问题解决教学与中学化学实验，本文主要内容关键词为：化学实验论文,中学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
目前的化学实验教学通常是把一切条件都告诉学生，学生在实验中照方抓药。在整个实验过程中学生对他们究竟要做什么、怎么来做、要达到什么目的，实际上并没有清醒的认识。这种不重视培养学生解决实验问题思维能力的做法充其量只是使学生获得了一些表面的陈述性知识（实验现象），学生在完成实验后往往并没有获得什么有价值的东西。而这里要讨论的问题解决教学模式强调并能够落实学生在化学实验教学中的主体地位，唤起学生的求知欲，能促使学生真正参与到问题解决过程中来，从而确实培养其创造性思维能力。
一、关于问题解决
问题解决是认知心理学和教学心理学研究的核心问题之一。多数心理学家认为问题包括三个基本成分：给定条件、目标和障碍。当学生面临一种情境，即学生可以利用的已有知识和经验与行动目标之间出现空缺时，根据题目的给定条件采取一定的转换方法克服障碍达到目标，这就是问题解决。例如：“粗盐的提纯”这一实验问题，就是利用“溶解、过滤、蒸发”等一系列转换手段消除“食盐中含有杂质”这一障碍，从而达到提纯食盐这一目标。
关于问题解决的思维过程，很多学者从事研究并提出了不同的模式。对于化学问题解决的过程，Ashmore等人曾提出问题解决分为四个阶段：定义问题、选择信息、组合信息、评价。根据现代认知心理学的理论，实验问题的解决过程，就是一个从实验的初始状态向目标状态搜索过程。信息加工心理学强调问题解决者是主动的信息加工者，他不仅能在问题解决过程中不断缩小初始状态与目标状态之间的差距，实现二者之间的有效匹配，而且还能够对问题解决的过程和结果进行自我监控。
二、关于问题解决教学
将问题解决过程的心理学研究成果引入到学科教学中，是20世纪80年代美国教育界率先发起的。它要求在课堂教学中以问题解决为中心，强调学生的主体作用，教师通过设置一系列问题，创设问题情境，有计划有步骤地引导学生不断用问题解决的行为方式和科学的事实、理由寻求对问题的解答，培养学生的创造性思维及知识迁移能力，同时形成结构化了的知识系统。
1.问题解决教学实施阶段
关于问题解决教学，针对不同问题和不同学科，不同的人有不同的说法。例如，贝尔以解题的模式为基础，构建了问题解决教学的五个阶段：提出问题、把问题表述可解的形式、提出假设和解决问题的过程、检验假设和运用解决问题的方法、检验问题的解和分析解决的方法。而对于化学问题解决教学，有的研究者将其分为六个阶段：发现问题、分析问题、解决问题、总结归纳、发现新问题和学会创新。
实验教学在整个教学过程中占有重要的地位。实验不仅是提供直观素材的手段，也是培养各种技能的手段；通过化学实验问题的解决，不仅为建立概念和发展思维提供了丰富的素材，同时也为理论研究打下了基础。结合已有的研究，化学实验问题解决教学的实施程序可简单表示如下：
2.问题解决教学的功能
国内外已有的研究都认为问题解决教学具有多种功能，例如教学功能、培养功能、发展功能以及控制功能等。国外教育界认为问题解决教学可以帮助实现理科教学的认知、技能和情感领域的目标，具体表现为：提高学生的学习动机；使学生能够进行有效的学习；培养学生的自信心，激发学习热情；使学生掌握科学的方法，懂得如何鉴别问题，提出问题，找到最优的解决途径。
国内对问题解决教学功能的讨论主要表现在两个方面：知识迁移和创新精神的培养。有人根据问题解决教学实施过程的五个阶段：创设问题情境；明确问题目的；连接分散信息，形成解决问题的网络；解决问题，达成目标；对问题解决过程的评价。提出了问题解决教学相应的五种功能：激发学生的认识兴趣和求知欲；利于突出教材中心内容和教学重点；促进学生知识运用能力的提高和思维的发展；培养学生的知识迁移能力；利于培养思维的批判性和创造性。
三、化学实验问题解决教学的功能
熟悉化学实验问题解决教学的过程，了解学生解决化学实验问题时的心理活动，明确化学实验问题解决教学的各项功能，教师可以在实际教学活动中有的放矢。
1.促进知识和技能的融合
实验技能是指利用已具备的陈述性知识和程序性知识，通过实验操作解决未知的化学问题的“心智水平”。它不仅包括实验设计、观察、分析、归纳等心智技能，还包括实验操作等操作技能，所以化学实验是一种手脑并用的问题解决过程，一种知识和技能融合的过程。在解决实验问题时，学生要对实验问题进行分析，明确实验目的，搞清实验原理，将所学各部分知识融会贯通，综合运用化学知识和实验技能设计实验方案并实施。实验操作过程与学生原有认知结构紧密相联，同时实验也促进了原有认知的进一步完善。
2.提高反省认知能力
反省认知指主体对自身认知的认知，在实验问题解决中表现为学生对问题解决过程的反思。学生对实验每个细节的推敲、修改及对实验方案的完善，就是对自己思维活动的认知，即反省认知。检验、反思与调节是实验问题解决中的重要一环，然而学生在“照方抓药”式的实验中很少体现出对实验过程的反思。在问题解决模式下的化学教学中，学生真正置身于问题情境中，在实施自己设计的实验方案遇到障碍时更能够积极地独立思考，调整思路，保证实验问题的顺利解决，从而提高反省认知能力。
还是在粗盐提纯实验中，在过滤和蒸发溶液时，如果水太多了会多耗时间，所以可结合氯化钠的溶解度用适量水将粗盐溶解即可，不宜太多；除去可溶性杂质的药品是不是要一下子全加进去，要不要考虑滴加顺序？产生的沉淀
盐酸除去，过量的稀盐酸在蒸发时会挥发掉。
3.培养学生创新能力
法国生理学家贝尔纳曾说过：“创造力是没法教的。所谓创造力是指要真正给予学生发表他们想法的机会，从而发展他们富有创造力的才能。”同样，只凭教师讲授，照方抓药式的实验教学方式无助于学生创新能力的培养，而当化学实验教学采用探究性的问题解决模式时，化学实验的创造性便会充分显示出来。学生运用已有的知识、技能和方法探寻解决问题的途径，在实验问题解决过程中提出的每一个设想或方案，对实验的某些环节、步骤作出的每一点改进，设计出的每一种实验装置，所有这些对学生而言都可以称为创新，都是创新能力在实验教学活动中的具体体现。
4.促进知识迁移
学生在解决实验问题时会积极主动地回忆是否碰到过类似问题，能否用先前的方法来解决新问题。学生在运用已有的知识和技能解决实验问题的过程中，观察现象，分析变化的原因，剖析问题的实质，并将已有的知识和所得信息进行归纳概括，从而发现规律，获取新的知识。例如混合浓硫酸和硝酸时，如果学生运用一般溶液的稀释规律把硝酸加到浓硫酸中，原有的知识学习对于新的操作学习起到了干扰作用，因此产生了负迁移；如果联想到浓硫酸的稀释（只能将酸加到水中）则会产生正迁移。相似的知识有助于迁移，但也要注意定势干扰，消除负迁移。
5.激发兴趣，提高学习动机
化学实验采用问题解决教学，多与生活实际相联系，可以提高学生的学习兴趣。例如用实验讨论溶液的酸碱性时，以日常生活中的醋、苏打水、食盐水、柠檬汁等代替典型的酸碱盐溶液，用鸡蛋壳代替典型的化学药品检验碳酸盐，以深红色的花瓣、萝卜皮等为原料制酸碱指示剂，检验胃舒平中的氢氧化铝等。在化学实验问题解决教学中，从实验目的、实验原理、实验方案的制定、仪器的选择组装、药品的选择、实验操作的实施到实验结果的分析都要学生自己积极参与，主动地动脑动手，独立观察、分析。当实验完成以后，学生可以体验到成功的愉悦感，从而进一步激发学习兴趣，大大提高学生的学习动机。
6.提高科学素养
学习的目的最终是为了能够解决实际问题，让学生懂得如何解决问题，找到最优的解决途径，使他们掌握解决问题的科学方法，这对于他们的日后所从事的工作、研究以及生活都是有益的。学生在化学实验问题解决过程中积极动脑动手，经历科学探究的过程，培养实事求是的科学精神以及一丝不苟的科学态度，体验创造性解决问题的乐趣。例如化学实验中仪器的使用和安装、试剂的用量、实验操作以及实验条件的控制都不能马马虎虎；实事求是地做好实验记录，不能随意更改实验现象和实验数据。通过克服实验问题解决过程中的困难和挫折，可以培养学生持之以恒和探索精神。
教师应当转变教育观念。如果实验教学仅局限于教师演示、学生模仿、笔试考查，那么化学实验的教学功能就不能得到体验。科学素质教育的主要任务之一，就是培养学生解决问题的能力。而化学作为一门实验科学，实验问题解决能力的培养正是化学学科教学中实施素质教育的目标之一。
教师在用问题解决法进行实验教学时，要充分注意为学生创设最佳的问题情境，设计实验问题要充分考虑学生的原有知识和观念，创设出难度适中，有助于学生形成认知冲突的化学实验问题，激发学生的思维。