促进高认知思维发展的问题设计——以《苯的结构与性质》教学为例，本文主要内容关键词为：为例论文,认知论文,思维论文,性质论文,结构论文，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。
传统教学中，学生的学习重视的是对知识的回忆、复述和简单应用，而建构主义则要求学生通过不断搜集信息、处理信息等高级思维活动来学习，这一过程就是发展学生高认知思维的过程。
《苯的结构与性质》是有关苯分子结构证明、化学性质的预测与证实的方法研究与实践。通过高一的学习学生已经知道苯的凯库勒结构，而本课的内容主要是为了证明凯库勒结构不能真实表达苯的结构并得出合理结构，据此推测苯可能的化学性质——发生取代反应，并通过科学方法来加以证明。
“学起于思，思源于疑。”思维总是在一定的“问题情景”中产生，思维过程就是不断发现问题和解决问题的过程。在课堂上，教师通过实验让学生质疑苯的凯库勒结构，促使学生积极主动地提取头脑中的已有知识，结合提供的信息，作出合理判断，得出苯的合理结构，从而促使学生的思维能力在解决问题的过程中得到不断地发展。
一、原设计：围绕学习目标的问题设计
这节课，设定的教学目标是：①通过客观事实重新认识苯的结构，加深对苯的结构理解；②学会从能量变化角度判断苯分子的结构特点；③初步学会用科学探究的方法证明苯的取代反应。
整堂课教师以苯的结构的证实及化学性质的预测与证明为教学主线，选取其中三个教学任务，分析怎样围绕学习目标设计问题（见表1）。
教师从苯的分子结构动手搭建到得出苯的凯库勒结构，从能不能使酸性高锰酸钾溶液褪色、二取代物的种类来分析苯的凯库勒结构的不合理性。从课堂教学记录中不难发现：教师的设计目的是通过学生搭建过程来认识苯的凯库勒结构及不合理性，知道苯是一种均匀的离域键结构，至于为什么是这样的结构、该如何去研究等分析问题的方法无从发展（见下页表2）。
任务二的教学也仅是有机物结构的一种判断方法，包括后面的键长、键能来判断结构，只是为学生增加两种证明苯分子结构的方法而已，并不能发展学生研究物质结构的分析判断能力，不妨将这一内容以习题形式来巩固苯分子结构的理解（见下页表3）。
任务三的设计是教师怎样引导学生判断苯与液溴发生了取代反应，回忆有哪些方法可以检验HBr，而缺少从结构上与烷烃、烯烃的比较、分析，从而推测可能发生什么反应、怎样去证明。感觉与前面内容缺少融合与关联，为完成学习内容而展开教学，并没有利用实验现象得出的化学性质，利用性质反映结构的原理，促进对苯分子结构的理解。
二、新设计：促进学生思考的任务设置
如何帮助学生认识到苯的凯库勒结构的不合理之处，并实现结构与性质的关联，是侧重于识记结构和判断方法，还是发展学生思考、推理和解决问题的能力？实践中，教师围绕促进高认知思维发展为目标，根据学生课堂的表现和后测访谈中学生的反馈，重新将学习任务分解规划，将问题进行如下改进。
1.同一任务不同的呈现提升学生分析、判断能力
任务一和任务二其实都是证明苯分子结构中不存在碳碳单键与双键的交替，而是一种离域键的结构，事实证据与理论证据怎样组合使用呢？施教者将两任务合并后，将客观事实与问题解决结合重新设计，以促进学生动手、动脑、交流、讨论，以学生主体来进行研究与学习，不同层次的学生都可以根据自己的理解找到合适的证据证实，并通过同学之间的互动解答习题问题获得比较、判断的思维能力发展。
同一任务，因为呈现方式不同，学生参与机会与主体性发挥的增多，理解、分析、判断能力有较明显的提升。
2.在实践中体会“结构与性质”的关系，进一步理解苯分子结构
为加深对苯的合理结构的理解，以苯与液溴反应的实验为内容，如果发生取代反应则证明不存在碳碳双键，如果发生加成反应则证明存在碳碳双键结构，将原实验及问题重新设计。向锥形瓶中的水中滴入
溶液或紫色石蕊试液，实验中请同学观察锥形瓶中溶液颜色变化，从而分析判断苯与液溴发生了什么反应，进一步证实苯的离域键结构的合理性。我们的学习不是为学习苯的性质而学习，而是加深对苯结构的理解，同时促进学生对结构与性质关系的理解。为更好理解苯分子结构与性质的关系，增加新任务三，促进物质结构与性质关系的理解与分析。
作出上述改进后，进行的教学任务设计意图是：始终以苯分子结构认识为中心，巧妙地证明、问题解决和科学实验，使学生理解苯的结构特点及结构与性质之间的关系，让学生懂得物质研究的程序与方法，促进学生的理解能力与分析综合能力的发展（见表4）。
三、课堂实施：发展学生高认知思维
课堂中的学习任务是与教师对三维目标的理解与设计、实践中教师与学生的行为相互作用而临场变化的，因此，课堂中呈现的学习任务不仅是课本上或者教师备课中出现的问题，而且是学生对问题的理解和解决所进行的课堂活动之中的变化。教师设置的学习任务，如何为学生提供更多的思维、推理、问题解决和学习交流的机会，发展学生的高认知思维，则是需要教师深思熟虑的。当我们将新设计运用到课堂中时，还会出现新的问题，需要教师随堂控制与改进。
1.从问题设计到课堂实施要关注什么
在改进后的课堂实施中，我们还是发现：（1）即使有正确的凯库勒结构式，还是有近三分之一的小组在三分钟的时间内没有完成搭建；（2）尽管学生知道苯分子的合理结构，当看到“两种”邻二甲苯时，仍然有少数学生认为是同分异构体。这说明学生大脑中未能很好地理解“结构与性质”的关系，仍旧停留在识记苯的分子结构特殊与有哪些化学性质。
课堂中教师因少数学生的“理解”进行了实时的调整，如果
是同分异构体，则说明两个“
”相连的两个碳原子之间存的共价键不同，也就是说一个是碳碳双键，另一个是碳碳单键，由此说明，苯分子中存在单键与双键交替结构，键长、键能也不会相等，与前面我们客观实验相矛盾，在这个矛盾冲突中加深对苯环结构的理解。
显然，这种因学生的问题解决来改变的课堂，促进了学生对知识的理解和分析判断能力的提升。学生不只是知道了苯的结构，而是真正理解了苯分子的结构。
2.促进思维发展的问题延伸
完成苯的结构与取代反应之间关系的学习后，教师布置了新增任务：苯还可以发生什么化学反应？因结构不同，发生反应的难易程度、反应条件有什么差异？这两个问题的解决是物质结构与性质关系的深刻理解与运用，在脑中建构“结构预测性质、性质反映结构”的科学知识与方法。实证如下：
师：（板书取代）这个反应困难还是容易？
生：（集体）容易。
师：苯还能发生哪些化学反应？
生：（集体）加成。
师：还有什么？
生：（集体）氧化。
师：（投影显示加成与氧化反应方程式）注意看这两个反应，（指着加成反应）这个条件18MPa比标准大气压大很多吧，那么说明加成反应容易进行吗？
生：（集体）困难。
（投影显示：易取代，难加成，能氧化）
生：（集体大声）易取代，难加成，能氧化。
在实施任务解决的过程中，学生和教师都被认为是任务执行的协作者，尽管学生的认知参与程度最后决定了他学了什么，但是教师对学生思维和推理的支持方式和程度是决定高水平任务最终命运的一个重要因素。设计问题并实施教学，理解学科本质，促进思维发展，是课堂的关键。
标签：设计思维论文;