以问题训练为抓手促进科学复习课堂

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  摘要:本文通过对两节科学复习课以及笔者自身的课堂研究,提出了以问题训练为抓手促进科学复习课堂的策略:知识问题化,把知识转化为问题;问题活动化,把问题转化为活动;活动问题化,在活动中发现问题;问题解决问题化,学会向问题解决提问。旨在提高科学复习课堂的有效性,让学生的思维在问题训练中得到培养,激发学生的问题意识,提高学生的科学素养。
  关键词:问题;策略;素养;复习
  中图分类号:G632.0 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)05-0003
  2015年11月10日至11日,笔者有幸参加了第94届浙派名师暨全国初中科学名师经典课堂教学艺术展,聆听经典课堂,学习名师风采。名师的课堂主要体现在教态从容不迫、教学设计简洁明了、学法指导思路清晰。特别是两节风格迥异的科学复习课,带给笔者很多的启示。如何在科学复习课堂中促进学生积极参与课堂,让学生的思维在复习课堂中得到发展,是摆在我们科学教师面前的重要课题。教师既要追求复习的进度,又要培养学生的思维,要求教师在复习的过程中,必须体现教学的双关性,必须站在学生角度多思考复习方法,创新科学课堂复习形式,鼓励学生大胆思考、敢于创新,提出科学问题,并在新的情境中运用学过的知识解决遇到的新问题,提高复习效率。教师必须善于培养学生的问题意识,把握重点,突破难点,引领学生复习。
  一、知识问题化,把知识转化为问题
  科学复习课堂并不是在真空中进行的,也不能强加于任何学习环境中。复习不是简单知识和教材的重复,更不是新课的重复。而应是“再发现”的过程,唤醒学生已有的知识。需要教师启发学生思维,创设新的情境,提高学生复习的积极性以及课堂的参与度。所谓创设新的情境,就要让学生知道“问题是新的,知识是旧的”“情境来自生活,知识源自课本”。那么,什么是知识问题化呢?笔者认为,就是把那些课内外需要学生掌握的知识点,通过教师的理解、挖掘、重组、生成,转变为探究性的问题点、能力点,通过对知识的设疑、质疑、解释,从而激发学生积极主动思考,从而逐步培养学生对知识的分析、归纳、演绎能力。让学生重构知识、联系知识、运用知识,提高科学复习课堂的活力和新鲜度。
  例:在复习氧气与二氧化碳的性质时,很多教师采用的是先梳理有关氧气和二氧化碳性质有关的知识点,再讲解几道相关的练习题,最后布置课堂和课外作业。这样导致的结果是课堂上70%的时间都在机械性的重复,基础性差的同学似懂非懂,基础性好的同学知识不能得到应用,思维不能得到发展,导致复习效率差。其实,教师可以将氧气和二氧化碳的知识问题化,把知识转化为问题,启发学生思考,运用知识,解决实际问题。
  问题:“有两瓶无色气体,一瓶是氧气,一瓶是二氧化碳,运用所学的科学知识,予以鉴别”?这样,学生的兴奋点会打开,教师可以适时鼓励学生积极思考,引导学生分析相关因素,寻找知识间的关联,发散思维,多角度分析。
  学生一:可以用带火星的木条,因为氧气能使带火星的木条复燃。
  学生二:可以用澄清的石灰水,因为二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。
  学生三:可以用氢气,因为氢气能在氧气中燃烧,有淡蓝色火焰。
  学生四:可以用紫色石蕊试液,因为二氧化碳能和水反应生成碳酸,碳酸能使石蕊变色。
  学生五:可以降温,因为液氧在-183℃会变成淡蓝色。
  学生六:可以用一片苹果,因为氧气能使苹果氧化变色。
  学生七:可以用小白鼠,因为氧气能供给呼吸。
  学生八:可以用装满水的塑料瓶,因为二氧化碳溶于水,塑料瓶会变瘪。
  笔者认为,本问题以新的情境为切入点,能很好地激发学生的探究兴趣,激活学生的思维,让学生尝到探究成功的喜悦,对培养学生观察、分析、归纳、联想问题、解决问题的能力起到了很好的促进作用,同时也有利于学生对知识重难点的突破。
  再如:在复习离子的鉴定时,学生对于常见离子的性质已有初步知识,教师如果还是按部就班地从梳理知识点进行教学,学生就会觉得枯燥、单调,学生的思维较浅,考虑问题较不周全,复习的效率较低。
  问题:把碳酸钠溶液和氯化钙溶液同时放入烧杯中,溶液中有哪些溶质?请从离子的角度分析、思考。
  笔者认为,本问题意在考查关于离子共存的知识,变物质为离子及变离子为物质,意在引领学生明辨离子,进而为学生理解复分解反应发生需要的条件巩固奠定基础,巩固知识,解决离子的判定问题。这往往是学业考试的热点,学生能否灵活运用是解答本题的关键。教师再适时总结离子共存与否双重关系图,则水到渠成,有利于一目了然地把握知识之间的复杂关系或内在联系,也有利于学生的长时记忆。
  二、问题活动化,把问题转化为活动
  科学的本质特征即科学探究,科学探究是重要的,知识也同样重要。科学既是一个知识体系,又是一个探究过程,知识与探究是互为前提、密不可分的辩证关系,不能片面强调其中的某一方面。科学知识除了具有真理性、系统性、可验证性的特点外,还具有发展性和批判性。教师在设计教学问题时,可以将探究问题活动化,在活动中思考,在求异中提高,在活动中将知识重新建构。
  如:在观摩来自台州市白云学校颜老师的“酸碱盐复习课——坐标图像微专题”复习课时,颜老师以氯化铁溶液分别和氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液这一普通的化学反应为抓手,设计研究滴加溶液的顺序和滴加的量的不同这一活动,让学生不仅仅停留在化学反应现象的识记上,而是深入到科学现象背后的理解上,体验严谨求实的科学态度和质疑的科学精神。具体安排如下:
  引入:阅读教材九上科学P16,并填写:
  1. 氯化铜溶液、氯化铁溶液的颜色?
  2. 分别滴加氢氧化钠溶液,观察现象?
  教师的引入起点低,面向全体学生,既可以引起学生注意,也可以通过阅读测量学生的基础知识。   练习:
  问题:A是一种常见的酸。C中溶质可能是什么?
  学生回答:硫酸铜或氯化铜或硝酸铜。教师予以肯定并出示还可以是硫酸铜和硫酸、氯化铜和盐酸、硝酸铜和硝酸等。学生产生了认识冲突,教师适时启发,为什么?怎么证明?
  笔者认为,教师所提的问题,以学生原有知识为基础,顺着知识的阶梯,既认识思维的自然规律,提出一个富于思考的问题。学生的答案正确与否不必急于知道,关键是培养学生思维的合理性,以及找到知识的漏洞,给下面的学生活动埋下伏笔。学生在教师指导下进行科学活动,特别是强调溶液的量的选取,以及实验过程中可能出现的情况。教师的选材来源于课本实验,又在课本实验的基础上予以提高,复习的过程是知识的“再认识”过程,情境真实,还原知识的本质,将问题转化为可操作、可显现的活动。
  活动安排:
  实验1:2mlCa(OH)2 1~3滴FeCl3
  实验2:2mlNaOH 1~3滴FeCl3
  实验现象记录为产生红褐色沉淀。交换滴加溶液的顺序,再进行实验。
  实验3:2ml FeCl3 1~3滴Ca(OH)2
  实验4:2ml FeCl3 1~3滴NaOH
  实验现象:
  学生一:看不到明显现象。
  学生二:出现了明显的沉淀。
  学生三:刚开始有沉淀,过一会儿不明显。
  学生四:立即有沉淀,振荡后沉淀明显增多。
  学生五:立即有沉淀,振荡后沉淀明显减少。
  教师解析,实验3没有出现红褐色的沉淀,应该是发生了复分解反应生成氢氧化铁的红褐色絮状沉淀。但是氢氧化钙溶液滴入盛有氯化铁溶液的试管中时,由于氢氧化钙微溶,使溶液中的氢氧根离子少之又少,所以看不到明显的实验现象。
  三、活动问题化,在活动中发现问题
  一个问题解决的过程中,往往要联系相类似的问题,这是思维的广度。经常横向思考,学生就会在活动中贯通知识与方法,发展思维,提高想象力。教师可以围绕一个活动,横向拓展,引导学生发散思维,延伸为更多具有相关性、相似性、相反性的新问题,挖掘活动的运用价值,特别是复习阶段的科学课堂,课堂时间和空间有限,教师必须善于利用学生活动,培养学生联想、转化、推理、归纳、探究的思维能力,发现新的问题并分析到位。伽利略曾说“科学是在不断改变思维角度的探索中前进的”。所以,科学复习课堂必须培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力,在问题中求同存异,诱发潜能。
  例:在实验4:2ml FeCl3 1~3滴NaOH溶液中,学生在活动中发现出现了红褐色沉淀,振荡试管后,沉淀立即消失。为什么是这样?在活动中又发现新的问题?亚里士多德说:“思维从疑问和惊奇中开始”。笔者认为,质疑是学生有了新的发现后的猜想,是学生进一步活动的驱动力,更是培养创新能力的前提。学生应学会向书本质疑,向自己或同学的实验现象和结论质疑。
  学生甲:应该是生成的氢氧化铁沉淀溶于酸了。教师问“是什么酸?”。学生乙:盐酸。教师问:“为什么说试管内有盐酸,怎么用实验证明?”。学生丙:将氯化铁溶液滴在PH试纸上,发现呈酸性且PH值接近1。学生丁:取少量的锌粒和氯化铁溶液反应,发现产生了气泡。
  教师解析,为什么氯化铁溶液是酸性的?这是因为氯化铁溶液会和水结合生成弱电解质氢氧化铁,这是溶液中含有较多的氢离子(盐酸),故溶液呈酸性。这里需要强调的是本部分内容不要求学生掌握,但是从课堂的反应情况看,学生在潜移默化中已经有所猜想。
  笔者认为,科学复习课堂可以不要求学生掌握大纲要求以外的知识内容,但是我们不应该也不能限制学生想象的空间。正如颜老师所说:“我们不应该要求每一位学生都具有较高的科学素养,然而,一个人如果只相信眼见为实,不知道逻辑思维的能动性,可以通过推理帮助人类突破感官、经验、常识的局限性,那就是个人科学素养的一大损失。”。教师再趁热打铁,抛出同类问题让学生分析,加强知识的理解及应用。
  问题1:现把氢氧化钠溶液逐渐加入稀盐酸和氯化铁的混合溶液中,请描述整个过程中的实验现象?若横坐标表示滴加氢氧化钠的量,纵坐标表示沉淀的量,用图如何表示?
  问题2:若横坐标表示滴加氢氧化钠的量,纵坐标表示PH、溶质的量、溶剂的量、溶液种类等等,用图该如何表示?
  问题3:在部分变质的氢氧化钠溶液中,逐渐加入稀盐酸至过量,描述整个过程中的实验现象?
  笔者认为,通过这一系列的问题,即由一般现象到特殊现象再到经典题型,把看似毫不关联的知识,联系起来。正确方法的来源绝不是奇思妙想,而是对条件充分地分析和挖掘,教师通过对活动的充分利用,在活动中发现问题、解决问题,让学生透过现象看到问题的本质,拓展学生的思维,帮助学生提升理解和应用的能力。正如英国人伊恩·史密斯在《学习型评价丛书》所说:“如果你想让学生成为更好的学习者,对自己的学习承担更多的责任,仅仅为他们设置任务并帮助他们完成是不够的,我们需要和他们学会分享,希望他们从这些任务中学到了什么。”
  四、问题解决问题化,学会向问题解决提问
  英国科学家波普尔说过:“科学知识的增长永远始于问题,终于问题,问题是科学学习的心脏”。问题引导的好,直接关系到学生创新能力的发展。学生的学习过程不仅仅是一个接受知识的过程,也是一个发现问题、分析问题、解决问题的过程。教师在问题解决的过程中,应培养学生学会向问题解决提问。例如,遇到一个问题时,首先想象该问题想问什么,或是把问题想象成一张图画或是其他事物,即问题的性质怎样?然后想象怎样去驾驭它,即问题解决的方法?再想象遇到什么样的情景,即问题解决的过程?最后想象到了什么地方,即问题解决的结果?
  如:在观摩来自金华市浦江仙华外国语学校黄老师的“金属的化学性质”复习课时,黄老师出示这样的两个问题:   问题1:请你设计实验比较镁、铝、铁三种金属的活动性顺序?
  学生甲:1. 取等量的三种金属,分别滴加等量的稀硫酸,观察产生气泡的速率。
  学生乙:2. 取镁条和铁丝,在分别滴加氯化铝溶液,观察到镁条表面会有银白色的金属,而铁丝表面没有明显现象。
  学生丙:3. 将三种金属在空气中燃烧,观察剧烈程度。
  讨论交流:学生对于方案1和3没有太多异议,主要问题集中在方案2是否可行上。有的学生提出,方案2的设计原理是采用了金属与盐溶液的置换反应,但是在实际操作过程中,金属镁和铝的颜色过于接近,不利于判断。还有的学生提出,采用方案2的前提条件是已知了金属镁、铝、铁的金属活动性,但本问题是让我们设计实验方案来判断金属的活动性,我们只能用设计来证明结果,不能相反。学生提出的这个观点,尤其让笔者赞赏!
  笔者认为,学生充分运用了向问题解决提问,方案2的设计本身即是一个问题,学生能运用科学研究的实证精神,由——推测——检验——新的推测……体会科学家认识自然界的“观察分析——结论——再观察分析——修正结论”这一基本过程。
  问题2:“画出等质量的镁片、铝片、铁片分别与一定量的稀硫酸充分反应,产生氢气的质量与时间的关系图像。”
  分析:学生甲认为镁的相对原子质量是最小的,所以产生的氢气是最多的。学生乙在甲同学回答问题基础上提出新的问题,铝和镁这两个化学反应的关系是不对的,因为镁和铁在置换反应中是二价的,而铝和酸反应是三价的,两份的铝生成三份的氢气,所以铝和酸反应产生的氢气是最多的。学生丙则认为有三种可能,第一种可能酸全部反应完,金属有剩余;第二种可能酸没有反应完,金属没有剩余;第三种可能铝有剩余,镁恰好完全反应或有剩余,铁没有剩余。
  通过分析,我们发现,学生始于问题,终于问题,始终围绕问题在展开讨论。课堂上各种思维在发生碰撞,知道自己如何针对一个问题获得全面而有效的信息,形成比较可信的、经得起推敲的观点。笔者认为,我们还可以把一些经典的好问题进行改编,形成有实际背景的问题,对学生而言,这样做不但能更好地理解学习内容,而且有助于更好地构建知识系统,对思维灵活性、变通性的培养很有好处,培养学生运用问题、解决问题的能力。
  总之,从学生熟悉的情境出发,在不同角度、不同层次、不同情形、不同背景下精心设计系列化、程序化,有利于科学复习课堂并有利于学生学习的问题,以问题为导引,抓住问题的本质,找到问题背后蕴含的知识,使学生的科学思维得到训练和发展,使科学复习课堂充满生机和活力,提升复习的有效性。
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  (作者单位:浙江省海宁市长安镇盐仓学校 314400)
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