《化学问题解决式课堂教学设计的研究（可编辑） .doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学问题解决式课堂教学设计的研究（可编辑） .doc（46页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、化学问题解决式课堂教学设计的研究 华中师范大学硕士学位论文化学问题解决式课堂教学设计的研究姓名:孟祥通申请学位级别:硕士专业:学科教学?化学指导教师:孙锡凤20060401内容摘要问题解决是人类最高级的智力活动,人的一切活动都可归根于问题解决的过程。学校教育中,学生的学习过程就是一个不断发现问题、分析问题、解决问题的过程。因此提高学生的问题意识,培养学生问题解决的能力是素质教育的需要,是学校教育的重要目的之一。培养学生问题解决的能力不能脱离具体学科。学科问题解决是问题解决研究的重要分支,但在化学学科中问题解决的研究却很少。我们认为,在中学化学教学中培养学生的问题解决能力的有效途径是实施以发展思
2、维能力、培养创新精神为目的的问题解决式课堂教学。综合心理学家们提出的关于问题解决过程的各种理论模式以及中学生解决化学问题的思维过程分析我们可以得出,学生解决化学问题的过程主要经历以下几个阶段:发现并明确问题;问题表征;选择并实施策略;尝试解答;评价和反思。研究表明:在化学问题解决中,问题表征和策略选择、知识结构化程度以及自我监控水平的不同是导致不同问题解决者的问题解决效率产生差异的主要原因。问题表征是化学问题解决的关键,是解决问题的必要前提。选择有效的问题解决策略,有利于促进问题解决。解决化学问题的常用策略有目的手段分析策略、逆向推理策略、简化策略、类推策略、形象化重构策略、图解策略、自我提问
3、策略等。知识容量和表征水平影响了知识结构化程度:而化学认知结构决定了问题表征的深度和广度,并进而影响着策略的选择。自我监控的影响渗透在整个问题解决过程中。问题解决的过程是学生有意义的主动发现过程,是新的认知结构形成的过程,是学会逻辑的、科学的、创造性的思维的过程。我们借鉴国内外研究成果,依据问题解决的学习理论构建了问题解决式课堂教学设计。它是一种教师通过创设问题情境,有计划、有步骤地指导学生在学习过程中不断运用问题解决的方式和科学方法去解决化学问题的教学设计。其基本目的在于促进知识迁移,训练思维方法,提高问题意识,培养问题解决能力和创新精神。其基本教学程序是“提出问题?分析探究问题?解决问题?
4、总结归纳?提出新问题?”问题解决式教学的关键环节是问题情境的创设。实践证明在化学课堂教学中实施问题解决式教学取得了良好的教学效果,是培养学生问题解决能力的有效途径。关键词:中学化学 问题解决教学设计 问题情境;,? ., . . . ?. ;: ; ; ;? .: , ?, , .,? ., ,. ,.,? ., ?硕士学位论文 , .,., 时? ., , ,. . , . :硕士学位论文 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发
5、表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名:参砰盘日期:聊年,月,日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名:壶筝血指导教师签名:挣饧羼日日期:,矿年岁月日期:乃裤月日本人已经认真阅读“高校学位论文全文数据库发布章程”,同意将本人的学位论文提
6、交“高校学位论文全文数据库”中全文发布,并可按“章程”中的规定享受相关权益。同意论文提交后滞后:口半年;口一年;口二年发布。指导教师签名学位论文作者签名:盍群鱼冲锡肛日期:如卅车岁月,臼日期:聊解月,日硕士学位论文 第一章问题解决研究概述一、问题的概念.问题的定义教育大词典:问题:亦称“难题”。泛指机体不能利用现成反应予以应答的刺激情境。狭义上指人不能用现成的知识包括概念、规则和方法达到既定目标的刺激情境。难题不同于简单的问题。前者的解决需要依据某种策略,对与之有关的知识经验重新组合、转换;后者可依据已有的知识立即作出应答。纽威尔和西蒙认为问题是一种情境,它具有三个主要组成部分:当前状态;目标
7、状态;从当前状态向目标状态转化所需的一系列操作纽威尔和西蒙,。问题解决就是以一系列操作有时还必须探究需要进行哪些操作使得当前状态转化到目标状态。心理学家梅耶认为:当问题解决者想经过某种情境从一种状态转变为另一种不同的状态,而且问题解决者不知道如何扫除两状态之间的障碍时,就产生了问题?问题由三部分组成,即给定状态或称初始状态、初始条件、目标状态及阻止给定状态转变为目标状态的障碍。.问题的类型相对问题 和绝对问题:根据问题是否有现成的答案,可以把问题分为相对问题和绝对问题。前者已有了现成答案,只不过相对于认识主体构成了问题;后者是人类从未解决过的问题。定义明确问题? 和定义不明确问题?:根据问题表
8、述的确定程度,可分为定义明确问题和定义不明确问题。前者指问题本身具有完整的初始条件、目标状态和转换手段实际上,即使知道了从哪儿开始做,向那个方向努力,需要做什么操作,也难以肯定已经掌握了解决问题所需要的全部信息。因为一旦掌握了全部信息,也就不再存在问题。问题的自动解决“自始自终都不属于问题解决”这类问题是我们在教学过程中最经常碰到的典型的问题类型。因此,教学过程中的问题解决活动,大都是教学生如何有效地利用己知条件去实现特定目标的过程。后者具备完整的初始条件和目标状态,但不具备转换手段没有给出如何去做的限制性条件,缺少解决问题所需要的操作。化学教学中的问题,一类是以获取化学知识、技能为目的的问题
9、。解决这类问硕士荦位论文 题主要指课堂上师生共同发现问题,分析探索最终解决问题的过程;其结果是在学生头脑中形成概念,发现规律,学会方法,发展能力。另一类是应用化学知识过程中的问题,主要指练习题,用以巩固所学的知识、技能。这类问题多数是非常规性问题,化学教学中的问题常规性和非常规性兼而有之。作为问题解决中的问题,主要指非常规性问题。二、问题解决的概念教育大词典:解决问题:亦称“问题解决”。泛指机体获得对问题情境的适当反应的过程。在加涅的学习分类中。问题解决是人类学习的最高形式。其中原有的知识经验和当前的问题情境的组成部分必须重新改组、转换,其结果是获得新的规则。乔纳森认为问题解决是一个认知过程,
10、指的是问题解决者在没有现成方法的情况下,寻找可行的解决方法,从而达到既定的目标或预期结果的有效过程。问题解决强调的是:当你不知道怎么做时,你做什么综上所述,问题解决中的“解决”有两层含义:找到了问题的最后答案;找到了解决问题的方法即解决问题的步骤。所谓“解决问题”是个人运用既有的知识与技巧,针对问题情境提出多样的解决方案,再从中选择有效的方案并付诸实践,使从起点克服障碍而达到目标状态的过程。三、国内外化学问题解决的研究现状世纪初期著名的教育学家约翰提出的“问题解决五步法”是教育领域中关于“问题解决”的研究的经典开山之作。世纪年代认知心理学的发展和信息加工理论的出现,促使问题解决在心理学领域有了
11、比较大的发展。其研究成果被引入教育领域,问题解决理论开始教学中得以重视。随着教育改革的不断深入,问题解决的优势日渐突出,至今成为心理学和教育领域中的热门研究话题之一。、问题解决研究的现阶段背景自世纪年代起,“问题解决”就显现出认知心理学的理论研究与学校教育教学实践密切结合的重要特点。当今世界上的不少教育大国在其学校教育的纲领性文件中都旗帜鲜明地打起了阀题解决的旗帜。日本文部省在其颁布的“学习指导要领”年月和年月两个修订本的指导思想中都明确提出:从小学、中学到高中要通盘考虑,重视培养学生的问题解决能力。美国在其国家科学教育标准中指出,“在国家科学教育标准所构想的课堂上,称职的教师要不断地通过提出
12、问题创造机会去激发学生思考,推动科学探究活动”,“本标准号召学生培养自己发现和描述问题的能力、设计解决方案、实施解决方案以及评价解决方案的能力”。我国教育部于年月日公布的新一轮课程改革纲要中明确指出要培养学生解决问题的能力。年月教育部颁布的国家九年义务教育课程计划实验稿同样把研究性学习作为重要内容列入其中。研究型学习首次成为我国基础教学课程体系的有机构成并被纳入必修课范畴之中。作为一种学习方式的研究性学习,就是让学生以类似于科学家搞科学研究的方式进行探索性的学习:从现实情境中发现和捕捉疑问,提出问题,深入探究,在解决问题的过程中获得知识、发展能力、培养情操。、国外化学问题解决的研究现状美国、英
13、国、澳大利亚、加拿大和日本等国家的化学教育界在世纪年代即开始了化学问题解决的研究。国外的研究主要集中在如下几个方面:化学问题解决中的表征研究问题表征是问题解决者在头脑中以某种理解来呈现问题、分析问题,使问题的任务领域转化为问题空间的过程。也是问题解决者接受和转译问题的所有信息,寻找解决方法,趋向解决途径,并以一种自己更容易的方式把它们贮存或输出的过程。认为,化学问题解决过程中的表征主要有三个不同水平:宏观表征水平表征感知或可视的化学现象、微观表征水平在原子、分子水平上理解化学现象,又称微粒表征和符号表征水平用化学式或化学方程式表征化学物质或者化学变化过程。研究表明,大多数学生无法实现三个表征水
14、平之间的自由转换。而教师在教学时通常很少对表征之间的转换进行解释。、和研究发现,微粒表征在化学学习中非常重要。接受传统宏观表征与符号表征教学的很多学生虽然能用算法解决一些复杂的计算题,但无法解决使用微粒表征的简单的化学概念问题,说明算法问题的解决并不等于化学概念的理解和掌握。和对专家和新手解决化学平衡问题的行为进行研究表明,成功的问题解决者能对问题任务进行仔细的分析和推理,能使用相关的概念、原理及较高质量的程序性知识和策略性知识来进行判断,并频繁检验答案和理由是否一致。可见,问题表征是问题解决的中心环节。它说明问题在头脑中是如何呈现的。其作用体现在问题解决者只有将问题理解之后,明确了问题的性质
15、、问题的初始状硕士学位论文态和目标状态之后,清楚了解题的方向,才可能确定如何解决问题。化学问题解决中的心理模型研究、和将化学问题解决分为四个阶段:识别问题、选择适当的信息、组合孤立的信息、评价。在此基础上又提出问题解决网络的概念。问题解决网络首先将问题分解为若干个单元信息片段,然后重新组织这些信息片段,以图示的方法形象地显示如何获得问题答案的过程。由于问题的呈现方式或者选择策略不同,会有不同的网络图。有些问题可以直接从问题的信息片段中步得出问题答案。而有些问题则通过分步得出,即从部分信息片段先获得子问题的答案将部分问题信息进行组块,再将子问题的答案作为部分信息片段继续下去,从而得出问题的答案。
16、强调了在学生中设计网络图的重要性。不仅为学生提供了一种方法来组织他们的问题的解决方案,还为教师提供了学生思维表征的形式,可帮助教师找出学生解决问题时所遇困难的原因。化学问题解决中的算法和概念研究和等研究表明,许多学生对化学概念理解不充分,为了得到“正确的答案”学生们倾向于使用各种算法技巧来解决问题,而不是使用科学的化学概念进行问题解决。成功解决问题的学生比能回答包含概念的访谈问题的学生人数更多一些。有一部分学生会因缺乏概念理解而导致在解决问题时不能正确运用相关概念。运用算法的大多数学生在问题解决过程中不运用推理。、国内化学问题解决的研究现状国内早期的有关化学问题解决的研究的焦点集中在解决问题的
17、具体技巧上,教学实践中则通常采用大量的习题来训练并强化学生的解题技能。学生只掌握解决问题的算法而对问题本身或概念本身并没有深刻理解,导致学生无法应对迁移类问题,对一些新颖的问题更是无从下手。目前国内化学问题解决的研究主要涉及中学生解决各种化学教学问题计算问题、实验问题、有机问题等的思维过程及主要影响因素,专家和新手的差异,化学问题解决中的模式识别、心理模拟、问题表征、解决策略乃至问题解决教学等方面。王磊等对问题解决的心理机制进行研究后指出,化学问题解决能力的实质是系统化与概括化了的解题活动经验,即“类化了的对解题活动具有定向调节和执行调节作用的知识技能网络”。解题能力的形成、发展及其水平高低取
18、决于这个网络中各种知识技能的质量及网络的结构化水平。王祖浩对类比思维与化学问题解决的关系进行了讨论,提出必须重视求同思维和求异思维的结合,使类比思维在解决复杂的化学问题过程中发挥更大的硕士学位论文 作用。毕华林、张丙香提出了基于问题解决的化学学习模式并进行较为深入的探讨。李广洲课题研究小组对化学问题解决进行了较为系统的实证性研究后提出,问题解决的最终成功取决于个体头脑中所形成的内在表征。内在表征在工作记忆中形成,而工作记忆的容量有限,因而将内在表征以一定的外显形式即外在表征表示出来促进表征的深化,从而有利于问题的解决。陈述性知识的结构化程度的高低直接影响化学问题解决过程中操作的步骤与整体加工的
19、速度、操作的对象及问题表征、操作的可能性与质量。综上所述,目前国内外关于化学问题解决得研究已经比较深入,其成果也比较丰富,这为在中学化学教学中培养问题解决能力提供了理论和实践上的借鉴。四、化学问题解决研究的目的及意义近年来随着教育界对培养和提高学生“问题解决”能力的呼声渐长,基于问题解决的教学思想应运而生。现阶段,出现了各式各样的所谓“问题解决教学”,但是真正能够很好地以心理学的研究成果作为指导的学科教学实践还很鲜见。从目前已有研究看,研究个体问题解决的思维过程的理论成果相对丰富,而能有效指导宏观问题解决的教学实践的理论则相对薄弱,由此导致难以有效地在教学中培养、提高学生的问题解决能力。问题解
20、决式课堂教学设计主要是以问题为中心开展的,不同于传统的按知识的逻辑顺序展开的教学过程的设计。问题解决教学的特点是以问题为主要的研究对象,在以解决问题为直接目标的主动探究过程中发展能力、建构知识。在实施问题解决教学时,要紧紧围绕相关的知识结构来设计问题,使各问题之间所包含的知识内容能够多次地相互连接和交叉重叠,让学生在问题解决的过程中获得并巩固知识、训练技能。基础教育的教学改革要依靠理论研究的支撑,其改革效益的体现则依赖于教学实践的设计、优化和实施。对化学问题解决式课堂教学设计进行研究可为问题解决教学在化学课中的实践提供借鉴。硕士学位论文 第二章影响问题解决的因素研究一、问题解决过程的研究关于问
21、题解决过程的研究,早在上个世纪国外的一些专家就做过研究,并提出了问题解决过程的模式。.杜威的五步模式年提出意识到难题的存在;识别出问题;收集材料并对之分类整理,提出假设;接受和拒绝试探性的假设;形成和评价结论。多数学者认为五步模式是较客观、较系统的解决问题的方法,按此五步模式进行问题解决指导具有一定的实践意义。.奥苏贝尔和鲁宾逊的模式年提出呈现问题情境命题:明确问题目标与己知条件;填补空隙;解答之后的检验。这一模式不仅描述了解题的一般阶段,而且指出原有认知结构中各成分在解决问题过程中的不同作用,为培养问题解决的能力指明了方向。.格拉斯的模式形成问题的初始表征:制定计划;重构问题表征;执行计划和
22、检验结果。这一模式把问题解决的四个阶段有机地联系起来,形成了问题解决的过程。而且在问题解决的每一个阶段都可能产生新的问题,因此,问题解决不是线性发展的。.基克等人的一般性问题解决策略教学的模式圈式激活停止综上所述,问题解决应该包括如下几个环节:发现并明确问题、表征问题、选择策略、尝试解答、反思和评价。文坫?雠二、化学问题解决的心理机制研究王磊等通过对化学问题解决的心理机制及其影响因素的研究指出,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在问题解决活动中发挥定向调节作用,各活动环节相对应的自动化的程序性知识对问题解决起执行调节作用。实验问题的解决主要经历五个环节:问题表征,问题解析,
23、设计实验方案,实施实验方案,检验、反思与调整。影响问题解决的主要主观因素有:化学基本实验技能、化学基础知识陈述性知识、程序性知识、策略性知识。学生头脑中储存的各类实验问题解决活动的原型在问题解决中占重要地位。化学计算解题活动主要分为四个过程。即审题、解析、列式计算、检验。影响问题解决的因素有:陈述性知识包括元素化合物知识、概念原理知识、计算类问题类型及结构知识、操作性知识、基本技能包括化学基本计算技能,化学用语使用技能以及解题活动技能。研究结果表明:问题表征和策略选择、知识结构化程度以及自我监控水平的不同是导致不同问题解决者的问题解决效率产生差异的主要原因。选择有效的问题解决策略,有利于促进问
24、题解决,提高问题解决的效率。知识容量和表征水平影响了知识结构化程度,而化学认知结构决定了问题表征的深度和广度,并进而影响着解决策略的选择。自我监控的影响从解题动机、问题表征、选择并实施策略、评价到解题后的反思,渗透在整个化学问题解决过程中。王磊认为,化学问题解决能力是主体顺利完成化学解题活动的稳定的心理调节机制,即包括化学基础知识和基本技能要素。由于特定的化学问题类型及结构知识、问题解析技能等要素紧密相关,其实质就是系统化与概括化了的解题活动经验,即“类化了的对解题活动具有定向调节和执行调节作用的知识技能网络”。解题能力的形成、发展及其水平高低就取决于这个网络中各种知识技能的质量及网络的结构化
25、水平。三、化学问题解决的基本环节根据问题解决的一般阶段,问题解决系统至少包括以下几个重要环节:发现并明确问题、表征问题、选择策略、尝试解答、反思和评价。任何问题解决都以问题为起点,又以反思和评价后提出新的问题为终点。问题解决的每一个环节中都离不开问题解决者已经拥有的知识和经验。硕士学住论文 .发现并明确问题发现问题是指意识到问题的存在,明确问题是将问题以适当的方式文字语言、图形等详细表达出来。它需要问题解决者能够在较长时间内容忍问题的模糊性。实践证明,创造力强的学生,都有善于发现问题、提出问题的习惯。问题的发现受以下因素的制约:一是求知欲。求知欲强的人能在别人不能发现的问题的地方或在已有定论的
26、事实中提出问题。他们不满足于对事实的通常解释,他们对待一切问题定要寻个水落石出。二是观察力。观察是有目的、有计划、有思维活动的知觉活动。学生在老师指导下,通过观察社会、观察自然、观察实验等,来获得大量的感性知识,然后通过思维加工,继承前人的科学成果。观察范围越广,观察得越细,越能发现和提出问题。三是背景知识。知识缺乏者,不容易识别问题,不会抓住问题的主要矛盾,不能提出深刻的问题:而知识掌握得越多越深,提出的问题也会越多、越重要、越深刻。四是深思问题本质的时间。研究证明,利用充足的时间来深思问题的本质,将极大地深化识别问题的深刻性,从而有利于接下来的问题解决。.表征问题发现并明确问题以后,接着就
27、要对问题加以理解和表征。认知心理学家一般将信息在头脑中的呈现方式统称为表征。问题的表征则是问题解决者在头脑中以某种理解来呈现问题,是问题解决者接受和转译问题中的所有信息,把已知问题转化为内在的心理表示,包括问题的初始条件、目标状态以及允许的操作的表示。问题表征包括二个层次:第一层是对问题的表面加工,即应用语言学知识和事实性知识,达到对问题表达的字面理解,明确问题到底是什么。学生外在表现就是能用自己的话陈述问题的条件和目标。第二层是依靠相关的图式去识别问题类型和区分有关信息和无关信息。问题图式是从经验中抽象出来的问题结构。它有助于我们鉴别出特殊类型的新问题,并且能发现潜在的有用的解题策略。学生有
28、了相关的图式知识就能在遇到类似的问题时准确、迅速地识别问题类型、区分有关信息和无关信息。格拉赛指出,在分析问题阶段,问题解决者对原始的问题表述所形成的问题表征的质量、完整性和一致性决定了进一步思考的效率和准确性。而问题表征的这些特征是由问题解决者先前的知识及知识结构所决定的。硕士学位论文 有时原始的问题表征对问题的解决可能极为无用,这时需要对问题进行再表征,找到一种新的问题表征方式,这时问题就可以尽快解决。重新表征问题的方法有:详尽的细节或丰富拓展问题的表征;从新编码错误的问题表征:释放自己假定存在的任何限制;查看极端条件,注意特例设想更简单的问题情境,放大其结论;努力寻找类比物,找出类似的解
29、决方案;注意问题的另一面。.选择策略问题解决策略通常指选择、组合、改变或操作命题的一系列规则,是最高层次的解题方法。问题解决策略选择的合适与否直接关系到问题解决的成败和效率。解决问题的策略有“算法式”和“启发式”两类。“算法式”指习得的特定方法,是问题解决的一套规则,它精确地指明问题解决的步骤,保证能解决问题;但有些问题的算法是要系统地进行所有可能的尝试,因而解决问题过程往往比较繁琐。“启发式”指当解决者并不知道怎么直接解决问题的时候求助的一种通用的问题解决策略。和认为最重要的通用问题解决策略是手段?目标分析。手段?目标分析包括将一个问题分解为“目标?子目标”的结构。其中“目标递归策略”又称“
30、逆向工作法”,从目标状态开始分析问题,以发现需要做些什么即达到什么样的子目标。指出,应用这种递归策略,将会对短时记忆造成潜在压力,问题解决者必须有办法在头脑中表征这些子目标,实现子目标的过程将一直保存在短时记忆中。影响学生策略选择的因素有两个:学生以往解题成功的经验和原型与当前问题情境的接近程度。问题解决能力较强的学生往往采用启发式策略。选择问题解决的策略的关键是问题解决者对问题的正确表征、与问题有关知识的整理与重构、问题解决策略知识的掌握及灵活运用。.尝试解答这一阶段主要指问题解决者采取一系列行动贯彻计划如列方程式、运算、推理或进行其他操作,这一过程主要用到有关的程序性知识来完成每一个操作步
31、骤。.评价和反思评价反思包括两方面的含义:一是问题解决者在问题解决的过程中对自己问题解决行为的适时监控和评价,检查自己解决问题的过程或反省自己解决问题的思路是否与当前的问题解决状态相融合,根据自己对当前问题解决行为的认识,及时调整问题解决策略和行为;二是问题解决者在找到问题的答案之后,对问题及整个问题解决行为进行评价,整理思路、总结经验、分析不足,在此基础上发现新的问题。硕士学位论文 反思能使问题解决者更好地去理解某一策略的用途和适用范围,使他们更清楚她认识问题解决过程。通过反思和评价,个体可以明确最终解答的结果是否与预期目标相致,解决此问题应用了哪些知识,问题解决过程中用了哪些策略,哪些地方
32、遇到困难较大,哪些地方出错,为什么出错,怎样防止类似的错误再度发生等等。这一过程不仅可以评价解答过程和结果,更重要的是把获得的新的解决问题的方法、策略,通过同化和顺应两种内在认知机能,纳入原有的认知结构中,使认知结构得到丰富和完善。问题解决是个不断发生和进行的过程。对某一问题解决加以总结和评价,将是问题解决者改进解决问题技巧、提高问题解决效率的好机会。以上分析可看出陈述性知识、程序性知识和策略性知识在解决问题的每一阶段所起的作用是不同的。问题的表征即问题的表层和深层理解需要陈述性知识,包括语词知识、事实性知识、问题类型知识;执行计划阶段需要程序性知识;而解决问题过程的每一个环节都离不开策略性知
33、识。在问题表征阶段,意识到问题的条件和目标,涉及到思维的目的指向性。思维的目的指向性是个体的认知策略和反省认知的最重要标志。在思维目的指导下,制定计划,也是种策略应用的过程。完成某个解决方案、对结果的评价及对解答过程的反思、调整,同样是一种策略应用和反省认知过程。四、化学问题解决的常用策略要提高问题解决的效率,除了需要相关的知识结构、一定的思维水平外,还需要掌握一些问题解决的方法策略有效的思维策略是学生解决问题的重要手段,不同的问题解决阶段有不同的策略。.问题表征阶段的思维策略认真读题,捕捉要点。客观、准确、全面地阅读题目,理解题意,是问题表征的基本策略。仔细阅读题目,准确理解问题的己知条件和
34、目标是成功解答问题的第一步。问题中的一些关键字、词、句要进行耐心推敲和仔细体会。因为在很多情况下,题目中的一句话、一个词或一个字都能隐含某一个或深或浅的条件、过程或某种状态,这些因素是解题成功的关键。识别问题类型。问题表征的一个重要目的是运用头脑中已有的问题解决模式来识别新问题类型,以寻求解决方法。对于简单的基本的问题,比较容易识别解决。对一些复杂的问题,头脑中往往没有现成的问题解决模式可利用。而任何复杂的问题都是由简单问题所构成的,各种复杂的题型都可分解为基本的题型。因此在理解题目整体意义的基础上,要抓住问题的主要和关键部分,简约问题的内容,理硕士学位论文, 清问题的主干,突出问题的本质。把
35、复杂的问题进行合理的简约化,就容易抓住问题实质,识别出问题类型。在分析题意时可采用下列一些方法:将问题重新叙述,使之更像一个熟悉的问题;找到与眼前问题有关的熟悉问题;找到一个与眼前问题类似的但更简单的熟悉问题。问题表征是化学问题解决的关键,是解决问题的必要前提。高中学生对化学问题的表征方式有字面表征、化学表征、样例表征、形象表征、技能表征和数学表征等六种。.选择并实施策略阶段的启发式策略目的手段分析策略。现代认知心理学认为,解决问题要从起始状态开始,经过中间状态,达到目标状态。一般来说,目的手段分析包括五个主要步骤:识别现有状态与目标状态之间的差距;建立接近目标状态的子目标:寻找缩短差距的方法
36、,逐一达到子目标;经过逐步操作,最终实现总目标。逆向推理策略。逆向推理是指从问题的目标出发,一步一步推到已知条件或潜在的己知条件。其特点是方向明确,始终把未知量作为思维的出发点进行逆推。简化策略。指解决问题时,抓住问题的主要结构,省略无关情节和枝节,将问题抽象成较简单的形式,使题目中的关系一目了然,从而找到解答的路径。另外,用符号画出题目中的关键字、条件、目标也是简化问题的常用策略。类推策略。即在解决问题过程中回想自己过去曾经成功解决过的、与当前问题较类似的问题,分析以前的问题情境与当前问题在哪些方面特点上存在一致性,能够将以前的想法、做法运用到当前的问题解决之中。形象化重构策略。该策略是在解
37、决问题时先把有关问题形象化,即在头脑里用形象化了的东西来表征问题,然后用思维的方式来分析问题情景。图解策略。图解策略指通过图表把抽象问题具体化,直观化,从而搜寻解题途径。图表不仅直观、形象、利于思考,且其信息量大,概括性强,使学习者迅速而准确地求得结论。例如,元素原子层比元素原子层多个电子,元素原子核外电子数比元素核外电子总数多个,则、两元素形成的化合物的化学式为?。此题可以用图解法解决如下:显然,说明,则,则原子的层上没有电子,;所以硕士学位论文 为号元素?,为号元素?,的化合价为,的化合价为一,则所形成的化合物的化学式为。:。.评价和反思阶段的策略要想掌握有效的解决问题的思维策略,评价和反
38、思是十分重要的环节。评价的目标有:问题表征、解题依据、解题思路、解题结果。评价问题表征时,就要看是否审清题意,是否挖掘出题目中的隐藏条件;评价解题依据就应围绕题目提出的问题,在自己原有的认知结构中,寻找出从已知到未知求解时需要的定律、公式和实验原理;评价解题思路就要检验己形成的解题思路是否科学正确,还有没有新的解题方法,最佳解题途径是什么;评价解题结果,可将得到的结果作为条件,按照题意采取逆推方法,看结果是否符合己知条件,是否科学合理。五、提高问题解决能力的途径.知识“问题情境化”,提高知识在解决问题时的迁移性问题解决教学是在特定的问题情境下,师生共同经历发现问题、提出问题、分析问题、解决问题
39、的全过程,让学生在教师的帮助和指导下通过亲身实践获得情感体验和实践经验,从而更加深刻地了解知识产生和获得的全过程。将知识转化为问题情境,这是在建构主义理论的指导下产生的一种教学模式。建构性学习强调使学习者建立丰富的、复杂的、具有高度联系性的记忆表征,从而能够自主地在自己已有的背景下学习知识,对具体问题做出解答。将知识以问题的形式出现,它能以“激疑”为起点,通过学生独立探索的过程“化疑”,最后导向“成趣”的目标,点燃学生在问题情境中进一步学习的愿望与渴盼,让学生在问题解决过程中完善思维体系,将知识内化到自己的智能结构中,促成智慧升华。问题情境是问题解决教学模式的核心。教师通过设置问题情境,组织学
40、生对未知东西的探索,使学生有可能掌握比一般教学中获得的知识更概括的知识。而且这样从实践中获得的知识在解决新的问题是更具有广泛的迁移性。.加强学生问题意识的培养,提高学生发现问题的能力问题意识是指认识主体在认知过程中经常意识到一些难以解决的理论和实践问题,并由此产生的一种怀疑、困惑、焦虑、探究的心理状态。问题意识是问题解决的基础,同时它对学生知识的掌握、思维结构的优化、个性的发展和创新意识的形成等都有较大的促进作用。教师要想提高学生的问题解决能力首先要注意培养学生的问题意识。培养学生问题解决能力提倡以问题为纽带进行教育,以激发学生产生新的问硕士学位论文 题。通过学生已有的知识与新的未知知识之间的
41、矛盾冲突激发起学生对新知识的认识兴趣和探求动机。适当的问题情境能有效地引导学生识别问题、培养问题意识。.构建问题图式,提高问题表征能力根据傅小兰等的研究,问题表征经历三个阶段:问题信息的搜索和提取、理解和内化、隐喻约束条件发现。信息的搜索和提取是一个知觉过程,这种知觉过程需要有关言语知识及言语理解能力、专门知识及问题解决经验的支持;理解和内化是对觉察到的信息的深加工,它需要知识基础、思维能力和问题解决技能;隐喻约束条件发现与意识化更需丰富知识基础、联想能力和创造能力。黄巍关于化学问题解决的研究发现,学生在专业知识总量、知识结构方面与其问题表征能力存在明显关联性,他指出个体仅有一大堆知识是不够的
42、,这些知识还必须不断精制化、结构化,形成互相关联的组块,才能在形成问题表征时提取这些组块,产生有利的问题表征。学科问题表征包括外部和内部表征。外部表征是指问题情景的成分和结构,外部表征的信息只能被知觉系统觉察、分析和加工;内部表征是问题解决者构建的关于问题的认知结构,是对觉察到的问题的初始条件、约束条件的解释。对问题的内部表征能否成功是解决问题的关键,而快速形成正确的内部表征需要大量的通过样例学习建立起来的问题图式作为基础。问题图式是由与问题类型有关的原理、概念、关系、规则和操作程序构成的知识综合体,具有多层含义,并与成功解决问题密不可分:它是与问题解决有关的知识组块;它是已有问题解决成功样例
43、的概括和抽象;可被当前问题情境的某些线索激活,进而预测或猜测某些未知觉到的线索,有助于问题表征的形成;它不仅有助于问题表征的形成,而且结合了问题解决的策略、方法和程序,可以指导整个问题解决过程。具体的问题情境包含很多细节方面的信息。学生在解决这些问题时往往被这些细节所干扰,看不到深层问题结构,所以要学习和构建问题图式,才能不断提高问题解决能力。研究认为,形成问题图式需要在具体的问题解决过程中从问题表层向深层不断排除、概括和建构:“一是排除过程,从表层描述中排除不重要的细节,使得储存的信息量降低;二是概括过程,概括也会减少储存的信息,同时又会对信息进行改造;三是建构过程,建构不再是减少而是增加信
44、息,包含对未直接表述的蕴涵信息的推断”。这些过程的反复,即不断进行样例学习,就会形成、丰富和发展问题图式。有问题图式作为心理基础,问题表征就成为可能。硕士学位论文 .督促问题解决中的自我提问,提高元认知水平元认知的实质就是人们对认知活动的自我意识和自我控制。在具体学习中,人们能够对学什么、如何学、何时学、何地学及达到何种学习结果产生明晰的自我意识和自我体验等,就是元认知的作用。自我提问法就是在元认知训练中通过提供一系列问题单提醒学生自我反省而提高问题解决的能力。习题教学中,通过教会学生熟练应用“问题解决思维策略自我提问卡”这一具体途径,可以有效地帮助学生提高其自身的元认知水平,进而最终促进学生
45、独立解决化学问题能力的发展。其主要过程分以下四步进行:问题解决前的自我提问?弄清问题、拟定计划下述问题清单有助于学生判定自己是否存在仔细、深入地分析了题意,是否明确问题本质所在,直至头脑中形成一个清晰的问题解决计划:这个问题是什么己给了我们哪些信息已知、未知之间的关系是什么一一如何架设由已知通向未知的桥梁这些信息对我们有什么用以前解题经验有无利用价值?过去解决过这类问题吗是否见过相同的问题而形式稍有不同是否知道一个与眼前问题类似的但更简单点、更熟悉点的问题能否构造出待求问题的图示情景一一能画出一张图来说明问题或表征问题能否选择相关的概念、规律、方法及同类型问题的解决经验来解决问题我们的计划是什么还有其他的办法吗问题解决中的自我提问?模式选择、逻辑推理教学实践表明,制定解题计划亦即寻找化学问题的解决思路才是问题解决的中心环节,在这一阶段,学生可以向自己提问:是否充分利用了题目所给的已知条件是否深刻挖掘出问题隐含的其他条件是否选择和启用了合适问题图式是否灵活且坚毅地进行双向推理利用顺向思维推理能知道更多的供选使用的已知条件,使用逆向思维推理能更加明确思维的方向,而双向推理则结合了两方面的优势,它使起始状态和目标状态相互逼近我们的目标变了吗现在的目标是什么我们的思路对吗我们正在逐渐接近目标吗
