摘要:结构不良问题主要可以分为三种不同的类型,本文结合结构良好问题与结构不良问题的异同,利用几个具体化学实例来分析化学教学中不同类型结构不良问题的解决策略。 关键词: 结构不良;策略;信息加工 文章编号:1005-6629(2007)01-0013-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B 传统教学呈现给学生的大多是结构良好的问题,随着新课程的全面展开,越来越多的教师认 识到在实际学习中,结构不良的问题不仅是普遍存在的,而且是学生学习的难点,因此突出以结 构不良问题的解决为中心,逐渐成为新的教学发展趋向。 结构良好的问题与结构不良的问题比较问题通常有三个部分组成:目标、已知条件和解决方法。问题的这些部分叙述得越精确,那 它的结构也就越清楚,反之则比较模糊。因此从这三部分是否明确角度,可以区分出两类问题: 结构良好的问题(well- structured problem)和结构不良的问题(ill- structured problem)。 学生要解决结构良好的问题,主要通过练习和反馈进而熟练掌握知识即可,比如记忆化学概 念、元素符号、分子式等。而要解决结构不良的问题,不是简单地将已有的知识直接提取出来就 能奏效的。不仅需要根据具体情境,以原有的知识为基础,进行分析推演;而且还应该通过多个 概念原理以及大量的经验背景的共同作用而实现。因此通过对结构不良问题的解决策略研究,是 将学生从一个被动的信息加工者变为主动的问题解决者的关键。 结构不良问题的类别根据现代心理学的研究,结构不良的问题主要有三种形式,一是问题的起点、目标明确,也 知道有若干种解决问题的办法,但不知道那种办法最好(图1 中的A);二是问题的起点、目标明 确,但是不知道解决问题的办法(图1 中的B);三是只有问题的起点明确,问题解决的目标和达 到的目标的途径和方法都不明确(图1 不同类型结构不良问题的解决策略问题解决是个体面对问题情景而没有现成的方法可以利用时,综合利用陈述性知识和程序性 知识,将已知情景转化为目标情景的认知过程。解决问题的策略有各种各样,因此不同类型结构 不良的问题其解决策略也有所不同。 3.1 条条道路通罗马—殊途同归策略 研究表明,对于第一类问题,问题的起点、目标明确,因此首先需要对若干种解决问题的方 法进行比较、分析、然后结合自己的特长,尝试着来选择合适的问题解决方法。老师在这其中要 帮助学生分析各种问题解决方法的优缺点,鼓励学生做出富于个性化的选择。 例如:现有一个0.53g 的工业纯碱样品(含少量NaCl 等不与酸反应的杂质),需测定样品 中Na2CO3 的质量分数,设计初步方案,要求详细写出每一实验方案,包括实验原理、用品、步骤、 装置图、数据处理、误差分析、问题讨论、变式训练等。学生提出各种方案后,通过师生共同讨 论,可初步拟定以下几种实验方案。 基本方法:配制标准浓度的酸溶液;将样品溶于水中,用标准酸溶液进行滴定;测量 消耗酸溶液的体积,计算Na2CO3 的质量分数。 基本方法:在样品中加入足量的强酸溶液,使CO2 气体全部逸出;用吸收剂吸收逸出的 CO2 气体;根据吸收剂质量的增加,计算Na2CO3 的质量分数。 基本方法:在样品溶液中加足量的氯化钙溶液,使其沉淀完全;过滤后,将沉淀洗涤、 烘干;称量纯净、干燥的沉淀质量,计算Na2CO3 的质量分数。 在此基础上,再对每一方案引导质疑,形成详细方案。讨论中,学生发现在利用生成气体这 一方法时,不仅可以利用吸收剂测定CO2的质量,也可以通过排饱和NaHCO3溶液测定CO2 的体积的方 法来计算Na2CO3 的质量分数,这样学生在讨论过程中通过多次的比较分析,最终得出测定混合物纯 度的三大途径:滴定法、气体法、沉淀法,从而使思维由发散到收敛,最终得出混合物纯度测定 的最佳途径。 3.2 多歧路,今安在—大脑风暴策略 对于第二类问题,问题的起点、目标明确,但方法不明确,比较适合采用大脑风暴法,其操 作方法是:教师先提出问题,然后鼓励学生寻找尽可能多的答案,不必考虑答案是否正确,直到 所有可能想到的答案都提出来为止。在实施过程中,每个学生都从各自不同的角度提出不同的见 解,有时一个学生的发言能启发另一个学生悟出或改进解决问题的方法,大大拓宽了解决问题方 法的范围。例如:要求学生利用所学知识设计一个实验,能通过观察到的明显现象,说明NaOH 溶液与CO2 发生了反应。要求:(1)设计时可联系物理及生物知识;(2)选用你认为所能用到 的仪器和药品,画出实验设计装置图。教师的问题一经提出,学生们纷纷开始设计,很快设计出 10 多个方案,如: 尤其是最后一个方案一经提出,很多同学联想到了生物知识,有的提出可以增加植物进行光 合作用,有的提出可以利用小老鼠进行呼吸作用,一个简单的实验设计逐渐在学生的配合下演变 成为了实验设计大赛,通过大脑风暴法,让学生充分体会到结构不良问题在解决过程中的无穷魅 3.3柳暗花明又一村—循序渐进策略 对于第三类问题,只有问题的起点明确,问题解决的目标和方法都不明确,则往往需要象科 学家那样,采用目标-手段分析方法来解决问题,亦即先限定一个子目标,然后找到这个目标的 解答,然后再限定第二个子目标,再找到这个子目标的解答,这样一步步接近总目标。 可能是什么物质?本推测题粗看似乎是一个界定良好的问题,但是细细体会实质是一道多角度推测题,有多种不同的结论,因此在解决此类问题时,应该从多个角 度设定子目标,子目标1:若A 是常见的金属单质,D、F 是气体单质且F 的颜色为黄绿色,反应 在水溶液中进行。学生根据该子目标可以从金属这一条体系推导出A、B、C、D、E、F 分别为 Fe、HCl、FeCl2、H2、FeCl3、Cl2。子目标2:若A、D、F 都是短周期非金属元素单质、且A、D 所含元素同主族,A、F 所含元素同周期,A、F 所含元素的原子序数之和等于D 所含元素的原子 序数。学生根据该子目标可以从非金属这一条体系推导出A、B、C、D、E、F 分别为C、SiO2、CO、 Si、CO2、O2。子目标3:若A 为短周期金属单质,D 为短周期非金属单质,且所含元素的原子序 反应都有红棕色气体产生。学生根据该子目标可以从金属与非金属这一结合点推导出A、B、C、D、E、F 分别为Mg、CO2、MgO、C、NO2、HNO3,通过多角度层 层深入,使学生从金属、非金属以及两者之间转化中体会到无机推断题中题眼的把握的重要性, 从中也体会到循序渐进策略的严谨性。 由于结构不良问题的复杂性和多面性,要做到对事物内在性质和事物之间相互联系的全面了 解是比较困难的,而从不同角度考虑,往往只能得出不同的理解。为克服这样的弊端,教学应该 注意对同一教学内容,在不同的时间、不同的情境下,用不同的方式加以呈现,从而让结构不良 问题成为新课程改革的新亮点。 参考文献: 申继亮.结构不良问题解决及其教学涵义[J].中国教育学刊.2004(1).[2]庞维国.自主学习[M],华东师范大学出版社.2003. 结构不良领域与随机进入教学[J].上海教育科研. 2001,(10).