高中生化學(xué)變式問題解決能力的比較研究

王敏超

摘要：變式是一種借助變換同一類型的物質(zhì)的非本質(zhì)屬性從而實現(xiàn)物質(zhì)本質(zhì)屬性的掌握。變式不僅是一種重要的思考方式，同時也是一種行之有效的教學(xué)方式。對此，本文借助不同層次高中生化學(xué)變式問題的解決能力實行比較分析，并尋求最佳問題解決能力的途徑。

關(guān)鍵詞：高中教學(xué)；化學(xué)教育；變式問題；有機化學(xué)

變式問題的設(shè)計與應(yīng)用是傳統(tǒng)教學(xué)方法的一種有效轉(zhuǎn)變，同時也是求異思維、求同思維的一種結(jié)合，是中學(xué)化學(xué)教育中提升教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。根據(jù)化學(xué)學(xué)科的特點，變式教學(xué)的主要是在教學(xué)中維持化學(xué)概念、基本原理等本質(zhì)屬性，并提升各種外顯形式的變化，例如不斷轉(zhuǎn)變材料或情境的方式，更改已知條件，改變題目內(nèi)容或呈現(xiàn)方式等。簡單而言，變式問題就是在不變中尋求變化，變化中維持不變。

一、變式教學(xué)在高中有機化學(xué)內(nèi)容方面的應(yīng)用

以“同系物”的內(nèi)容實行垂直變式教學(xué)實踐，并對教學(xué)中的重點、難點進(jìn)行劃分，按照薄弱環(huán)節(jié)提示解析、原型問題的變式分析、歸納解析以及程序性構(gòu)建三個環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)。

1.薄弱環(huán)節(jié)的線索提示 首先，分析原題的本體知識，如“二甲苯、C6H5-NO2、C6H5-C2H5、C6H5-C2H3中屬于芳香烴，不是苯的同系物”；其次，分析本體知識的薄弱環(huán)節(jié)，例如烴的概念認(rèn)識不清晰；再次，設(shè)計線索并提示學(xué)習(xí)分析的思路，將問題進(jìn)行簡單的拆分，例如歸納芳香烴有哪一些，并分析滿足條件的物質(zhì)當(dāng)中哪一些不是苯的同系物。

在教學(xué)中，可以從引導(dǎo)學(xué)生探討題目的相關(guān)知識著手，并根據(jù)薄弱點設(shè)計相應(yīng)的提示線索，在認(rèn)知沖突問題方面詳細(xì)解釋其過程，促使學(xué)生可以形成清晰的認(rèn)識，理清學(xué)習(xí)思路，將原本模糊的概念通過整理、分析之后更加清晰，從而達(dá)到科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。

2.原型問題的變式深化 對于同系物的原型問題實行變式深化方式進(jìn)行處理，采用垂直變式的方式。首先實行對比變式。如“嘗試探討乙苯、苯乙烯、硝基苯三種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和苯的區(qū)別，哪一種結(jié)構(gòu)屬于笨同系物”。這一種對比的變式方式可以將問題在同一種情境不同結(jié)構(gòu)或同一種結(jié)構(gòu)不同情境的方式進(jìn)行展現(xiàn)，同樣對比也可以更加突出問題的本質(zhì)，無論怎樣變化都可以達(dá)到“萬卷不離其中”，促使學(xué)生更加清晰的掌握關(guān)鍵性知識，從而幫助學(xué)生實現(xiàn)知識內(nèi)化的學(xué)習(xí)。對比變式的方式包含可逆性的變式；其次實行拓展變式。例如“書寫包含甲基、無支鏈并且乙烯醛多兩個碳原子的同系物結(jié)構(gòu)”。拓展變式主要在原本問題的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上加入另一個與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)，促使原本問題中的直接條件轉(zhuǎn)變?yōu)槲粗獥l件，從而促使問題復(fù)雜化。拓展變式是間接變式的一種基礎(chǔ)性方式，同時也是一種拓展方式，在實際的應(yīng)用中可以按照需求適當(dāng)?shù)耐卣?，但是不能過于的拓展或掩蓋了問題本身的主體結(jié)構(gòu)。

3.歸類解析和程序建構(gòu) 首先，采用回顧薄弱點的教學(xué)方式，例如將“烴和烴的概念有機物、含有碳與氫兩種元素、回顧烴的分類”；其次，實行同系物的相關(guān)知識梳理，一是同系物必須滿足同一種通式，例如CH3CHO、CH3COOH，前者需要符合CNH2NO的通式，后者必須滿足CNH2NO2的通式，所以其并不是一個同系物。二是主碳架結(jié)構(gòu)需要相似，官能團(tuán)需要相同。例如CH2=CH2和環(huán)丙烷雖然都可以滿足CNH2N的通式，但是其屬于烯烴與環(huán)烷烴，結(jié)構(gòu)并不相似，所以不是同系物。三是同系物組成元素應(yīng)當(dāng)相同，例如CH3CH2Br和CH3CH2CH2CL雖然都可以滿足CNH2N+1X的通式，但是C與H原子數(shù)之間相差一個CH2原子團(tuán)，同屬于鹵代烴，但是因為原子的不同，所以組成的元素也并不相同，所以不屬于同系物。四是同系物的結(jié)構(gòu)相似但是不一定是相同的，例如CH2CH2CH3與新戊烷，其不僅前者無支鏈，后者有支鏈，而且結(jié)構(gòu)也并不相同，但是兩者的碳原子均能夠以單鍵結(jié)合的方式成鏈狀，結(jié)構(gòu)相似，所以屬于同系物。五是判斷同系物的重點，其主要是在于狹義范圍的同系物，并不是廣義范圍的桶洗衣，同系物的判斷要點包含5點：1、同系物一定有相的通式；2、通式相同的并不是同系物；3、同系物組成元素的種類必須相同；4、同系物的結(jié)構(gòu)基本相似，但是并不相同；5、在分組組成方面必須差一個或多個CH2原子團(tuán)。

二、變式教學(xué)的教學(xué)結(jié)果

結(jié)合在問題解決變式教學(xué)方面的思考，對我校學(xué)生實行有目的性的提升問題解決能力的教學(xué)，并在一定時間的實踐之后，對改進(jìn)后的學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評測，并與教學(xué)改進(jìn)之前的評測結(jié)果進(jìn)行對比。通過實際教學(xué)，對于不同層次的學(xué)生在問題解決過程中的表現(xiàn)實行對比分析，這一些問題訣別不同變式特征但是屬相同的知識項目，其將前測中錯誤率較高的一些問題知識項目，以不同的問題形式進(jìn)行評測，最終發(fā)現(xiàn)變式教學(xué)改革之后學(xué)生的平均成績有10%的提升，尤其是學(xué)困生的提升最為顯著，“拉平效應(yīng)”較為突出，對于問題的分析有一定困難的學(xué)生在知識漏洞的修復(fù)、基礎(chǔ)知識的鞏固方面有較為理想的效果，變式教學(xué)可以有效的緩解學(xué)生問題方面的認(rèn)知負(fù)荷，并提升問題的解決效率。

三、結(jié)語

總而言之，變式教學(xué)可以一定程度提升學(xué)生對困難問題的解決能力，同時變式教學(xué)的問題設(shè)計需要和學(xué)生的認(rèn)知水平形成契合，務(wù)必保障學(xué)生可以借助自身努力而解決，促使學(xué)生在思維能力、思維習(xí)慣等方面的得到提升，這也是變式問題的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳允任.社會性科學(xué)議題融入高中有機化學(xué)STSE教學(xué)的研究初探——以“有機合成的巨星PX”為例[J].化學(xué)教育，2017，38（7）：45-50.

[2]高苗，趙舒昱，周青.中外高中化學(xué)教材圖表系統(tǒng)的比較研究——以“化學(xué)鍵”內(nèi)容為例[J].化學(xué)教育，2016，37（7）：20-24.

（作者單位：浙江省蕭山中學(xué) 310000）