“问题解决四部曲”化学课堂教学模式的实践与研究 课题结题报告

杨林祥 陈天伟 叶陈津

课题的核心概念及其界定

著名科学家李政道提出：“做学问，需学问；只学答，非学问”。“我并没有什么特殊的才能，我只不过是喜欢寻根问底追究问题罢了。”这是世界科学大师爱因斯坦对他的卓越创造才能的解释。从科学发展的历史看，一部科学发展史，就是科学家们不断地提出问题和解决问题的过程。为了更好地提高学生的科学素养，化学新课程标准要求学生“具有较强的问题意识，能够发现和提出有价值的问题，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力，善于与人合作，具有团队精神。”由此可见，具有敏锐的问题意识，善于发现问题，并能探索性地解决问题，是创造性人才的重要特征；培养中学生的问题意识和能力是培养未来创造型人才的突破口。

    一、问题解决的模式和对象

“问题解决”教学模式是指依据教学内容和要求，由教师创设问题情境，设计出具有思考价值和较大思维容量的问题让学生进行独立思考，构思化学问题解决的方案，尝试解决化学问题的一种教学模式。其中，教师创设问题情境是教学设计的中心环节。在问题情景的引导下，学生通过收集素材、资料，提出假设，引发争论，进行思考和探究，得出结论，通过应用又产生新的问题，使学生思维不断发展、升华。

    “问题解决”是以问题为研究对象，把学习置于问题之中，通过引导学生自主探究，达到解决问题的目的。它具有四个显著的本质特征：第一，它强调学习的主体性。从发现问题、提出问题直至解决问题的整个过程，都尽可能给学生提供自主探究的机会，培养学生主动参与的能力。第二，它强调学习的创造性。“问题解决”的全过程就是学生“发现，创造，再发现，再创造”的过程，也就是学生用已有的知识去创造性地探究新知的过程。第三，它强调学习的活动性。整个过程是让学生通过亲身探究和实践，参与了知识的发生、形成和发展过程。第四，它强调学习的策略性。它并不满足于具体问题的解决，而主要以培养学生的思维能力为目的，创造性地挖掘问题和解决问题，从而培养学生解决问题的能力。

    二、解决问题的策略

    解决问题的策略是指在面对具体问题时所采用的一些解决问题的方式、方法的总称。要让学生掌握解决问题的策略，教师应根据学生的认知发展水平和学习规律，有目的、有步骤地设计教学过程，以提高教学效率。心理学研究表明，学生从知识到完全内化，变成自己的能力需要一个过程。这一个过程分为：“感悟→尝试→练习→能力”，这样几个环节。本文结合自己的实践，分四步谈谈如何有效进行高中化学问题解决策略的教学。

    第一曲：策略感悟

    建构主义学习理论指出，应当把学习者原有的知识经验作为新知识的生长点，引导学习者从原有的知识经验中，生长新的知识经验。在这一过程中，策略感悟是起点。应让学生结合自己原有的知识经验感悟解决问题的策略，在教师的指导下去解决问题并在解决问题的过程中初步明白自己是怎样解决问题的。如何配置一定量的物质的量的浓度。“配置0.2mol/L的NaCl溶液100ml”，配置前思考：需哪些物质？各多少？怎么取？100ml的含义？怎么确定100ml？配置过程中的注意哪些问题？把原问题转化成新问题，这一细节，体现了教学的严谨、思维的严密，答问题的情境中初步感悟了解决问题的过程及其中策略的重要性。

    第二曲：策略尝试

    《新课程标准》指出："具有较强的问题意识，能够发现和提出有价值的问题，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力，善于与人合作，具有团队精神。" 就高中化学知识来说，具有较强的逻辑性、探索性、实验性。在解决问题的过程中，教师应从学生的角度出发，把学习的主动权还给学生，放手让学生对知识进行有效的梳理和实验验证，理清知识间的内在联系，明确和较完整地把握知识的结构框架，同时，给学生提供自主探究、合作交流的学习活动，让学生在独学、群学中积极探索出解决问题的方法，从而感受学习所带来的乐趣，并积极投入到探索数学知识的奥秘中去。如：“配置0.2mol/L的NaCl溶液100ml”的配置过程中的注意哪些问题？让学生大胆实验，在实验过程中尝试、体验，达到问题解决。
    第三曲：策略归纳

    解决问题的能力是思维能力的核心。在解决问题的过程中，教师应引导学生从多角度、多层次去分析问题，寻找解决问题的关键，提出解决的策略。由于学生的认知基础和思维方式各异，在寻求方法的过程中会涌现出不同的解决方法。面对众多解决问题的策略，学生可能无法区分出优劣，教师可安排对学、群学活动，让学生和同伴进行充分交流，在交流中得到认识。在活动中教师要适时点拨，让学生在启发下得到认识。教师还应鼓励学生人人参与，让学生在实践中得到认识，从而选择最佳方法加以运用，培养学生的优化思想。优化解决问题方法的过程既培养了学生思维的深刻性，也提高了学生的辨析能力和解决问题的能力。策略归纳是对解决问题策略的总结和进一步理解。

    第四曲：策略运用

    《新课程标准》明确指出 "学以致用"是我们学习化学的目的，即运用所学的知识解决日常生活、生产、生活环境中的实际问题，使学生在问题解决的过程中充分认识生活离不开化学，从而感受学习化学的必要性。 在策略运用中，应让其独立运用所学习的策略去解决一些实际问题，从中不仅能体验到一种策略可以解决某类具体问题，而且还可以初步感受化学的思考方法，受到化学思维的训练，同时培养探索化学问题的兴趣，增强环保意识和学会节约精神。

在教学实践中， 通过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，而且还可以进一步培养和发展学生的辨证思维能力和创造性思维能力。在不断地解决化学问题的过程中，学生思维的深刻性、批判性和灵活性逐渐得到锻炼和加强，质疑、批判、发展、创新的科学精神得以培养和形成。我们广大教师要通过策略感悟、策略尝试、策略归纳、策略运用这四步，让学生在 “化学的思考与实践”中，不断领悟到解决问题策略的存在、价值和作用，体会“化学建模”的思想方法，从而促进学生化学思维的发展，同时也有助于提高课堂教学效率，使有效教学落到实处。9

国内外研究现状综述及研究价值

许多学者曾提出了多种“问题解决”模式。如波利亚问题解决理论:在没有现成的解决方法时找到一条解决的途径，从困难中找到出路，寻找一条冲出（或绕过）障碍的路，达到最终的解决问题。波利亚将解决问题的思维过程分为四个阶段，即弄清问题、拟定计划、实现计划和回顾。这四个阶段的思维实质可以用下列八个字来概括：理解、转换、实施、反思。杜威将“问题解决”过程分为五个阶段：感觉问题的存在、确定问题的性质、提出各种可能的解决办法、考虑各种办法的可能结果、选择一种解答的方法；波利亚（POlya）则将其分为四个步骤；理解问题、拟订计划、实行计划、回顾解答；瓦拉斯（G．Wallas）提出问题解决四阶段：准备、沉思、灵感、验证；布朗斯福特和斯特恩（Bransford＆Stein）开发了五步问题解决模式：问题识别、问题表征、策略选择、策略应用、结果评价。上述这些问题解决模式的实质是个体（或学生）在解决问题时所采用的全部可能步骤、阶段或过程，是依据个体(或学生)解决问题时的心理认知程序进行划分的。“问题解决”教学模式就是依据上述“问题解决”模式在教学中的具体应用。如杜威的“问题解决”教学模式：疑难的情境—确定问题—提出假设—推理—验证；当代美国的“问题解决”教学模式：选择问题—明确问题—寻找线索—解决问题；巴班斯基的“问题解决”教学模式：创设问题情境—组织集体讨论—证实结论—提出问题作业。

通过对“问题解决”教学模式的探究，其价值体现为：1、教师对适合于“问题解决”模式的教学内容可以更好的把握；2、突出了学生的主体作用。教学中，把问题解决的主动权交给学生，提供给学生展示才能的机会，使学生有评价的权利，从而更加主动地参与学习活动。3、学生在问题的探究和解决过程中，学会与人合作，学会思考与交流，学会学习，培养学生终身发展的能力和创新精神与实践能力4、这个模式可以焕发出化学课堂的魅力，提升化学课堂教学的价值，师生获得共同的发展。

关于“问题解决”的教学近几年来进行了广泛的探讨，提出了许多有价值的观点和做法，但几乎集中在教师提出问题方面，而在实际的课堂教学中真正实施的不多。主要是在问题解决教学中,学生感到最困难的是不知道从哪里着手来提问题,因此问题的数量和质量均不高。因此我把问题情境的创设和提问的技巧作为本课题研究的重点和突破口，把“问题解决”这一思想和教学模式真正实施到课堂教学中，并进行一定的推广应用。

研究的目标与内容

研究目标：1．通过研究，切实把握化学教学的实质,把问题作为化学教学的出发点和落脚点。

2．通过研究，培养学生学习的主动性，培养学生的问题意识、提出问题、解决问题和发展创新的能力。

3．通过研究，从理论与实践相结合的角度构建“问题解决四步曲”化学课堂教学的基本模式。

  4．通过研究，提高自身的教学水平、教研水平和综合素质，并通过反思，总结经验，提炼规律。

研究内容：1．教师如何创设问题情境（创设问题情境的原则、基本途径等）；

2．教师如何进行问题分析的引导；

3．问题解决的方法与途径有哪些；

4．教会学生提问的技巧；

5．实施“问题解决”模式需注意的问题 。

研究重点：教师如何创设问题情境，教会学生提问的技巧；

研究思路、过程和方法

研究思路：

1．学习理论，明确方向。及时吸收和课题研究相关的最新研究成果，提高自身的理论素养和实践水平，减少盲目性，指导自己课堂实践的方向。

2．调查研究，把握实情。对学生学习主动性、掌握知识系统性和深刻性、自学能力、创新能力等进行调查，寻找问题与对策，然后制定方案并规范思路。

3．整体构思，分段推进。对本课题的研究目标、操作措施等，先进行整体的构思和谋划，然后将课题分解成若干个部分，进行研究。

4．及时反思，总结得失。边教边研，及时总结得失，确保反馈渠道的畅通。

研究过程：

1．第一阶段（2016/5—2016/10），目标：确立课题，设计好方案，向市有关部门申报；研究内容：先理论学习，然后对学生进行有关调查、分析；成果形式：笔记、调查报告、课题申报评审书。

2．第二阶段（2016/11—2018/4），目标：根据本课题的方案，进行分段研究，并及时总结，完成各阶段的任务；研究内容：2016/11—2017/1进行“教师如何创设问题情境”的研究；2017/2—2017/4进行“教师如何进行问题分析的引导”的研究；2017/5—2017/8进行“问题解决的方法与途径”的研究；2017/9—2017/11进行“学生提问技巧”的研究；2017/12—2018/2“问题解决四步曲”模式的构建与实施；2018/3—2018/4总结实施“问题解决四步曲”模式需注意的问题。成果形式：教案、课堂实录、论文、研究报告。

3．第三阶段（2018/5—2018/6），目标：全面系统总结课题，撰写报告、论文，接受鉴定。成果形式：结题报告、论文、教案、课堂实录、课件等。

研究方法：

1．文献研究法。围绕发现学习理论、建构主义学习理论、人本主义学习理论的基本思想、特征以及在中学教育中实践的现状等，广泛收集有关资料，并进行分析，把握本课题研究的动态和发展方向。

2．行动研究法。将课题研究分成若干个部分，有目的、有计划地研究；并把课题研究与课堂教学有机地结合起来，边教学，边研究，边总结，边反思。

3．调查研究法。通过问卷、观察等形式对学生学习的主动性、掌握知识的系统性和深刻性、知识迁移能力、自学能力、创新能力等进行定性分析。

4．比较研究法。与同层次的班级建立对照，进行相关的测试与对照，以验证本课题研究的成绩。

课题研究成果

 1．对人本主义、建构主义等教育思想有了更深刻的体悟

     通过课题研究，深入而系统地学习了这些理论的教育思想，在专家的指导下，能甄别其真伪，汲取其精华，自觉运用到教育教学中去。

 在人本主义教育思想的指导下，我们把“以人为本”成为教育的一种价值取向，注重人的潜能的开发，在强调教师将丰富的知识传授给学生的同时，突出多种能力的培养、落实人的主体地位，健全人格的形成和生命价值的创造。

 在建构主义理论的指导下，学生由外部刺激的被动接受者和知识灌输对象转变为信息加工的主体、知识能力的主动建构者，教师由知识的传播者、灌输者转变为学生主动构建知识的帮助者，促进者。

2．提高了学生的学习素养

①增强了学生实践的能力。经常鼓励学生提出问题，大胆说出自己的发现，有利于增强学生的主动参与意识，学生在活动中，不仅得到教师的指导，还能互相启发、互相交流，实现课堂上多渠道的信息传递，变以往一人做，众人看的被动接受式学习为人人主动探究学习。

②提高了学生发现问题和解决问题的能力。学生在教师创设的问题情境中经历了知识发生发展的过程，认识和掌握了获得知识的方法和途径，使学生在课堂上尽情展现自己的才能，增强学习的欲望，提高了学生发现问题和解决问题能力。

ƒ  ③提高了学生学习的积极性。问题解决教学模式是一种在老师的诱导下学生自己发现并提出问题的教学模式，它必然可以促使学生逐步养成质疑的习惯，激发创造动机，学生的学习兴趣和学习的积极性也大大提高，学生始终都处于一种能动的积极状态中，他们乐于思考，勤于探究，学会了采用多种方法去探讨问题，作出决策，锻炼了思维，提高了学习的积极性。
    ④培养了学生的创新精神。围绕问题从不同角度提出不同的解决方法，发表自己不同的见解，最后创造性地解决问题。在这个过程中，激发了学生的创新意识，培养了他们的创造精神和创造能力。

     3．促进了课堂教学的优化

     教学方式和学习方式的变革，有效地促进了学生学习的积极性、主动性，促进了学生多种思维能力的发展，大大提高了课堂教学效率。

     4．促进了教师的发展

德国教育家第斯多惠曾说：“不好的教师是传授知识，好的教师叫学生发现真理。“通过课题研究切实转变了我的教学观念。首先在备课上，我从怎么教能使学生学会、学扎实，转变为更多地关注如何创设条件吸引学生投入到丰富多彩的问题探究中去。其次在上课时，以往由教师作深入浅出的讲解，追求讲得清楚、明了，让学生一听就会；现在则关注的是如何引导在情境中去尝试、摸索、讨论，自己发现问题、研究问题、解决问题，教师的身份由传授者向引导者、参与者、合作者转变。练习时，以往常满足于学生能正确完成习题，但现在非常注重让学生在情境中，自己了解信息，利用信息去解决生活中的实际问题，使我们对学习效果的评价从“会解习题“深入到“会解决实际问题。”课题研究能使教师的教学生活更加丰富多彩，也是从教书匠成为学者型教师的必由之路，课题研究催化了教师的成长，使教师的教育、教学水平不断提高。

 课题研究中存在的问题及改进措施

1．课题研究过程中遇到了困难。就是本模式对于基础较差的学生来说存在一定的难度，他们在对知识的理解和熟练应用上存在一定困难，一些难一点的知识的探索可能会有始无终。在以后的教学中，我准备给这些同学更多的关注和指导，从易到难加以落实，逐渐培养他们适应此模式的学习。

2．教学时间较难控制。由于学生活动量大，教学时间较难控制，刚开始运用这种教法进行教学时，学生提出的问题没有一定的质量或提出的问题往往不在点子上，应对上有一些困难。针对这个问题，一方面我们在教学中要注意培养学生的问题意识，教给学生提问的技巧和方法；另一方面给他们训练的时间，让他们去适应；更重要的是要求自己对问题链的设计要合乎学生的认知规律，层层深入，提高掌控、驾驭课堂的能力。

3．选择高质量的问题并不容易。教师在教学过程中必须在围绕教学目标的同时，选择高质量的问题进行教学，如选择一些处于学生“最近发展区”中的问题、开放性的问题、综合性的问题、具有现实意义的问题等等。对于问题的选择和处理上要追求的是质量而不是数量，因此也对教师提出了更高的要求。在以后的教学中，要不断地研究教材、研究学生，向书本学习，向他人学习，提出有价值的问题，发挥问题的最大功效。

下一步研究计划

     1．查阅资料，还要加强学习有关的理论知识，并且希望得到专家的指导，进一步提升自己的教科研水平；

     2．开设课题研讨课，以理论指导实践；

     3．重点研究：（1）问题解决的方法与途径（2）教会学生提问的技巧；

     4．反思、总结，撰写论文。