物质是______。

③若将反应后的混合物过滤，所得滤液中还有硝酸银存在，则这种滤液中溶于水的物质有_______。

反思：将一类对多数学生而言存在困难的化学题，遵循“量变引质变”思想设计成梯度问题进行训练，循着教师引导的问题，由浅入深，学生便主动地经历了从金属与单一盐溶液到混合盐溶液的反应，从金属的质量由少许到过量，从极其抽象的物质反应到能够感受得到反应逐步发生的不同变化，从似无规律到有规律可循……的学习过程，进而最终从不会到会。这样的设计，扭转了教师喊破嗓子没效果的尴尬，反而是学生通过参与学习、分析、领悟，能举一反三地解决一类题，且学生思维得到发展，知识形成印象深刻。

5. 遵循科学的方法论设计梯度问题，使学生掌握科学的学习方法和探究方法

刘知新先生说：“学生一旦将科学方法内化为自己的思维和行为方式，就能促进智力的发展，提高科学能力，与科学知识相比，科学方法具有更大的稳定性，更普遍的使用性和广泛的迁移性。”在科学研究中，科学方法被认为是产生知识的知识，学生掌握了科学方法有利于他们自己获得知识，有利于更深刻地理解知识并能更灵活地运用知识，也有利于养成优秀的学习品质。

化学是一门以实验为基础的科学，因此要充分发挥利用化学实验进行科学探究的优势，将科学方法教育渗透到化学教学中去。教学过程设计可以模仿科学认识的一般过程进行设计，通常包括实验、问题、假说、设想、再实验、批判性检验等环节。在这一教学过程中，学生可以动手操作有关实验，观察实验过程中所发生的现象，可以根据实验结果，运用化学原理分析、判断、研究，来解决生活中的实际问题。

案例：以人们关心的食品安全引发的食品添加剂问题为素材，设计形成梯度问题，进行探究活动和科学方法教育。

效果：学习活动使学生逐步形成对食品添加剂的科学认识：（1）食品添加剂是现代食品工业必不可少的。（2）生活在现代社会要想摆脱食品添加剂是不可能的。（3）为了自己和家人健康，应关注食品添加剂使用中的问题，科学合理使用食品添加剂。

反思：通过学习活动，学生了解了食品中有哪些添加剂，知道了添加剂的种类和成分；培养了自己的动手、观察、研究和分析问题的基本能力，以及表达交流能力；同时培养了学生辩证的观点和科学方法精神，培养了他们关心健康、珍爱生命的意识，进一步体会了生活之中处处有化学，也增强了他们学好化学的信心。

当然，设计梯度问题是为了激活学生的思维，而不是约束学生的思维，要防止学生的思维僵化在老师的线性提问的框架中。因此，在实施梯度问题策略的过程中，要培养他们“旁逸斜出”的问题意识，鼓励学生发散思维，衍生新异，将外部的引导变为内在的机制，就更能达到提高学生智能的目的。

四、结语

1. 运用梯度问题策略首先要求教师要能根据教学内容特点与教学目标设计梯度问题，并通过有序的分层操作，达成终极教学目标。梯度问题要注重课题中心与课题情境，不能“一行白鹭上青天”，最终游离于目标之外。

2. 设施梯度问题教学策略，强调关注学生的差异、关注学生自主学习的主观性与能动性。要求教师在课堂教学之中，能围绕问题的线索，设计出以生生交流为主导的多维交流平台。尊重学生主体发展，不以问题牵制学生，而要让问题成为牵引学生向前发展的红线，这是梯度问题设计的取向原则。

3. “教”应围绕“学”去组织、开展。也就是说教师要适应学生，根据学生的实际去设计梯度问题。教师在教学中的问题设置的梯度是否得当，将直接影响学生学习的求知欲望和价值取向。创设的问题如果符合学生心理特点、认知结构，则可激发学生的学习兴趣，使学生学习有章法，有信心，从而为系统传授知识与发展学生的综合能力打下坚实基础。因此，实施梯度问题策略的效果仍然取决于教师的备课、上课、批改、辅导、反思等各个工作环节。

参考文献

[1] 王祖浩，何永红等. 化学教育心理学[M]. 南宁：广西教育出版社，2007

[2] 徐良斌. 初中化学课堂教学的三环六步[J]. 化学教与学，2012，（11）

[3] 中华人民共和国教育部. 义务教育化学课程标准（2011版）[S]. 北京：北京师范大学出版社，2012

5. 遵循科学的方法论设计梯度问题，使学生掌握科学的学习方法和探究方法

刘知新先生说：“学生一旦将科学方法内化为自己的思维和行为方式，就能促进智力的发展，提高科学能力，与科学知识相比，科学方法具有更大的稳定性，更普遍的使用性和广泛的迁移性。”在科学研究中，科学方法被认为是产生知识的知识，学生掌握了科学方法有利于他们自己获得知识，有利于更深刻地理解知识并能更灵活地运用知识，也有利于养成优秀的学习品质。

化学是一门以实验为基础的科学，因此要充分发挥利用化学实验进行科学探究的优势，将科学方法教育渗透到化学教学中去。教学过程设计可以模仿科学认识的一般过程进行设计，通常包括实验、问题、假说、设想、再实验、批判性检验等环节。在这一教学过程中，学生可以动手操作有关实验，观察实验过程中所发生的现象，可以根据实验结果，运用化学原理分析、判断、研究，来解决生活中的实际问题。

案例：以人们关心的食品安全引发的食品添加剂问题为素材，设计形成梯度问题，进行探究活动和科学方法教育。

效果：学习活动使学生逐步形成对食品添加剂的科学认识：（1）食品添加剂是现代食品工业必不可少的。（2）生活在现代社会要想摆脱食品添加剂是不可能的。（3）为了自己和家人健康，应关注食品添加剂使用中的问题，科学合理使用食品添加剂。

反思：通过学习活动，学生了解了食品中有哪些添加剂，知道了添加剂的种类和成分；培养了自己的动手、观察、研究和分析问题的基本能力，以及表达交流能力；同时培养了学生辩证的观点和科学方法精神，培养了他们关心健康、珍爱生命的意识，进一步体会了生活之中处处有化学，也增强了他们学好化学的信心。

当然，设计梯度问题是为了激活学生的思维，而不是约束学生的思维，要防止学生的思维僵化在老师的线性提问的框架中。因此，在实施梯度问题策略的过程中，要培养他们“旁逸斜出”的问题意识，鼓励学生发散思维，衍生新异，将外部的引导变为内在的机制，就更能达到提高学生智能的目的。

四、结语

1. 运用梯度问题策略首先要求教师要能根据教学内容特点与教学目标设计梯度问题，并通过有序的分层操作，达成终极教学目标。梯度问题要注重课题中心与课题情境，不能“一行白鹭上青天”，最终游离于目标之外。

2. 设施梯度问题教学策略，强调关注学生的差异、关注学生自主学习的主观性与能动性。要求教师在课堂教学之中，能围绕问题的线索，设计出以生生交流为主导的多维交流平台。尊重学生主体发展，不以问题牵制学生，而要让问题成为牵引学生向前发展的红线，这是梯度问题设计的取向原则。

3. “教”应围绕“学”去组织、开展。也就是说教师要适应学生，根据学生的实际去设计梯度问题。教师在教学中的问题设置的梯度是否得当，将直接影响学生学习的求知欲望和价值取向。创设的问题如果符合学生心理特点、认知结构，则可激发学生的学习兴趣，使学生学习有章法，有信心，从而为系统传授知识与发展学生的综合能力打下坚实基础。因此，实施梯度问题策略的效果仍然取决于教师的备课、上课、批改、辅导、反思等各个工作环节。

参考文献

[1] 王祖浩，何永红等. 化学教育心理学[M]. 南宁：广西教育出版社，2007

[2] 徐良斌. 初中化学课堂教学的三环六步[J]. 化学教与学，2012，（11）

[3] 中华人民共和国教育部. 义务教育化学课程标准（2011版）[S]. 北京：北京师范大学出版社，2012

5. 遵循科学的方法论设计梯度问题，使学生掌握科学的学习方法和探究方法

刘知新先生说：“学生一旦将科学方法内化为自己的思维和行为方式，就能促进智力的发展，提高科学能力，与科学知识相比，科学方法具有更大的稳定性，更普遍的使用性和广泛的迁移性。”在科学研究中，科学方法被认为是产生知识的知识，学生掌握了科学方法有利于他们自己获得知识，有利于更深刻地理解知识并能更灵活地运用知识，也有利于养成优秀的学习品质。

化学是一门以实验为基础的科学，因此要充分发挥利用化学实验进行科学探究的优势，将科学方法教育渗透到化学教学中去。教学过程设计可以模仿科学认识的一般过程进行设计，通常包括实验、问题、假说、设想、再实验、批判性检验等环节。在这一教学过程中，学生可以动手操作有关实验，观察实验过程中所发生的现象，可以根据实验结果，运用化学原理分析、判断、研究，来解决生活中的实际问题。

案例：以人们关心的食品安全引发的食品添加剂问题为素材，设计形成梯度问题，进行探究活动和科学方法教育。

效果：学习活动使学生逐步形成对食品添加剂的科学认识：（1）食品添加剂是现代食品工业必不可少的。（2）生活在现代社会要想摆脱食品添加剂是不可能的。（3）为了自己和家人健康，应关注食品添加剂使用中的问题，科学合理使用食品添加剂。

反思：通过学习活动，学生了解了食品中有哪些添加剂，知道了添加剂的种类和成分；培养了自己的动手、观察、研究和分析问题的基本能力，以及表达交流能力；同时培养了学生辩证的观点和科学方法精神，培养了他们关心健康、珍爱生命的意识，进一步体会了生活之中处处有化学，也增强了他们学好化学的信心。

当然，设计梯度问题是为了激活学生的思维，而不是约束学生的思维，要防止学生的思维僵化在老师的线性提问的框架中。因此，在实施梯度问题策略的过程中，要培养他们“旁逸斜出”的问题意识，鼓励学生发散思维，衍生新异，将外部的引导变为内在的机制，就更能达到提高学生智能的目的。

四、结语

1. 运用梯度问题策略首先要求教师要能根据教学内容特点与教学目标设计梯度问题，并通过有序的分层操作，达成终极教学目标。梯度问题要注重课题中心与课题情境，不能“一行白鹭上青天”，最终游离于目标之外。

2. 设施梯度问题教学策略，强调关注学生的差异、关注学生自主学习的主观性与能动性。要求教师在课堂教学之中，能围绕问题的线索，设计出以生生交流为主导的多维交流平台。尊重学生主体发展，不以问题牵制学生，而要让问题成为牵引学生向前发展的红线，这是梯度问题设计的取向原则。

3. “教”应围绕“学”去组织、开展。也就是说教师要适应学生，根据学生的实际去设计梯度问题。教师在教学中的问题设置的梯度是否得当，将直接影响学生学习的求知欲望和价值取向。创设的问题如果符合学生心理特点、认知结构，则可激发学生的学习兴趣，使学生学习有章法，有信心，从而为系统传授知识与发展学生的综合能力打下坚实基础。因此，实施梯度问题策略的效果仍然取决于教师的备课、上课、批改、辅导、反思等各个工作环节。

参考文献

[1] 王祖浩，何永红等. 化学教育心理学[M]. 南宁：广西教育出版社，2007

[2] 徐良斌. 初中化学课堂教学的三环六步[J]. 化学教与学，2012，（11）

[3] 中华人民共和国教育部. 义务教育化学课程标准（2011版）[S]. 北京：北京师范大学出版社，2012