巧設(shè)“情境問題串”提升學(xué)生思維品質(zhì)

張穎

摘 要：問題是思維活動(dòng)進(jìn)行的原動(dòng)力和牽引力，學(xué)習(xí)是學(xué)生自己構(gòu)建知識(shí)的過程，同化和順應(yīng)是學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的兩種途徑。在日常教學(xué)過程中若能基于學(xué)生原有的經(jīng)驗(yàn)背景設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的情境問題串，讓學(xué)生在情境中發(fā)展思維培養(yǎng)能力，遞推學(xué)習(xí)走向深入，不僅能使學(xué)生較好地完成知識(shí)建構(gòu)，并能促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)的提升。

關(guān)鍵詞：情境問題串;建構(gòu);思維品質(zhì)

著名教育家陶行知說過：“發(fā)明千千萬，起點(diǎn)是一問?！泵绹睦韺W(xué)家布魯納也指出：“教學(xué)過程是一種提出問題和解決問題持續(xù)不斷的活動(dòng)，思維永遠(yuǎn)是從問題開始?！笨梢妴栴}是思維活動(dòng)進(jìn)行的原動(dòng)力和牽引力。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀則認(rèn)為，學(xué)習(xí)不是由教師把知識(shí)簡單地傳授給學(xué)生，而是學(xué)生自己構(gòu)建知識(shí)的過程，同化和順應(yīng)是學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的兩種途徑。因此在日常教學(xué)過程中，若能基于學(xué)生原有的經(jīng)驗(yàn)背景，設(shè)計(jì)一系列符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的情境問題串，讓學(xué)生在解決情境問題的過程中，遞推學(xué)習(xí)走向深入，不僅能使學(xué)生較好地完成知識(shí)建構(gòu)，而且能有效促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)的提升。

一、巧設(shè)疑，啟動(dòng)積極思維

最近發(fā)展區(qū)理論認(rèn)為，學(xué)生的發(fā)展有兩種水平，一種是學(xué)生現(xiàn)有的水平，一種是學(xué)生可能的發(fā)展水平，兩者之間的差異就是最近發(fā)展區(qū)，教學(xué)應(yīng)著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)。因此在進(jìn)行“鐵的重要化合物”的教學(xué)過程中，教師首先利用多媒體給出綠礬的應(yīng)用、保存等相關(guān)信息，并分配給學(xué)生兩組樣品（其中Ⅰ組顏色較黃，Ⅱ組顏色基本未變），此時(shí)教師拋出如下問題：

【情境問題1】你手中的兩份綠礬是否變質(zhì)？如果變質(zhì)會(huì)有什么物質(zhì)生成？如何證明？

通過初中化學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對Fe2+和Fe3+已有初步的了解，但認(rèn)識(shí)還不夠深入，同時(shí)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)存在一定的差異性，因此學(xué)生感覺入手不難，但說明白說清楚不易。

【學(xué)生思維1.1】Fe2+變質(zhì)為Fe3+，只需檢驗(yàn)Fe3+即可。大多數(shù)學(xué)生首先將兩組綠礬樣品溶于水觀察顏色，發(fā)現(xiàn)Ⅰ組溶液呈黃色，Ⅱ組溶液呈綠色，根據(jù)初中對Fe2+和Fe3+溶液顏色的了解得出Ⅰ組變質(zhì)，Ⅱ組未變質(zhì)的結(jié)論。而另一部分學(xué)生通過兩組綠礬與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)兩支試管里均出現(xiàn)紅褐色沉淀，得出兩組樣品均變質(zhì)的結(jié)論。結(jié)論相悖，產(chǎn)生矛盾沖突，學(xué)生思維被激活。

【教師追問】如果你認(rèn)為對方結(jié)論不正確，原因可能出在哪里？

【學(xué)生思維1.2】可能是Fe3+濃度太低，顏色不明顯，肉眼分辨不清;不清楚Fe2+與氫氧化鈉溶液反應(yīng)是否也會(huì)出現(xiàn)紅褐色沉淀，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生干擾。

教師繼續(xù)提問：有沒有Fe2+不干擾且靈敏度高的檢驗(yàn)Fe3+的方法？

【教師實(shí)驗(yàn)】取1滴同濃度0.1mol/LFeCl3溶液和FeCl2溶液，加等量水稀釋至肉眼看不出顏色差別后，再加入KSCN溶液，對比觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)Fe3+遇KSCN顯血紅色，而Fe2+遇KSCN不顯色。通過此處實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對KSCN檢驗(yàn)Fe3+的靈敏性及無干擾性有了深刻理解，建構(gòu)起Fe3+的檢驗(yàn)的一般方法。

【教師追問】Fe2+與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)是否也產(chǎn)生紅褐色沉淀呢？

【教師實(shí)驗(yàn)】FeCl2溶液與氫氧化鈉的反應(yīng)并讓學(xué)生討論觀察到的現(xiàn)象。

學(xué)生發(fā)現(xiàn)溶液顏色呈灰綠色。此時(shí)教師給出資料卡，氫氧化亞鐵的顏色為白色，而同學(xué)觀察放置了幾天的氫氧化亞鐵已部分呈紅褐色。請學(xué)生利用已有的氧化與還原反應(yīng)知識(shí)進(jìn)行分析，得出氫氧化亞鐵（二價(jià)鐵）具有還原性，容易被氧化成氫氧化鐵（三價(jià)鐵），氧化劑是空氣中的氧氣。

【教師追問】你還能找到其他試劑可將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵嗎？證明你的猜想并匯報(bào)（提供氯水、雙氧水、KMnO4、維C 、KI 、鐵粉、銅片）。

【學(xué)生思維1.3】向FeCl2溶液中合適的氧化劑，再加入KSCN溶液。

【教師追問】要證明是Fe2+被氧化生成了Fe3+，加料順序是否有一定的要求？

【學(xué)生思維1.4】FeCl2溶液+KSCN，不變血紅色，再加入相應(yīng)氧化劑溶液變血紅色。

通過此處追問，讓學(xué)生自主選擇藥品，幫助學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到必須要找氧化劑，并能結(jié)合原有元素化合物學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)以及從化合價(jià)判斷的角度找出合適的氧化劑，初步形成Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)化觀，并通過加料順序的討論形成Fe2+檢驗(yàn)的一般方法。

教師在通過情境問題“綠礬是否變質(zhì)”啟動(dòng)學(xué)生思維，通過有針對性、指向性、梯度性的的問題串設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生初步理清了Fe3+的檢驗(yàn)、Fe2+的檢驗(yàn)、Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+等基本知識(shí)，同時(shí)通過問題的遞推幫助學(xué)生形成了一定的思維順序、思維規(guī)律，促進(jìn)學(xué)生有序思考。

二、巧追問，促進(jìn)嚴(yán)密思維

嚴(yán)密性是思維的重要特征，思維嚴(yán)密性是指對思維對象有全面、深刻、完整的思考，發(fā)展學(xué)生的思維嚴(yán)密性是學(xué)生形成科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。因此隨著教學(xué)內(nèi)容的深入，教師可設(shè)計(jì)相應(yīng)的情境問題，提升學(xué)生思維的嚴(yán)密性，幫助學(xué)生理清知識(shí)的層次關(guān)系

【問題情境2】綠礬徹底變質(zhì)了嗎？如何證明？

【學(xué)生思維2.1】若未完全變質(zhì)則仍有Fe2+，只需檢驗(yàn)Fe2+，提出方案為樣品綠礬溶液+KSCN+氧化劑，若變血紅色，則有Fe2+。

學(xué)生因?yàn)橐呀?jīng)有了Fe2+檢驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，所以并未進(jìn)行深入思考就迅速提出了方案，當(dāng)然這個(gè)方案是不正確的，因?yàn)樗麄兒雎粤艘粋€(gè)大前提，此時(shí)綠礬已經(jīng)變質(zhì)，溶液中已有Fe3+，因此此時(shí)不再是單一的進(jìn)行Fe2+的檢驗(yàn)，而是在Fe3+存在的情況下檢驗(yàn)出Fe2+，原有的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)不足以解決現(xiàn)在的實(shí)際問題，因此教師需要介入追問引導(dǎo)撥正學(xué)生的思考方向。

【教師追問1】原來的Fe3+不影響實(shí)驗(yàn)效果嗎？

【教師追問2】在有Fe3+干擾的情況下如何檢驗(yàn)Fe2+？

教師的兩次追問幫助學(xué)生理清這樣一個(gè)問題：直接加入氧化劑，則存在的Fe3+肯定干擾試驗(yàn)，必須想辦法減小或剔除Fe3+的存在對這個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的干擾。

【學(xué)生思維2.2】減小干擾：樣品綠礬溶液+KSCN+氧化劑，看顏色是否變得更深。

【學(xué)生質(zhì)疑】直接看顏色變化可能視覺靈敏性不夠，觀察不清楚，可做對比試驗(yàn)。

【學(xué)生思維2.3】進(jìn)行對比試驗(yàn)：取等量樣品，分兩組，一組樣品中直接加KSCN溶液，另一組先加氯水然后再加KSCN溶液，觀察溶液血紅色是否比第一組深。

此時(shí)教師放手讓學(xué)生嘗試，學(xué)生嘗試后發(fā)現(xiàn)色差依然比較難判斷，對比試驗(yàn)效果不佳。原有經(jīng)驗(yàn)解決不了實(shí)際問題，學(xué)生陷入困惑，需要新的思考方向。

【教師追問3】有沒有哪種氧化劑本身有顏色，加入Fe2+后顏色變化比較明顯，而Fe3+的存在對這種氧化劑的顏色幾乎無影響？

【學(xué)生思維2.4】用紫紅色的高錳酸鉀酸性溶液，若存在Fe2+，則高錳酸鉀紫紅色會(huì)褪去。

【教師實(shí)驗(yàn)】綠礬樣品溶液中滴加酸性高錳酸鉀，未看到紫紅色;同時(shí)進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)：向氯化鐵溶液中滴加酸性高錳酸鉀實(shí)驗(yàn)看到溶液變紫紅色，由此證明綠礬還未完全變質(zhì)，仍然存在Fe2+。

通過教師的一步步追問，學(xué)生逐漸改變了思維的單一性，能對復(fù)雜情境問題進(jìn)行全面深刻完整的剖析，抽絲剝繭，剔除干擾因素，通過建立、反思、調(diào)整、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案的過程，逐步形成了較為嚴(yán)密的科學(xué)思維方式，教師放手讓學(xué)生嘗試也給予學(xué)生充分的學(xué)習(xí)空間，并在這一過程中逐步開始起疑、質(zhì)疑、反思。

三、巧聯(lián)系，構(gòu)建模型思維

【情境問題3】已經(jīng)變質(zhì)的綠礬如何轉(zhuǎn)化再利用？

【學(xué)生思維3.1】將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，由于化合價(jià)降低，需加還原劑。

【觀察視頻】實(shí)驗(yàn)室配制硫酸亞鐵。

【教師提問1】為什么要加鐵粉？

【學(xué)生思維3.1】鐵是金屬單質(zhì)最低價(jià)有還原性，是還原劑可將變質(zhì)的Fe3+還原為Fe2+。

【教師提問2】你還能找到其他的還原劑將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，有什么規(guī)律？

【學(xué)生思維3.2】金屬單質(zhì)，I-等最低價(jià)的陰離子。

【教師提問3】展示補(bǔ)血?jiǎng)┝蛩醽嗚F片說明書，提問：（1）為什么要做成糖衣片？（2）為何要密閉保存？（3）為什么維生素C 與本品同時(shí)服用有利于吸收，說明維生素C可能有什么性？

【教師提問4】你能畫出不同價(jià)態(tài)鐵的化合物轉(zhuǎn)化的價(jià)類二維圖嗎？

通過聯(lián)系生活中的實(shí)際應(yīng)用，不僅讓學(xué)生感受到化學(xué)的學(xué)科價(jià)值，更幫助學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí)構(gòu)建氧化還原分析的思維模型，即關(guān)注發(fā)生變化的物質(zhì)，分析主要元素化合價(jià)的變化情況并判斷出加入氧化劑還是還原劑，利用氧化還原序模型判斷反應(yīng)能否發(fā)生，結(jié)合綠色化學(xué)等思想優(yōu)化方案。通過畫出價(jià)類二維圖將學(xué)生的思維逐步從點(diǎn)狀思維變?yōu)檫壿嬎季S，再發(fā)展為結(jié)構(gòu)思維，最終形成模型思維。學(xué)會(huì)用這一思維模型理解元素化合物轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律。

四、巧質(zhì)疑，形成批判思維

批判性思維通常是一種能抓住問題要領(lǐng)，不斷質(zhì)疑，遵循正確的邏輯規(guī)律，清晰而深刻的思維形態(tài)，被認(rèn)為是一種高級(jí)思維能力和可貴的精神特質(zhì)。質(zhì)疑、求證、判斷是批判性思維的一般過程?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)中的“證據(jù)推理和模型認(rèn)知”“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”都要求學(xué)生具有獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑和批判的創(chuàng)新精神。質(zhì)疑是批判性思維形成的起點(diǎn)，因此在日常教學(xué)中教師應(yīng)有意識(shí)地啟發(fā)學(xué)生勇于質(zhì)疑。

【情境問題4】同學(xué)們對Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)及鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)化還有沒有什么疑問？實(shí)驗(yàn)過程中有沒有異?，F(xiàn)象令你困惑？

實(shí)際上在對Fe2+的檢驗(yàn)過程中，有些同學(xué)的實(shí)驗(yàn)是出現(xiàn)了異常現(xiàn)象的，他們在Fe2+溶液中加入KSCN并加入氧化劑氯水后并未看到溶液出現(xiàn)明顯血紅色，而加入雙氧水后還產(chǎn)生了大量氣泡等異?，F(xiàn)象，因此教師應(yīng)當(dāng)抓住這些實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，啟發(fā)學(xué)生勇于質(zhì)疑。

【教師追問1】加氯水溶液不顯血紅色可能什么原因？你認(rèn)為可能是缺少了什么微粒？

【學(xué)生思維1】只要Fe3+和SCN-同時(shí)有則一定出現(xiàn)血紅色，現(xiàn)在不出現(xiàn)則缺Fe3+或SCN-。

【教師追問2】如何證明缺少的是哪種微粒？

【學(xué)生思維2】缺什么補(bǔ)什么？可以將上述溶液分裝兩支試管，一支試管中加FeCl3，另一支試管中繼續(xù)滴加SCN-，看溶液顏色是否有變化。

【教師追問3】為什么無SCN-，可能是什么原因？

【教師實(shí)驗(yàn)】對比實(shí)驗(yàn)：兩支試管中分別加入FeCl2和KSCN溶液，然后在一支試管中滴加少量氯水，在另一試管中滴加足量氯水。學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象差異，頓悟。

常言道：“盡信書不如無書?！碑?dāng)代學(xué)生不應(yīng)該迷信權(quán)威，遇到問題應(yīng)獨(dú)立思考，形成自己的觀點(diǎn)，因此教師有意識(shí)地抓住實(shí)驗(yàn)的異?，F(xiàn)象引發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑和思考，不僅引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)要細(xì)致，提升學(xué)生思維的嚴(yán)密性，同時(shí)能鼓勵(lì)學(xué)生勇于質(zhì)疑，進(jìn)而求證并作出判斷，逐步培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

學(xué)起于思，思源于疑，疑解于問，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)對學(xué)生的思維品質(zhì)提出了較高的要求，因此中學(xué)化學(xué)教師在日常的化學(xué)教學(xué)過程中通過情景問題串的設(shè)計(jì)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力、質(zhì)疑能力、創(chuàng)新能力，必能促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)的提升，形成高階思維能力，有利于學(xué)生的終身發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

姚夢娟，何彩霞.化學(xué)核心素養(yǎng)“模型認(rèn)知”導(dǎo)向教學(xué)實(shí)踐與反思[J].中學(xué)化學(xué)教與學(xué)，2018（8）.

編輯 喬彥鵬