（课程与教学论专业论文）新课程下化学问题解决教学设计研究.pdf

摘要 自2 0 世纪7 0 年代起，问题解决就开始进入教学领域，并和学校教学实践密切 结合。以“问题解决”为中心的教学设计也正是通过问题来培养学生的学习兴趣， 使学生在分析和解决问题的活动中增进对知识的理解和掌握，同时也能有效地培养 学生良好的问题意识和创新精神。 本文综合运用了历史法、文献法、问卷调查法、访谈法等多种研究方法从以下 几个方面对中学化学问题解决的教学设计做了阐述。 前言：阐述了当前教育现状和新课程的理念，并简单介绍了化学问题解决教学 的定义，指出了课题研究的意义。 第一部分：叙述了课题的由来，介绍了国内外问题解决教学设计研究的现状， 并指出了现在问题解决教学研究中存在的问题。 第二部分：从“问题”的定义、何谓“问题解决”和问题解决教学设计三方面 论述了问题解决教学设计的理论基础。 第三部分：对中学生化学问题解决能力现状进行了调查，通过对调查结果的分 析，提出了在中学化学教学中培养学生问题解决能力的方法。 第四部分：提出了化学问题解决教学设计的原则和教学设计中应注意的问题， 并依据问题的类型设计了几个具体的案例。同时，也提出了对问题解决教学设计的 展望和反思。 结束语：指出了此研究的适用范围和不足之处。 关键词：新课程化学问题解决化学教学设计 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s a b s t r a c t s i n c e1 9 7 0 s ，t h e p r o b l e m s o l v i n g b e g i nt oe n t e rt h ed o m a i no fs c h o o lt e a c h i n g , a n d q u i c k l ym a k ec l o s e l y c o m b i n a t i o no ft h ee d u c a t i o n p r a c t i s e t a k e t h e ”p r o b l e m - s o l v i n g ”a st h ec e n t r a lt e a c h i n gd e s i g nt h r o u g ht h ep r o b l e mt od e v e l o p m e n t s t u d e n t ss t u d yi n t e r e s t ，l e tt h e mc o m p r e h e n dk n o w l e d g ea n dc o n t r o li nt h ea n a l y s i sw i t h t h ep r o b l e m s o l v i n ga c t i v i t y ，a n di nt h em e a n t i m ef o r mt h e i rg o o dh a b i to f a n a l y z i n ga n d s o l v i n gp r o b l e m se f f i c i e n t l y t a n dd e v e l o pt h e i ri n n o v a t i o nc o n s c i o u s n e s s t h i sa r t i c l e t o t a l l yu t i l i z e d t h eh i s t o r i c a l m e t h o d ，t h el i t e r a t u r em e t h o d ，t h e q u e s t i o n n a i r es u r v e yp r o c e d u r e ，t h ei n t e r v i e wm e t h o d ，a n ds oo n a l lo ft h e s er e s e a r c h t e c h n i q u e sh a v em a d et h ee l a b o r a t i o nf r o mf o l l o w i n gs e v e r a la s p e c t st ot h e c h e m i c a l p r o b l e m s o l v i n g ”i nm i d d l es c h 0 0 1 p r e f a c e ：e l a b o r a t e dt h ec u r r e n te d u c a t i o np r e s e n ts i t u a t i o na n dt h en e wc u r r i c u l u m i d e a , a n di n t r o d u c e ds i m p l yt h ed e f i n i t i o no fc h e m i c a lp r o b l e m s o l v i n g ，p o i n to u tt h e t o p i cr e s e a r c hs i g n i f i c a n c e t h ef i r s tp a r t ：d e s c r i b e dt h ec a u s eo ft h et o p i c ，l o o kb a c kt h eh i s t o r ya n dp r e s e n t c o n d i t i o n s e so fr e s e a r c ha th o m ea n da b r o a do nt h e d e s i g n o ft h ec h e m i c a l p r o b l e m s o l v i n g ，p o i n t e do u tt h ep r o b l e mc u r r e n t t h es e c o n d p a r t ：f r o mt h e d e f i n i t i o n o f ”p r o b l e m ”，w h a ti s m e a n tb y ”t h e p r o b l e m s o l v i n g ”，d e s i g no f t h ec h e m i c a lp r o b l e m - s o l v i n gt h r e ea s p e c t st oe l a b o r a t et h e c o d e sf o u n d a t i o no f p r o b l e m s o l v i n gd e s i g n t h et h i r dp a r t ：b a s i so nt h ei n v e s t i g a t et ot h ec h e m i c a lp r o b l e m s o l v i n go ft h e s e n i o rm i d d l es e h o o l ，i n d i c a t e dt h ee x i s t e n t p r o b l e m ，p u tf o r w a r dt h em e t h o dt o t r a i n i n gt h es t u d e n t sp r o b l e m - s o l v i n gi nt h ec h e m i c a lt e a c h i n g t h e 1 i r dp a r t ：p u tf o r w a r dp r i n c i p l ea n dm a t t e r sn e e d i n ga t t e n t i o no ft h ed e s i g no f c h e m i c a lp r o b l e m - s o l v i n g , a n dd e s i g ns e v e r a lc o n c r e t eo fc a s e a c c o r d i n g t ot h e p r o b l e m st y p e s i m u l t a n e o u s l y , p u tf o r w a r dt oo u t l o o ka n di n t r o s p e c to ft h ed e s i g no f c h e m i c a lp r o b l e m s o l v i n g e n d i n gw o r d s ：p o i n t i n go u tt h es c o p ea n dp r o b l e mo ft h em e t h o di ne d u c a t i o n p r a c t i c e k e y w o r d ：n e wc o u r s e ；c h e m i c a lp r o b l e m s o l v i n g ；d e s i g no f c h e m i s t r yt e c h i n g 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原制性声明 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 集体已经发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。 作者签名：黼 日期：切斧朋必日 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都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。同时授权 中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通 过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：蝴 作者签名：竹生谣 ，霹 日期：矽。译月2 驷 导师签名：渤公 日期：d 譬月弓才日 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 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。回重逾塞堡銮后进卮! 旦芏生；旦二生；旦三生筮壶! 作者签名：懈 日期：沙0 7 年j 月站日 导师签名：搠今 日飙。蛩月了。日 前言 新课程的核心理念是为了每一位学生的发展。世界各国的课程改革都把目标指 向学生以能力和个性为核心的发展。我国课程改革也明确提出【l 】要培养学生的搜集 和处理信息的能力，获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、交流和合作的能 力以及创新的能力，同时，在教学中培养学生对自然和社会的责任感，提高学生的 科学素养。 然而，我国传统的化学教学从内容到模式上都过分强调化学学科自身的结构， 课程内容“难、繁、偏、旧”，明显地具有专业化的特征与趋势，并倾向于应试教 育。就教学过程而言，传统的化学课堂教学过于重视知识传授，用知识结果代替知 识过程，死记硬背，机械训练；从处理教材的角度看，几乎所有的概念、原理、具 体元素化合物知识都当作定论呈现给学生，没有给学生留下发展、创新的空间，不 少学生只会考试，一碰到实际问题就不知所措，其最终结果是学生的学习兴趣和积 极性被大大扼杀，对学习感到厌烦和不满，创造性被泯灭，培养学生的分析问题和 解决问题的能力更无从谈起。这种传统的、线性的、封闭的课堂与教学的设计受到 了越来越多的质疑，多维度、多视角的注重学生主体性学习的课程与教学设计范式 不断生成口】。问题解决教学就是其中的一种。 问题解决教学【3 】就是以问题为中心，注重学生的自主探究活动，着眼于创造性 思维和实践能力的培养。它最本质的特征就是使学生在“问题”的驱动下，以积极 的态度，自行探究，综合运用已具有的化学基础知识和基本技能，通过搜集信息、 处理信息，积极思考，合作交流创造性的解决来自学习过程中或实际生活中的新问 题。 首先，化学问题解决不仅可以培养学生学习的主动性，完善和发展学生的各种 学习能力，而且还可以进一步发展学生的辨证思维能力和创造性思维能力。在不断 的化学问题解决过程中，学生思维的深刻性、批判性和灵活性逐渐得到锻炼和加强， 怀疑、批判、发展、创新的科学精神得以培养和形成。 其次，化学问题解决教学能让学生有机会在真实的问题情景f 4 】( 包括模拟的问 题情景) 中进行学习，帮助学生优化他们的学习方式和思维方式，提高学习效果， 让学生真正能运用所学知识解决实际生活中问题，而不是只会学习和考试的书呆 子，真正体现了新课改的理念和精神。 培养学生的化学问题解决能力不仅是化学学科的重要任务，也是化学教学中实 施素质教育的主要组成部分。本研究立足于最新的教学理论，结合心理学的观点， 对中学生化学问题解决的教学设计做了较为系统的阐述，对于新课程理念下中学化 学教学中培养学生各种能力、全面提升学生的科学素养具有积极的指导意义。 2 1 1 课题的由来 1 课题的确立 我国的课程改革正在由点到面逐步铺开，人们在接受新课程理念、改变旧观念 的同时，心里或多或少的都有一些担心：新课程改革在改变传统教学过于重视知识 传授的现状，发展学生的创新能力的同时，会不会把中学教学引向另一个极端? 因 为在历次改革的进程中，“钟摆现象”是难以避免的，由此给教学带来的损失、造 成培养的学生质量下降也是我们最不愿意看到的。如何在实施新课程过程中实现教 学的“平衡”是保证教学改革不走弯路、平稳发展的一个关键问题。但是这个问题 在课改的过程中一直困扰着广大教育实践者。我们经常看到许多学校和教师在“两 难”情景中徘徊 3 】：当他们依据新教育理念促进学生能力和创造性发展时，发现学 生的基础知识水平在下降；依据传统的教育方式狠抓学生的“升学率”时，却发现 学生的整体素质在下降。以往，为了这种“失衡”状态的改变或理想境界的实现， 理论研究专家们总爱用“既要突出又要突出”或者“既不能过分强调 又不能过分强调”之类的警句作为“妙方”。然而，在实际的教学过程中，教 师很难做到“即又”，往往不是偏向这边，就是倾向那头，实在难度太大。 于是，在家长和升学率的压力下，“轰轰烈烈搞素质教育，扎扎实实搞应试教育” 就成了很多学校和教师的选择。我们为了了解高中生问题解决能力的现状而进行的 调查也证明了这一点：大部分高中生对课本和复习资料上的习题解决的较好，但是 对模拟实际生活问题和实际生活中的问题解决能力很差，有的甚至不知道如何下 手。 “问题解决”教学就是在这种状况下的最好选择。它可以让我们换一个角度来 思考问题，可以选择从“二元”到“多元”，这样的话我们所寻找的平衡就不是通 过找到“二元之间的一个平衡点”来实现，而是通过“多元”来实现。表现在“问 题解决”教学中，一个重要的原则就是要求教师必须为学生提供一系列多种多样多 层次的“问题”，使学生既有解决学术性问题的机会，也有解决模拟现实生活问题 和现实生活中问题情景的机会。不同类型的问题体现不同的认知水平和教学价值 观，指向不同的具体的教学目标( 包括传统教学所重视的基础知识，也包括学生的 实践能力与创造性，发展学生的情感、态度和价值观) 。这样不仅能使学生掌握传 统教学所重视的基础知识和基本技能，还能发展学生分析问题、解决实际问题的能 力和创新精神，真正实现新课程理念所要求的三维目标( 知识与技能、过程与方法、 情感态度与价值观) 。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外对问题解决教学设计的研究 对“问题”以及“问题解决”的关注可以追溯到古希腊，问题解决方法的形成 是当时人们关注的焦点，人们很早就懂得采用分析和综合的方法、步骤解决几何学 的问题 3 】。但对“问题解决”进行科学的系统的研究是从心理学行为主义流派开始 的。他们的研究以二十世纪中期的“认知革命”为标志可将其划分为前、后两大阶 段【5 】。第一阶段：“认知革命”前的问题解决研究基本上都是用实验方法进行：著名 的美国行为主义心理学家爱德华桑代克( e d w a r dl t h o r n d i k e ，1 8 7 4 1 9 4 9 ) 的迷 笼实验以及由此产生的“刺激一反应学习理论”。格式塔学派心理学家苛勒( k o h l e r ， 1 8 8 7 1 9 6 7 ) 的黑猩猩实验以及由此产生的“顿悟说”等等，但他们的研究主要是 有关动物的问题解决行为，而且基本上是对问题解决过程进行静态的、经验的描述， 缺乏实证检验。二十世纪五六十年代，作为对行为主义的反动，主要在美国兴起了 一场所谓的“认知革命”，以后的研究开始深入探讨问题解决的心理机制，主要是 信息加工理论。到目前为止，信息加工理论的问题解决研究又可以分为两个阶段， 第一阶段主要是二十世纪六七十年代，是“纯粹”信息加工的问题解决研究，研究 所使用的材料主要集中在定义良好的语义贫乏问题或转换问题，即几乎不需要问题 解决者相应的专门知识的问题，如算术迷题、智力游戏等，并提出了几种通用的问 题解决的策略；第二阶段是从二十世纪八十年代早期开始，主要使用涉及知识层面 的问题解决，人们开始重视知识的作用和问题解决过程中的知识获得。同时，这个 时期的研究有一个很重要的特点就是从纯理念的研究走向与学科教育相结合。最成 功的就是研究数学、自然科学等学科问题解决中的心理学问题。但是，把“问题解 决”作为新教育理念的体现系统地运用于教学领域，是从二十世纪八十年代开始的。 在这方面，影响较大的是g 波利亚( g o u r a g ep o l y a ) 。波利亚很早就认识到问题 解决的重要作用，又在八十年代首先倡导在数学教学领域采用“问题解决教学”。 由此，“问题解决”走向了与学科教学相结合的道路。问题解决在教学中的进一步 运用与建构主义热潮的兴起有很大关系。在建构主义学习理论中，“问题”是建构 学习的载体，建构主义教学改革的基本思路是“基于问题解决来建构知识，基于问 题解决来学习”。此外，在问题解决教学领域中贡献较大的还有著名美国教育家约 4 翰杜威( j o h nd e w e y ) 的“问题解决五步教学法”、美国教育心理学家布鲁纳的“发 现学习法”、前苏联教育家马赫穆托夫的“问题解决”教学法等等。 当今世界上的不少教育大国也在其学校教育的纲领性文件中旗帜鲜明地打起 了问题解决的大旗，并积极提倡教学要培养学生的问题解决能力f 6 j 。美国数学教师 协会在1 9 8 0 年就明确提出要把“问题解决作为数学教育的核心”：日本文部省颁布 的“学习指导要领”是规定中小学各科教育内容的，在其1 9 8 9 年和1 9 9 8 年的修订 本中都明确指出：从小学到中学都要重视培养学生的问题解决能力；英国在新一轮 的课程改革纲要中也指出：培养学生的六项技能之一就是问题解决的能力；韩国在 新一轮课改中也明确提出要以提高学生解决问题的能力为宗旨。我国台湾地区的课 程改革中也明确提出要培养学生独立思考和解决问题的能力。显然，问题解决在事 实上已经成为了一个世界性的潮流。 1 2 2 国内对问题解决教学设计的研究 问题解决在国内的研究起步比较晚，直到2 0 世纪八十年代以来，认知心理学 在国内大量传播时，才进行了一些关于问题解决的研究，其中研究工作比较深入的 有清华大学的张建伟【7 1 ，他对建构性学习、基于问题式学习和基于问题解决的知识 建构等方面的研究比较系统，但他的研究偏重教育心理学方面，主要是基础理论方 面的研究，对中学化学问题解决教学的实践指导性不强。此外，还有北京师范大学 的辛自强从事认知方面的研究，华东师范大学的梁平从事问题解决的教学设计方面 的研究，他们都是从心理学角度来研究“问题解决”的。在学科教学的研究中数学 方面的研究最多，这与国际数学界重视数学问题解决有很大关系。数学方面的系列 研究成果可为我们化学问题解决教学提供参考和借鉴。 随着新课改的进行，旨在培养学生的独立认知能力和创新能力的问题解决教学 理论正在逐步成为“教师的益友”。有关化学问题解决教学方面的文章也开始逐步 增多 4 1 。如“原型”在高中生化学问题解决活动中的作用( 学科教育，2 0 0 2 ( 5 ) ) ， 主要是通过“电化学”化学问题解决，研究问题解决过程中原型经验的重要作用。 化学问题解决的过程性探讨( 化学教学，2 0 0 5 ( 1 - 2 ) ) ，主要是研究化学问题解 决过程；自我监控策略运用于“化学问题解决”初探( 化学教学，2 0 0 5 ( 7 - 8 ) ) ， 主要是讲如何在实际教学中进行元认知训练，提高学生的问题解决能力。化学问 题解决的研究及对教学的启示( 化学教育，2 0 0 5 ( 8 ) ) ，主要是指化学解题方面的 研究。高中生有机化学问题解决思维策略课堂训练的实验研究( 湖南师范大学硕 士学位论文，2 0 0 5 ) ，主要是研究学生有机化学解题思维活动特征，提高学生有机 化学问题解决的能力。化学问题解决式课堂教学设计的研究( 华中师范大学硕士 毕业论文，2 0 0 4 ) ，主要是研究化学问题解决课堂教学设计案例在实践中的运用。 另外，把问题解决与化学学习结合起来的系统著作也开始出现了，主要以化学问 题解决研究( 李广洲、任红艳，2 0 0 5 ) ，化学问题设计与问题解决( 王祖浩、张 天若，2 0 0 3 ) 为代表作。这两本书对化学问题解决进行了详细的诠释与研究，是国 内化学问题解决研究的权威之作。 1 2 3 国内外研究中存在的问题 纵观国内外问题解决研究的现状，我们可以发现，关于问题解决的研究通常分 为两个部分：一是关于学生解决问题时的心理机制的研究，这较多的倾向于认知心 理学理论的应用；二是关于教学过程中开展问题解决活动的研究，这主要是教学论 领域中的实践操作性研究。国外问题解决教学在开始阶段主要是心理学家在研究， 较偏重于理论方面，随着理论研究的成熟，开始在各个学科实践，他们的实践是实 际问题解决教学，可以为我们的教学设计提供借鉴，但是不是很适合我们中学化学 的课程内容和学习时间，不能完全照搬；国内的研究刚起步时多是翻译国外理论研 究的成果，随着新课程改革的进行，关于化学问题解决教学的研究也开始增多。教 学论的专家主要是做系统理论的研究，一些教育实践者也开始在教育改革实验中对 问题解决中的某一方面进行研究，但是，对教学过程中的问题解决教学设计进行全 面深入的研究还比较少，缺乏对中学化学课堂教学的指导。 6 2 问题解决教学设计的理论基础 2 1 问题与问题解决 2 1 1 何谓“问题” 要研究问题解决首先要弄清楚“问题”是什么。古今中外，不同的学者有不同 的观点：格式塔心理学家唐克尔( k a r ld u n k e r ) 认为【l5 】“当一个有机体有个目标， 但又不知道如何达到目标时，就产生了问题”。美国的心理学家纽威尔和西蒙对问 题所下的定义是【16 】“问题是这样一种情景，个体想做某件事，但不能马上知道对这 件事所采取的一系列行动，就构成问题”。认知心理学家梅耶认为 6 1 ：当问题解决者 想让某种情景从一种状态转变到另一种状态，而且问题解决者不知道如何扫除这种 障碍时，问题就产生了。他还提出一个问题由三种成分组成：给定状态、目标状态 以及阻止由给定状态转变为目标状态的障碍。多数心理学家认为问题包括这三种基 本成分。加涅则认为 1 7 t “对学生而言问题是：( 1 ) 新的，即呈现的是不熟悉的情景： ( 2 ) 在学生的能力范围之内，即在学生先前学会的知识和技能的范围之内时最有 效”。张大均主编的教育心理学中认为【ls 】“问题是一种情景。一般来说，它不 能直接用已有的知识解决”。综合以上这些定义，我们可以这样认为：“问题”就是 个体确定目标，又不能直接达到目标时所处的情景。 从教学的角度说，问题应该是能够引起学生思考的，学生想弄清楚或力图说明 的东西。一个教学问题至少应具各三个条件1 1 9 1 ：第一，它必须是学生尚不完全明确 的或未知的，要让他们在解决问题的过程中发现他们不能很快的和直接的解决，从 而引起学生认知上的矛盾和疑惑。第二，它必须是学生想搞清楚或力图认识的，要 能够引起学生的探究欲望，并亲身卷入问题的探究之中，在解决问题时做出努力。 第三，选择的问题应在学生的“最近发展区”内，与学生的认知水平相当，要能够 让学生通过自己的努力，经过探索可以解决问题。 从问题内容的复杂长度来分，我们也可以把问题分为一般问题和复杂问题 1 9 】： 一般问题是指那些常规性的，容易解决的问题。当一般问题呈现在学生面前时，学 生可根据提供的必要和相关的信息，利用已掌握的信息和基本知识，采用某种方法 或模范教材中解决问题的方法，找到解决一般问题的途径。复杂问题是指含有许多 未知的、模棱两可的或混淆不清的成分的问题，学生在解决复杂问题的过程中，必 7 须展开调查研究等一系列工作，运用观察、研究、收集信息、分析信息、提出假设、 验证假设等一系列理解问题、分析问题和解决问题的知识和技能，才能找到解诀问 题的思路或途径。例如关于浓硫酸的学习，我们可以提出很多相关的问题，如“浓 硫酸的性质有哪些? ”就是一般性问题：“自行设计实验区分浓稀硫酸”就是复 杂问题。 从教学中实际问题的真实性水平来分，我们可以把问题可分为三个层次【2 0 】：l 、 学术性问题。此类问题的结构良好，解决问题所需的知识在书本范围内。传统教学 中的问题绝大部分属于此类。对于习惯传统教育的学生来说，学术类问题看起来相 当熟悉。2 、情景性问题。这类问题是置于真实生活的角色，要求学生在基于现实 或幻想的情境中扮演这些角色。这类问题的解决可以涉及多个学科知识的联合和运 用。3 、生活性问题。这些问题是要现实生活中的人或组织解决的，需要现实解答 的实际问题。通过解决这类问题，学生可以获得完善的分析问题和解决问题的能力， 但这类问题的教学数量不能多，否则会超出大多数教师和学校的精力和时间了。问 题解决教学【2 1 】涉及这三类问题其问题的真实性程度与教学目标的结构及层次成正 比，即：问题越真实，对学生综合素质的要求越高。因此教师要根据教学目标的特 点、类型与层次，来决定问题的真实性程度。 在实际的化学教学中，设计的问题应适应学生的身心发展水平，以学生已有的 知识经验为基础，以教学内容为依托，促使学生获得知识和各种技能【2 “。此外，对 高年级的学生来说，可适当增加复杂问题或生活性问题的比例，这样学生在做进一 步研究时，会懂得一个问题有多种有效的解决方法，并能获得完善的分析问题和解 决实际问题的能力。 2 1 2 什么是问题解决 认识论对于“问题解决”的研究成果，心理学关于“问题解决”的论述、多元 智能理论下问题解决的研究以及建构主义有关“问题解决”的观点，都有助于我们 对最基本的“问题解决”的理解，从而成为“问题解决”教学的借鉴理论和支撑依 据。本文主要是研究建构主义理论下的“问题解决”教学，故在此主要介绍建构主 义理论下的“问题解决”，对认识论、多元智能和心理学下的问题解决只作简要的 论述。 2 121 认识论下的问题解决 按辩证唯物主义认识论的观点2 孤，问题解决也是以马列主义认识论的反映论和 矛盾论作为哲学基础的。马列主义认识论认为，人认识事物的过程不仅是从感性认 硕士擘位论文 m a s t e r st h e s l s 识，也能依概念、范畴、原理、规律来对客观现实作出理性反映即创造性反映，而 这种创造性反映的基础就是矛盾，矛盾又表现为“问题性”，即以问题的形式呈现 在人的脑海中。就是说，客观对象的辩证矛盾经过人认识过程本身可以被感知为逻 辑思维中的矛盾，即被感知为理论性问题，解决逻辑矛盾就是解决问题的过程。 问题解决教学【2 4 】要解决怎样的问题呢? 按辩证唯物主义认识论的观点，问题是 从被认识的客体中产生的，问题法教学中解决的问题是在被认识的现象的性质当 中隐藏着的，问题离不开“问题情境”。问题情境是以客观矛盾的存在为基础的，教 师的工作是把客观现实的问题情境与引起学生的问题的可能性统一起来进行考虑 和选择。 2 1 2 2 心理学理论下的问题解决 问题解决是一种极为复杂的心里活动。在心理学界对问题解决的研究进程中， 行为主义、格式塔学派、认知主义学派等都曾经进行过实验并给出自己的理论解释； 从早期的桑代克( t h o r n d j k e ) 到纽威尔和西蒙( n e w e l l s i m o n ) ，众多的心理学 家都为问题解决理论的完善作出了自己的贡献。我们可以将他们归纳为基本的四类 1 3 ：联结说基于联结理论，重视过去的经验和错误。完形说重视问题解决过程中的 顿悟，信息加工模式则重视问题解决的策略，现代认知说基于人类问题解决的实际 过程，重视“问题图式、问题表征”在解决问题中的作用。总之，他们关于问题解 决理论方面的不同观点及其丰富的研究实践能给现在正在研究问题解决的人们以 启迪。 大多数心理学家认为问题解决的一般心理过程分为以下五步：( 1 ) 发现问题； ( 2 ) 了解问题的性质，这是问题表征的第一步，从了解问题的性质到决定如何寻求； ( 3 ) 根据问题指明的条件，收集相关信息，寻求有关知识经验的储备：( 4 ) 解决问题 的行动：( 5 ) 检验，评价。 2 123 多元智能下的问题解决 多元智能理论【2 5 】( t h et h e o r yo fm u l t i p l ei n t e l li g e n c e s ) 简称m i 论，1 9 8 3 年 由美国哈佛大学霍华德加德纳教授在智能的结构一书中提出，其理论的核心 是：人的智力结构是多方面的，在每个人的智力结构中，包含有一语言智能、数理逻 辑智能、空间感知智能、音乐智能、肢体运动智能、人际交往智能、内省智能和自 然观察智能。加德纳认为智能就是解决问题的能力，每个人都不同程度地拥有彼此 相对独立的八种智能，而且每种智能有其独立的认知发展过程和符号系统。对教学 而言，问题解决教学的主体( 学生) 都是独特的，每个人的智能构型不同，智能的 强项不同，认知风格和认知兴趣等也各不相同，因此他们理解、处理、利用信息和 9 解决问题的方法、思路、策略也各有差异。所以我们在教学过程中要允许学生根据 自己的认知特点来认识事物，选择适合自己的强项智能来解决问题。相应的我们采 取的教学方法和手段也就应当根据教学内容和教学对象而体现灵活性与多样性，根 据不同的教学对象和教学内容采取不同的教与学的方式，即使相同的教学内容也可 以通过不同的方式和手段来解决其中的问题。教师的职责就是提供多元的教学情 景，使学生能够选择适合自己智能特点的有效方法解决问题，促进多元潜能的开发 和发展。问题解决教学把多种智能领域放在同等重要的位置上，使人人可以用适合 自己的方法去学习、解决问题，从而更好地运用并发展自己的各种智能。问题解决 教学中，教学情境创设新颖，激活了学生的潜能；教学过程中系列问题的设计，有 利于学生各自发展智能强项，重视智能弱项( 取长补短) ，在问题解决的过程中， 教、学方法灵活，有利于学生在问题解决学习中保持注意，发挥发散思维。 2 1 2 4 建构主义理论下的问题解决 建构主义教学理论【捌以建构主义认识论和建构主义学习理论为基础，建构主义 作为认识论可以追溯到古代哲学家苏格拉底和康德，作为学习理论则跟杜威、维果 斯基、皮亚杰、布鲁纳等人有关。建构主义作为教学理论并在国际教育界和心理学 界凸现出来是2 0 世纪9 0 年代的事。建构主义强调知识的主观性、动态性和社会建 构性，并认为知识是由学生主动建构的，而非教师灌输的结果，学生是知识意义上 的主动建构者，在这个过程中，学生是学习的主体，教师则由教学活动唯一的主角 转型为学习活动的辅助者、学生的合作者、教学的设计者。对于学习结果的评价， 建构主义强调评价是评价者和被评价者“协商”进行的共同心理建构的过程，学生 也应是评价的参与者、评价的主体，并采取多样化的评价方式，但基本方式应是质 性评价，评价应具有变通性、弹性化和多元化的特点。依据这些观点，建构主义取 向的“问题解决”提出了一些新的教学原则【1 9 】：( 1 ) 把所有的学习任务抛锚在较大 的任务和问题中。也就是说，学习者清楚地感知和接受学习活动与较大复杂任务的 关系。( 2 ) 支持学习者对问题和问题解决过程的自主权。学习者不仅应该确定所要 学的问题( 注意：如果是教师确定的问题，应让学生感到这就是他们本人的问题) ， 而且必须对问题解决过程拥有自主权。教师应该刺激学生的思维，激发他们自己去 解决问题，而不是告诉他们问题的结果。( 3 ) 设计任务和学习环境。真实的活动是 建构主义学习环境的重要特征，我们要根据课程计划和教学环境尽量设计真实的教 学情景，同时还要设计能激发学习者思维的学习环境。( 4 ) 提供机会并支持学习者 对所学内容和学习过程提供反思，同时以质性评价为主，为学习者提供多样化的评 价方式。 1 0 在建构主义理论指导下的“问题解决”教学主要有以下几种教学方式l z ，j ： 支架式教学：这种教学方式主要是在学生现有知识水平和学习目标之间建立一 种帮助学生理解的支架，在这种支架的支持下帮助学生一步步把学习从一个水平提 升到另一个水平，真正做到使教学走在发展的前面。支架式教学主要由以下几个环 节组成：搭脚手架，即围绕学习主体建立概念框架；进入问题情景；让学生独立探 索；进行小组协作学习；对学习效果进行评价。 抛锚式教学：又称实例教学或基于问题的教学，它是一种以真实事例为基础， 让学生在真实环境中去感受、体验的教学方式。其主要目的是“使学生在一个完整、 真实的问题背景中，产生学习的需要，并通过镶嵌式教学以及学习共同体中成员闻 的互动、交流，凭借自己的主动学习、生成学习，亲身体验从提出问题到解决问题 的全过程”。抛锚式教学由以下几个环节组成：创设情景；确定一个与当前学习内 容密切相关的问题作为学习内容，选出的问题就是锚，这一环节的作用就是“抛锚”； 自主学习：协作学习；效果评价。 认知灵活理论和随机通达教学：认知灵活理论是建构主义的一个分支，它主张 不仅要提供建构理解所需要的知识基础，还提倡要给学生广阔的建构空间。它把问 题分为结构良好领域的问题与结构不良领域的问题，前者的解决过程和答案都是稳 定的，而后者则没有规则和稳定性，需要根据具体的问题情景，通过多种知识和技 能的综合应用而加以解决。根据这个观点，斯皮罗等人( s p i r oe ta 1 1 9 9 5 ) 按照学 习达到的深度不同，把学习分为初级学习和高级学习，初级学习只要求学生知道主 要的概念和事实并在考试中加以应用即可，而高级学习则是要学生把握概念间的复 杂关系，并能灵活的运用到具体情况中。随机通达教学就是适合高级学习的教学。 这一教学方式认为对同一内容的学习要在不同的时间进行，每次的情景都是经过改 组的，且目的不同，分别着眼于问题的不同侧面，有利于学习者针对具体情景建构 用于指引问题解决的图式。它主要包括以下几个环节：呈现基本情况随机进入 教学思维发展训练小组协作学习学习效果评价。 总之，建构主义不仅主张以“问题解决”作为学习的载体，而且强调在教学中 让学生亲自实践来解决问题，通过开放性问题来促进学生进行自由讨论，学生通过 亲身实践来体验活动过程，与教师共同反思和评价活动效果，共同享受问题解决成 功所带来的愉悦。而问题解决教学也最能体现建构主义所强调的主动性、情景性、 合作性、建构性四大特征。也正因为如此，建构主义教学改革的基本思路是：基于 问题解决来建构知识，通过问题解决来学习。 2 2 问题解决教学设计的理论基础 在西方，教学设计理论【2 8 】自第二次世界大战后开始受到重视。“第一代教学设 计理论”主要是以加涅为代表，自2 0 世纪8 0 年代开始成熟。1 9 8 5 年加涅学习的 条件和教学论一书的论述中把问题解决作为智慧技能的最高层次，并提出了相应 的教学设计理论与技术，同时研究者把研究热点集中在问题解决的思维策略训练和 学科问题解决能力的培养上，关注不同类型的知识对问题解决的影响，发现策略性 知识对问题解决起着关键作用，并由此提出了一系列提高问题解决教学效率的策 略。到了2 0 世纪9 0 年代，随着计算机、网络技术在教学领域的应用和发展，“第 二代教学设计理论”迅速崛起。在这样的背景下教学设计专家更加关注问题解决教 学设计的研究。由于问题可分为结构良好问题和结构不良问题( 或定义良好和定义 不良问题、或辐合思维问题和发散思维问题、或常规问题与非常规问题) ，故问题 解决教学设计模型也可分为两类。这两类教学设计模型的理论基础及复杂程度有所 不同，但他们是同一连续统一体上的两点，并不互相矛盾，而是互相补充，分别适 用于不同的教学内容。j o n a s s e n ( 1 9 9 7 ) 的模型包括：以信息加工理论为理论基础 的结构良好问题的教学设计模型，和以建构主义为理论基础的结构不良问题的教学 设计模型。m a y e r ( 1 9 9 4 ) 认为，常规问题与解题者己解决的问题完全一样或非常 相似。学生在学校中经常解决的常规问题及教科书中的“练习题( e x e r c i s e s ) ”。 而非常规问题就是创造性问题。他认为，大多数学者用术语问题解决指创造性问题 解决。 依据现代化学教学设计理论，问题解决的教学设计分为以下四个环节【z ”： ( i ) 明确并陈述教学目标，提出要解决的问题：在教学过程中能提出有启发性 的问题，激发学生的求知欲和好奇心，使他们积极的去寻找解决问题的方法是很重 要的。一般来说，我们可以从以下几个方面来入手：从化学与社会生活的联系中提 出问题。在实际的社会生活中，处处充满着问题，教师要认真观察，从平常的事物 现象中寻找可以利用的情景，引导学生发现问题；在课堂教学过程设计中设计问题。 化学课堂教学的时间是有限的，要真正培养学生的能力，就要引导学生自己在实验 或知识整理中发现问题，使学生的课堂学习成为“带着教材走进教室”到“带着问 题走出教室”的过程。 ( 2 ) 分析学习任务，了解问题的性质，分析自己已有的经验，寻找尚缺少的条 件：学生在化学学习中产生的问题很多，针对不同的化学问题要设计不同的情景给 予解答。归纳起来，学生的问题一般有三个层次：是什么，为什么，怎么做。“是 1 2 什么”是一般性的问题，通过查阅资料或实验验证就可以解决；“为什么”的问题 往往包含化学原理的应用和探究；“怎么做”的问题通常包含着上述两个环节，再 加上新信息或信息重组来解决。 ( 3 ) 选择教学方法和教学媒体，收集相关信息，根据问题结构是否良好，选择 相对应的问题解决方式；对于结构良好的一般性问题，采用查阅资料或应用所学知 识等通常的解法即可。对于结构不良的开放性问题，就要选择探究式的解决方式。 教师要引导学生根据问题来查阅资料、研究资料，彼此交流讨论，得出解决问题的 方案并进行验证。 ( 4 ) 运用多种评价方式，在教师的指导下评价学习结果。对于问题解决教学的 评价要采用质性评价方式，学生能有始有终的完成整个学习过程更好，但是如果不 能完成也不意味着学生的失败。评价主要是看学生在问题解决的过程中学到了什么 知识，发展了什么能力，而不是最终结果。 3中学生化学问题解决能力的调查与分析 3 1 调查目的 为了了解中学生化学问题解决能力的现状，找到培养中学生化学问题解决能 力的起点和切入点，从而更有针对性的设计问题解决教学，能更有效的培养学生化 学问题解决的能力。本人从学生问题意识、提出问题的能力、分析和解决问题的能 力以及教学评价等方面设计了一份调查问卷。 3 2 中学生化学问题解决能力的问卷调查及结果 3 2 1 关于学生问题意识的调查 题目1 、你是否喜欢化学这门学科： a 非常喜欢( 1 4 2 )b 比较喜欢( 5 8 1 )c 无所谓( 2 1 9 ) d 不喜欢( 5 2 )e 很不喜欢( 0 6 ) 题目2 、什么情况下你学习化学的热情最高： a 老师提出的问题引起你的兴趣时( 2 3 2 ) b 自己发现了问题迫切需要答案时( 3 4 2 ) c 学习内容与实际生活紧密联系时( 2 5 8 ) d 受到老师鼓励时( 1 6 1 ) 题目3 、在学习中你能发现别的同学想不到的问题 a 总是( 1 3 )b 经常( 3 2 )c 偶尔( 9 1 o ) d 从来不( 4 5 ) 题目4 、在上课之前，你认真预习要学习内容并记下不懂的问题 a 总是( 1 9 )b 经常( 8 4 )c 偶尔( 6 2 6 ) d 从来不( 2 7 1 ) 题目5 、在课堂上回答老师问题的态度： a 非常认真( 9 o )b 比较认真( 5 1 6 ) c 不太认真( 3 4 8 ) d 纯粹敷衍了事( 4 5 ) 题目6 、你在上课时把不理解的问题记下，以便课后进一步思考、解决： a 总是( 6 4 )b 经常( 3 2 3 )c 偶尔( 5 0 3 ) d 从来不( 1 0 3 ) 题目7 、你在课后立即复习所学内容并解决所有存在的问题 a 总是( 3 2 )b 经常( 2 0 )c 偶尔( 7 0 3 )d 从来不( 6 。4 ) 4 硕士擘住论文 m a s t e r st h e s i s 题目8 、你在课后经常就学习问题和教师、同学沟通 a 总是( o 6 )b 经常( 1 0 3 )c 偶尔( 7 3 5 )d 从来不( 1 5 5 ) 3 2 2 关于学生提出问题能力的调查 题目9 、你在课堂( 或自学、自习) 中向老师提问吗 h 总是( o 6 )b 经常( 3 9 )c 偶尔( 5 6 1 ) d 从来不( 3 9 4 ) 题目1 0 、你在课堂上不敢向老师提问的原因是 h 无问题可提( 6 4 )b 没有提问习惯( 4 5 2 ) c 有问题但是不知道如何提( 3 1 6 )d 有问题不敢提( 1 6 8 ) 题目1 l 、你认为提出问题和解决问题哪个更重要 a 提出问题( 儿6 )b 解决问题( 4 9 0 )c 一样重要( 3 9 4 ) 题目1 2 、对课堂上同学提出问题这一行为的态度： a