韦宇军
【摘要】本文对如何培养高中生化学提问能力的策略进行研究,提出教师可基于提出问题的认知主线,通过基于实验现象提出问题、联系生活实际提出问题、巧设错误诱导提出问题、巧用类比法提出问题、变换题型提出问题、借助同伴提出问题、刨根问底提出问题、解决问题中发现新问题等八种方式,提高学生的化学提问能力。
【关键词】高中化学 提问能力 培养模式
【中图分类号】G63 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2022)08-0131-03
《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》指出:高中化学要“培养学生形成较强的问题意识,善于找出具有价值的问题”。从创新性的角度来看,提出问题比解决问题更为重要,学生在自主提问中,能够不断地质疑批判、探索真理、实践创新。然而,比較遗憾的是,当前许多教师培养学生提问能力的意识较为薄弱,没能帮助学生掌握提问的策略;学生自主提问的热情不高,不具备建构、表述有意义问题的能力。在“师问生答”的传统教学模式下,部分教师更倾向于修炼自身提问的技巧和能力,而不是教会学生质疑并提出有意义的问题。笔者认为,在当前注重学生参与的课堂中,应适当减少教师的单方提问,让学生做提出问题的主人。
一、高中生化学提问能力的培养模式
在提出化学问题的认知过程中,学生对具体的化学情境进行观察、分析和探究,当他们的认知结构不能解释新知而产生认知冲突时,就会产生质疑并形成问题意识,发现并建构化学问题,然后以书面或口头的形式表述化学问题。然而在解决问题的过程中,他们又会发现旧问题内又隐藏着新问题,继而又会陆续发现更多的化学问题。可见,当学生认知不足时,处处皆可能成为问题的爆发点。因此,教师只有帮助学生沿着提出问题的认知主线找到培养提问能力的切入点,并根据每个切入点类型的不同采取不同的培养策略,最终促进学生化学提问能力的提升。以下为笔者基于提问认知过程所构建的高中生化学提问能力培养模式(如图1所示)。
二、培养高中生化学提问能力的策略
(一)基于实验现象提出问题
“反常”的实验现象能带来认知冲突,刺激学生的神经,进而引发各种问题,这是培养学生提问能力的宝贵课程资源,因此教师要教会学生善于捕捉“反常”现象并提出假设。
为探究实验现象对提出问题的影响,笔者以《探究镁在空气中燃烧的实验》为背景,对部分高中生进行访谈,发现多数学生都能无意识地在观察到的现象与提出的问题之间建立关联,对“怎样才能提出更多问题”,一些学生建议可反复、细心观察实验。“反复观察”能让学生捕捉到更多的现象,体现坚持不懈的求学精神,但反复观察也会使观察效率大打折扣;“细心观察”的意图就是做到滴水不漏地观察,但事实上,从科学的角度来讲,“有序观察现象”或许更加有效。为方便学生建立关联,笔者设计了“将有序观察到的现象转化为问题”的表格。在表格的指引下,学生能按时间顺序或空间顺序观察到更多的现象,再将这些现象一一转化为化学问题(如下页表1所示)。
例:观察镁条的燃烧,说出观察的部位或顺序以及看到的现象,并将观察到的现象转化为问题。
(二)联系生活实际提出问题
新课标强调教学要“注重联系社会生活实际”。高中生对世界充满着好奇和疑惑,尤其是与他们息息相关的生活环境。他们善于观察生活中每一个角落,渴望去探索和改造周围环境。教师应抓住高中生这一特点,引导他们将知识的学习与社会生活联系起来,发挥发散性思维,提出与生活相关的问题,使知识化繁为简、充满生活情趣。
对学生来说,基本概念、基础理论知识的学习难度系数较大,教师可引导学生基于生活实际和社会环境之上提出“似曾相识”的生活问题,既能使知识化繁为简、通俗易懂,又能激发问题倾向、培养提问能力。如在感悟“化学平衡是动态平衡”时,在教师启发下,学生脑海中闪现:“这是否和拔河比赛相似?当参赛双方实力均衡时,绳子是不是处于表面静止的状态?”又如在工艺流程题复习中,为使学生能形象地理解“从矿物原料到化工产品的整个过程”,教师可引导学生联想生活并提出:“这个过程是否和‘从食材到美食的过程’类似?”
(三)巧设错误诱导提出问题
桑代克的试误学习理论认为,在不断尝试错误的过程中,无关的、错误的反应会逐渐被积极的、正确的反应所取代。科学探究中,学生常常因粗心大意、机械记忆知识、思维定式等而屡犯重复性错误。据此,教师可结合经验预判学生可能犯的错误,巧妙地设计一些错误的解法,诱导学生对其质疑并提出问题。
例如,复习阿伏伽德罗常数时,原问题为:“1摩尔Na2O2中含有多少个阴离子?”学生不加思考就得到“2NA个”的错误答案,接着教师设计错误解法:“很好,同学们都考虑了氧元素的右下标,以此类推,1摩尔Na2SO4也应含有5NA个阴离子吧?”学生顿时很诧异,纷纷提出问题:“难道不是1NA个阴离子吗?”“求离子数目时该看什么部位呢?”又如常见问题:将足量CO2通入CaCl2溶液中,学生往往得出“溶液变浑浊”的错误现象,此时教师故意让学生写出方程式,学生纷纷发现并提出问题:“能用碳酸制备盐酸吗?”“产物之间继续反应怎么办呢?”
通过模仿学生错误的思考或解答方式,巧妙地设计一些题目或解法,这不仅能帮助学生尽快走出认识的误区,减少重复性错误,还能引发认知冲突,激发学生发现并提出问题。
(四)巧用类比提出问题
类比法是将未知对象与已知对象进行归类比较,根据“同类事物具有相似属性”来推测未知对象可能具有的特征。类比法是预测新物质的性质时惯用的一种学习方法,同时也是科学探究中提出问题的一种有效策略。
以下是“类比法提出问题”在《探究苯甲酸的化学性质》教学中的应用实例。
课题:探究苯甲酸的化学性质
1.观察结构,联想已知物,归类——苯甲酸的分子结构中含有羧基,与学生熟知的乙酸进行比较、归类,将之归为羧酸类物质。
2.根据“同类物质具有相似性质”提出问题——羧酸类物质具有的通性是:酸性,反应生成酯、酰卤、酰胺、酸酐,发生脱羧等,苯甲酸属于羧酸类中的一员,由此提出问题:苯甲酸是否也具有这些性质呢?
3.设计实验方案进行验证——同伴之间交流,设计切实可行的实验方案对预测出的化学性质进行验证,并重复多次进行试验。
4.归纳总结、评价反思。
在学习元素化合物、有机物等知识时,类比法能够发挥重要的作用,引导学生提出高质量的问题,但运用类比法要注意差异性的一面,如苯甲酸除了羧基之外还含有苯环结构,因此还可发生苯环上的取代和加成。
(五)一题多变提出问题
教育家巴班斯基的“最优化教学理论”启发我们采用“变式教学”来促进教学过程最优化,即在保持事物本质属性的前提下,不断变更所提供的直观材料或者事例的呈现形式,通俗地说就是“一题多变”。新课标强调教学要“创新试题形式”,题型不同考查角度和能力则不同,因此,教师应鼓励学生对解答过的题目作“一题多变,举一反三”,增改题给条件,扩大知识点考查范围,多角度提出开放性问题,逐步将问题引向纵深。
如有这样一道题:请标出图2原电池装置的正、负极,并写出正极的电极反应式。教师鼓励学生在保持电化学试题的前提下提出发散性问题,例如甲同学“若将稀H2SO4换成NaOH溶液,该如何解答?”乙同学“该电池工作时,只有铝片表面有气泡吗?”丙同学“若将稀H2SO4换成NaOH溶液,镁片换成锌片,该如何解答?”……
学生通过不断变换题型,提升了自身提出问题的逻辑思维和应变能力。需注意的是,运用该策略时,教师要调整好问题的梯度,应由浅入深、循序渐进;要调节好问题的密度,提问过急、过密都会给学生带来疲倦感,适度提问才能使问题效果达最大化。
(六)借助同伴提出问题
建构主义提倡“协作”与“会话”应贯穿学习过程的始终,只有有效协作与会话商讨,才会对事物有全面的理解,才会碰撞出思维的火花。在协作环节中,各小组成员将自主环节存在的疑惑、构建的问题抛出来供大家质疑、讨论,而在讨论、质疑的间隙,若学生对同伴提出的问题、观点持怀疑态度时,教师可以顺势将其设计成新的问题。
例如,鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,甲同学建议用BaCl2溶液来鉴别;乙同学提出“既然CaCl2和BaCl2组成相似,是否也能用CaCl2溶液?”丙同学提出“CaCl2溶液加入NaHCO3溶液中是否也产生白色沉淀?”丁同学提出“水可以发生自偶电离,那碳酸氢根是否也可以呢?”……
学生如何客观评价同伴的观点并提出有创造性的问题呢?首先,应深入理解同伴所提出的观点,站在同伴的立场上考虑问题;其次,深入分析、论证同伴观点的前提和论据,找出其违背科学事实、逻辑关系或互相矛盾之处,逐步建构出具有创造性的问题;最后,在肯定同伴观点、遵循实事求是的前提下,有理有据、以恰当的方式表述出自己的观点。
(七)刨根问底提出问题
建构主义知识观认为,书本知识只是针对某种事物相对可靠的解释或假说,并不是绝对的标准或者终极答案,它必将随着人们认知能力的提高而不断被改写、升级。因此,教师不能把现有知识当成绝对的真理教给学生,不能以某种权威或者按自己的理解方式逼迫学生接受,应当由学生基于认知结构自主检验和批判书本知识。
教学中,教师可用科学家们勤学好问、勇于质疑的励志故事来激励学生敢于质疑批判,使学生认识到“书本知识只是一种暂时的假说”,鼓励他们深究现有知识,挖掘其纰漏,必要时还要刨根问底,究其源头。例如,学习卤族元素时,可以提出“氟元素可能有正价吗?”目前的科学成就认为氟元素尚无正价,但随着科技的进步,未来也许会有特殊技术或特定条件,能使若干个电子偏离氟原子而使其显正价。又如,针对“天然最硬的物质是金刚石”可提出“自然界中还存在比金刚石更硬的物质吗?”等问题。唯有如此刨根问底、究其源头、提出“不可能”问题,原有知识中隐藏的精髓或瑕疵才能浮现出来,而这些看似“无理”的问题,有可能成为某一新知识被发现之前的关键节点。
(八)解决问题中发现新问题
人们在认识客观事物时,通常是先从杂乱的表象中排除干扰因素,去伪存真,找出事物活动的主要矛盾;然后,摸清各因素的成长发展趋势,找出事物的破绽,自然而然地解决当前的矛盾。但解决了当前矛盾,是不是等于解决了所有问题呢?答案显然是否定的。因為在解决旧问题的过程中,又会衍生出各式各样的新问题,上一个被解决的问题很快诞生下一个待解决的问题。“解决问题”与“发现问题”的关系,则如图3所示。
如在“铜与稀硝酸反应”的实验中,为了便于观察到产物NO的颜色,甲同学建议用透明塑料袋套紧管口,乙同学质疑道:“套塑料袋的瞬间会有少量NO逸散到空气中呢?”丙同学提出解决办法:“用带胶塞的导管代替塑料袋,以便隔绝空气。”丁同学随即提出疑惑:“看到的无色气体或许是NO2与水反应生成的NO呢?”戊同学提出解决方案:“先往试管加入少量CaCO3固体,再滴入过量稀硝酸,让CO2排尽装置内的空气,避免了NO2的干扰。”己同学随即提出问题:“观察到的无色气体也许是CO2而非NO呢?”……
实践表明,上述培养高中生化学提问能力的策略具有一定的实用性、创新性和可操作性,在实际运用中,教师应根据需要灵活选择策略,尽其所长。八种策略不可孤立使用,须围绕提出化学问题的认知主线,遵循高中生化学提问能力的培养模式,方可快速提升高中生的化学提问能力。此外,培养化学提问能力的策略还有逆向陈述提出问题、借鉴他科提出问题、多样评价提出问题等。
(责编 蓝能波)