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刘凤文 杨 帆(32300) 丽水学院附属中学
摘要:本文简述了中学化学问题解决过程中常用的几种策略,并给出了应用示例。在此基础上,讨论如何通过教学培养学生的问题解决策略。
教学实践表明,许多学生虽然掌握了必要的知识和经验,却因为缺乏有效的问题解决策略,不能独立地解决化学问题。主要表现在以下几个方面:同一类型的问题,即使多次做过,稍加变化,即不知所措;遇到问题乱解一通、到处碰壁,错了再改;同样的错误屡错屡犯……另一方面,教师在教学过程中,热衷于题海战术,习题教学成了机械练习的代名词,不注重问题解决习惯的养成,不重视问题解决策略的教学。学生试题做了千千万,面临新问题却无“计”可施。因此,研究化学问题的解决策略,加强问题解决策略的教学,是提高学生解决化学问题能力的关键。
1.化学问题解决过程
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。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。
问题解决的过程,很多学者提出了不同的模式,一般都由这样几个环节组成,问题识别、问题表征、选择及执行策略、结果评价[1]。具体到化学问题,可以分为如图所示的三个相互联系的环节:审题活动、解析活动、实际解决活动。其中既有认知成分的参与,也有心智技能的参与。前者包括相应的化学基础知识、问题类型结构知识及有关的策略性知识;后者为各种自动化的程序性知识 [2]。其中化学问题解决策略的选择和应用主要发生在解析活动中。

2.化学问题解决的一般策略及应用示例
问题解决策略是学生运用已有的陈述性知识和程序性知识对问题进行界定、选择解决方法时需要运用的认知策略。不同研究者对问题解决策略的分类不尽相同,有的从问题解决的过程将其分为问题表征策略、问题分析策略、问题解决过程中的监控策略和问题解决后的反思策略;有的则从思维特征和问题的类型方面去讨论。由于化学问题类型比较繁杂,相应的问题解决策略也较为杂乱,笔者将散见于各类资料中的化学问题解决策略进行了归纳整理,现将最常用的几种策略分述如下。
2.1 类比策略[3]:类比策略是指设法将当前的新问题转化为与已有知识经验相似的问题原型,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。以原电池问题为例,只要识记教材中的铜锌原电原电池模型,理解正负极的反应原理。遇到原电池问题,即可进行原型匹配,找出解决方法。
运用类比策略,一要积累丰富的问题原型;二要善于对新问题进行转换,去粗取精,排除无关或次要的特征,抓住深层的相似性;三要特别注意通过比较找出新问题与原型的相异点,找出深层的相似性,防止机械套用。如根据Fe3O4可表示成Fe[FeO2]2的信息,将Pb3O4表示成盐的形式,就要把握盐中元素化合价的关系(Fe:+2,+3价),根据铅元素的化合价特征(Pb:+2,+4价),写成Pb2 [PbO4],而不能机械地写成Pb [PbO2] 2。
2.2 分解策略:分解策略是指按照一定的原则将问题分解为一系列相互联系、具有一定层次结构的子问题,通过子问题的解决逐步解决问题的一种策略。对于一些复杂的问题,运用分解策略可以降低问题的难度,更容易找出问题的解决思路。如问题“设计以废铝屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液制取氢氧化铝的最佳方案”。根据铝及其化合物的性质关系,把问题分解成如下几个子问题分别加以解决
运用分解策略要注意的是,在分解前,需要对问题作整体理解,避免盲目把问题分解成互不相干的几个子问题,在子问题解决后,要进行比较归纳总结,使问题最终得到解决。有时,还可以在解决子问题的同时,对所给可能选项进行筛选排除,简化问题。
2.3 目标递归策略。目标递归策略也称手段-目的分析法,是指按照一定的方向对问题中的所有信息进行全面分析、层层推进,逐步缩短起始状态与目标状态的距离的一种策略。递归策略是最常用的一种策略,如由几种气体组成的混合气体依次通过一系列溶液,最后剩余成分的判断问题。
2.4 逆推策略:有些化学问题,不知道起始状态,或从起始状态出发进行分析很烦琐,甚至难以解决。如果采用逆推策略,则往往能另辟蹊径,使问题迎刃而解。逆推策略经常用于有机合成方案设计或元素化合物的推断题的解答中。
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