化学问题解决的策略及其对教学的启示

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1、化学问题解决的策略及其对教学的启示王后雄（华中师范大学化学教育研究所　湖北武汉　430079）摘要：提高化学问题解决能力是化学新课程的要求，更是我国基础教育改革和发展的重要内容。本文探讨了问题解决的机制，并结合实例提出了化学问题解决的类比策略、分解策略、逆推策略、探究策略、整体策略、模型策略、信息策略、反思策略。让缄默知识显性化是提高学生解决问题能力的重要途径。关键词：问题解决；策略；缄默知识5提高化学问题解决能力是化学新课程的要求，更是我国基础教育改革和发展的重要内容。《国务院关于基础教育改革与发展的决定》提出要“充分利用各种课程资源，培养学生收集、处理和利用信息的能

2、力；开展研究性学习，培养学生提出问题、研究问题、解决问题的能力……”；《基础教育课程改革纲要（试行）》中也提出要“培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。”《普通高中化学课程标准（实验）》指出“能综合运用有关知识、技能与方法分析和解决一些化学问题。”“具有较强的问题意识，能发现和提出有价值的化学问题。”可见，化学知识的广泛应用和化学教育的功能要求学生学会解决化学问题。一、化学问题解决的机制现代心理学的研究表明，一个问题(problem)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

3、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。这样，问题就是给定信息和目标之间有某些障碍需要被克服的刺激情境，问题解决就可以理解为克服问题的起始状态和目标状态之间的障碍，填补其间的空隙，使问题状态转变为目标状态的过程。解决任何问题，必需的信息（内容）和推导（过程）是非常重要的两个因素。阿什莫等人（Ashmore,Frazer&Casey）将化学问题解决过程分为4个阶段：明确问题，选择适当的信息，组合零散的信息，评价。成功地解决化学问题需要：（1）扎实的化学知识基础；

4、（2）问题解决的有关策略；（3）自信心这三个方面的有机结合。本文试图结合案例研讨化学问题解决的诸种方法和策略，并以此对化学教学给予启迪。二、化学问题解决的策略1.类比策略问题解决是以已有的知识经验为基础的，离开了相关的已有知识，问题解决则无法进行。即使我们通常所说的“新问题”，也不是完全与已有的知识经验无关，只是相关的知识经验存在于不同的图式中，头脑中没有可以直接利用的问题解决原型，所以感到陌生。类比策略是指设法将新问题转化为已有知识经验中相似的问题（原型），通过比较在二者之间建立联系，从而利用已有问题的解决方法来解决新问题的一种策略。它是一种常用的问题解决策略。利用类

5、比策略的关键是找到新问题的一种策略，它是一种常用的问题解决策略。利用类比策略的关键是找到新问题与原型之间的可类比点，也就是说二者要有一定的相似性，类比才可以发生。［示例1］（浙江省竞赛题）已知液体SO2和纯水的导电性相近，实验测得两者的比电导分别为8×10-8Ω-1cm-1和6×10-8Ω-1cm-1。试用简要的文字和化学方程式给出解释，为什么在液体SO2中，可用Cs2SO3去滴定SOCl2？［案例分析］液体SO2的类比原型应是纯水，但是两者之间的联系若即若离。因此只能类比推理采用逐步逼近的方法：至此类比的结果与类比原型几乎已脱胎换骨了。但是万变不离其宗。此“宗”就是离

6、子电荷的自身传递。由液体SO2和纯水的自偶电离，我们就会很自然地联想到其逆过程酸碱中和滴定。类比原型推理结果溶剂纯水液体SO2离子方程式H3O++OH-=2H2OSO2-3+SO2+=2SO2化学方程式CsOH+HCl=CsCl+H2OCs2SO3+SOCl2=2CsCl+2SO25新问题与原型之间的相似性有3种情况：问题情景之间的相似性、表面关系之间的相似性和深层关系之间的相似性。其中问题情景之间的相似性和表面关系之间的相似性直接影响着问题解决者能否唤醒与新问题相似的原型，也就是它决定着能否在新旧问题之间产生类比。但是，它们只是进行类比的前提，如果仅以这种相似性为基础

7、来进行类比，往往会得到错误的结果。因为只有两个问题在深层关系上具有相似性，才能保证类比的顺利进行。［示例2］图1是三支高度不同燃着的蜡烛，当用一个透明的大玻璃筒倒扣住三支燃着的蜡烛时，所观察到的现象是___，原因是___。　　　　　图1　　　　　　　　　　　图2［案例分析］测试结果显示，有70.5%的学生回答结果是：（现象）从下至上，三支蜡烛依次逐渐熄灭；（原因）CO2的密度比空气大，且既不燃烧，也不支持燃烧。进一步问卷调查显示，这一错误结果，在错答的学生中有95.5%的学生解题思维是受初中阶段的思维“相似块”负迁移引起的，这种“相似块”