化學探究式教學問題情境的創設途徑

石　鵬

新課程改革提出要改變學生的學習方式，倡導“探究性學習”。“探究性學習”是圍繞具體的問題展開的，適當的問題情境能有效地激發學生聯想，使其原有認知結構中的有關知識、經驗及表象得以激活，從而主動地利用有關知識與經驗去“同化”或“順應”當前學習到的新知識，達到對新知識的建構。可見，創設問題情境對促進學生有效開展探究性學習致關重要。

一、問題情境的含義及創設原則

按現代認知心理學的解釋，所謂問題情境是指個體自己覺察到的一種“有目的但不知如何達到的心理困境”。問題情境就是一種心理狀態，一種當學生接觸到的學習內容與其原有認知水平不和諧、不平衡，學生對疑難問題急需解決的心理狀態。問題情境作為一種心理困境，它包括：當前學習任務中新的未知的東西、學生探究新知的動機和學生解決當前任務的潛在可能性等成份。

問題情境的創設原則有：

(1)引發興趣原則。學生的主體性得以發揮的前提條件之一是其是否具有內在的學習動機。要開展以發揮學生主體作用為特征的探究學習，必須激發學生的內在動機。因此在選擇情境材料時，應盡可能選擇一些能夠滿足學生現實需要的內容來引起學生的興趣。

(2)面向全體原則。要考慮到大多數學生的認知水平，在問題的設置上應盡可能設計一組有層次、有梯度的問題，以滿足不同層次學生的需求；在問題情境創設方式的選擇上，要依據不同層次學生的特點選擇不同的方式。

(3)適度性原則。根據維果茨基的“最近發展區”理論，那些與學生已有的知識經驗密切聯系，具有一定的思維容量和思維強度，難易適度，有助于學生形成“心求通而未得”的認知沖突，需要學生經過努力思考才能解決的問題，是創設問題情境的最適度問題。

(4)針對性原則。創設問題情境必須與教學活動高度一致，這樣有利于集中學生的注意力。應避免那種單純為激發學生興趣而漫無邊際地以一些與課堂教學無關的內容來創設情境的做法，因為這容易將學生的思維引入誤區。

二、問題情境的創設途徑

根據以上原則，結合化學學科特點，化學探究式教學可以通過以下途徑來創設問題情境。

1、利用化學實驗創設問題情境

化學是一門以實驗為基礎的科學，各種化學實驗以其直觀性、形象性和變化性為學生提供了豐富生動的感性材料，能有效地激發學生的好奇心和求知欲。因此利用實驗內容來創設問題情境，可以充分發揮學生的主體性，有利于教師引導學生通過對實驗的觀察、研究和分析去思考問題、探索問題，從而揭示化學現象的本質，探究化學現象的內在規律。

(1)利用化學實驗引發學生對反應原理的探究

[教學案例1]乙醇的催化氧化原理的探究

教師指導學生將潔凈的銅絲放在酒精燈的外焰、內焰、燈芯上灼燒，觀察銅絲顏色的變化，并啟發學生對銅絲變黑色又變紅色等現象進行思考，從而使探究的目標在學生腦海中自然而然地產生。

這個案例創設的問題情境對學生來說是新的、未知的東西，使學生感覺到問題有一定難度，同時情境與學生原有的認知結構具有不和諧的因素，產生了認知沖突，這就驅使學生有目的地積極去探索。

(2)利用化學實驗引發學生對優化實驗的探究

[教學案例2]Fe(OH)₂實驗改進方案的探究

引導學生閱讀教材中利用硫酸亞鐵溶液與氫氧化鈉溶液制備Fe(OH)₂的實驗，并讓學生根據教材提供的方法進行操作，實驗結束后學生充滿了困惑：①為什么要將吸有NaOH溶液的滴管插入FeSO₄溶液中?②為什么看到的沉淀會是灰綠色的?(實際上大多數同學按書本的方法操作，很難看到白色的Fe(OH)₂沉淀)此時教師參與學生一起探討其中的原因，并提出是否有什么辦法能讓我們比較明顯地看到白色的Fe(OH)₂，引導學生改進實驗。

在此案例中，教師利用教材中實驗的不完善，激發同學們不畏權威，敢于質疑的科學探究精神，既培養了學生的動手能力和思維能力，又培養了學生的創新意識。

(3)利用化學實驗引發學生對化學概念的探究

化學概念比較抽象，學生一般都感到比較難掌握，利用實驗的直觀性創設問題情境。對學生更好地理解和掌握概念的本質，有很好的效果。

[教學案例3]學習鹽類的水解時，組織學生分組實驗：在水中加入少量酚酞，再加入少許碳酸鈉。引導學生觀察、發現、思考問題：①溶液怎么變紅了?②鹽溶液為何不顯中性?③碳酸鈉為什么能使水的電離平衡遭到破壞?④碳酸鈉是怎樣使溶液呈堿性的?學生利用影響平衡移動的因素等已有的知識進行積極的思考和探討，從而了解水解的本質，學生的探究思維得到了發展。

利用實驗創設問題情境能使學習過程充滿探究的懸念，容易激發學生的問題意識和探究興趣，是一種常用的創設情境的方法。

2、利用化學史實、名人軼事創設問題情境

我國著名化學家傅鷹先生說過：“化學可以給人以知識，化學史更可以給人以智慧。”在課堂上通過形象生動、感染力強的故事來創設問題情境，可以激發學生的學習興趣，啟發學生積極思考，增強學生的探究欲望。

[教學案例4]在學習苯的結構和性質時給學生提供這樣一個材料：19世紀中葉，化學家已經知道苯的分子式是：c₆H₆，但是如何理解苯分子的結構?如何使當時己認識的價鍵理論與苯的分子組成這一客觀事實相適應?這是化學家們面臨的難題。他們花了多年時間也不能將苯的結構確定下來。此時配合多媒體展示化學家們苦思冥想的畫面，提出問題：苯的結構到底是怎樣的呢?這樣的情境激發了同學們強烈的探究愿望，讓他們“看到”了知識產生的探究歷程而不僅僅是現成知識的靜態結果，這有利于學生的科學態度和科學思想方法的形成。

3、利用新舊知識的聯系創設問題情境

教師在教學中應充分利用新舊知識之間的聯系創設問題情境，誘發學生積極主動地進行探究學習。

[教學案例5]在講解鹽類的水解這一節時，先要復習上一節水的電離及其影響因素。讓學生知道由于酸或堿電離出的H⁺或OH^-，增大了溶液H⁺或OH^-的濃度，從而抑制了水的電離，降低水的電離程度。那么，采用什么方法可以使水的電離平衡向正向移動呢?根據平衡移動原理，學生很容易聯系到要降低H⁺或OH^-的濃度，根據原有的知識會聯想到降溫，但隨后發現這種方法雖然可降低

H⁺或OH^-的濃度，但不滿足平衡正向移動的要求。又聯想到在溶液中加入能結合H^＋或OH^-的微粒，若結合后得到的微粒不容易電離，就可以滿足要求，于是想到了弱酸根離子或弱堿陽離子，但又不是十分確定。這就激起了學生強烈的求知欲望并想要通過做實驗來進行驗證。

認知派代表人物、著名心理學家皮亞杰認為，當一個人已經全部了解某個事件時，他就不會再產生探究該事件的興趣。一個完全新的經驗，由于它和一個人的認知結構毫無關聯而毫無意義，也同樣是不能引起興趣和不被同化的。因此，問題情境的創設必須建立在對學生已有知識經驗和教材內容進行全面和科學分析的基礎上。

4、利用生活實際問題創設問題情境

從學生已有的生活經驗出發，設計生活化的問題情境，能激發學生的興趣，培養學生善于觀察和發現問題的好習慣，營造濃厚的課堂探索氛圍。

[教學案例6]探究鋼鐵生銹的原理

在“金屬的防護”的教學中，提供以下資料作為背景材料，引入學習內容。

(1)金屬材料使用量的90％以上是鋼鐵，全世界現存的鋼鐵及金屬設備每年腐蝕率大約為10％，全世界每年因金屬腐蝕經濟損失約高于7000億美元；

(2)我國每年因金屬腐蝕造成的損失和采取防腐蝕措施的費用，約占國民生產總值的4％左右，相當于國家在教育方面的全部投入。

金屬腐蝕造成的損失如此之大，使學生感到非常吃驚，造成金屬腐蝕的罪魁禍首是誰呢?用什么方法可以切實防止金屬腐蝕?能否根據我們所學的知識來解決金屬的防護問題?這些問題悄悄地進入學生的心里。

利用生產生活實際問題創設問題情境，引導學生關心社會，了解化學在社會發展過程中所起的作用，認識化學知識的應用價值，這樣不僅能激發學生學習化學的興趣，而且還能激發學生的社會責任感。

創設化學探究式教學問題情境的方法多種多樣，且隨著社會的發展和教育理念的變革一定還會產生許多新的方法。各種方法并不是彼此孤立的，而是相互聯系的一個有機整體，我們在教學中要綜合運用這些方法。

(責編王學軍)