加强程序性知识教学 提高学生解决问题能力

论文核心提示:

  摘要:化学新课程标准对学生解决问题的能力提出了较高要求。程序性知识是由概念和规则构成,解决“怎么做”。针对程序性知识的学习过程,加强教学,有助于提高学生分析解决问题的能力。   关键词:程序性知识;解决化学问题   文章编号:1008-0546(2011)03-0023-02中图分类号:G632.41文献标识码:B   doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2011.03.011

  
  一、问题的提出
  化学新课程标准提出“发展学生以解决问题为核心的科学探究能力”。作为教学“指挥棒”的高考,近年出现了一些新型实验题、无机化工流程题。这些题型非常重视与生产生活的联系,成为新课改后高考的亮点和主要题型,其所占分值大、难度较高。在实际教学中,教师觉得“讲得不少、效果不佳”,学生觉得“一听就会、一考就错”。为什么会出现这种现象呢?笔者认为,教师的教和学生的学没有能够适应新课程的要求。化学新课程不仅要求学生掌握基本的化学知识和技能,更重要的是学会运用化学知识、化学观念、化学思想去分析解决各类问题。高考不仅考“知识”,更考“智慧”。
  二、问题的分析
  美国心理学家安德森将知识分为两类:一类是陈述性知识,指有关事实性或资料性知识,解决“是什么”;另一类是程序性知识,指按照一定程序理解操作从而获得结果的知识,本质上是由概念和规则构成的,解决“怎么做”[1]。新高考考“是什么”的少了,而考“怎么做”多了。不知道“怎么做”,反映出“程序性知识”在教与学过程中的缺失。实际教学中可发现,一些学生陈述性知识丰富,而知识的程序化不够。
  2010年江苏高考第15题就是考察学生“怎么做”的能力。题目如下:
  高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下:
  (1)制备MnSO4溶液:在烧瓶中(装置见右图)加入一定量MnO2和水,搅拌,通入SO2和N2混合气体,反应3h。停止通入SO2,继续反应片刻,过滤(已知MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O) ①石灰乳参与反应的化学方程式为。
  ②反应过程中,为使SO2尽可能转化完全,在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下,可采取的合理措施有 、 。
  ③若实验中将N2换成空气,测得反应液中Mn2+、SO42-的浓度随反应时间t的浓度变化如右图。导致溶液中Mn2+、SO42-浓度变化产生明显差异的原因是 。
  (2)制备高纯MnCO3固体:已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,开始分解;Mn(OH)2开始沉淀时pH=7.7。请补充由(1)时制得的MnSO4制备高纯MnCO3的操作步骤【实验中可选用的试剂:Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH】 ①;②;③;④;⑤低于100℃。
  这道题涉及阅读理解、读图、理论分析、沉淀制备等内容。除第一问外,其他得分率都很低。比如“为使SO2尽可能转化完全…,可采取的合理措施有、 ”,这是典型的程序性知识考察,学生必须知道“化学反应速率”的有关原理,更需知道如何运用原理来分析解决问题。学生都能完整地表述“催化剂”的含义,但从题目所给图表分析出“Mn2+是催化剂”却不容易。因为“知道”是陈述性的,而“怎么做”是程序性的。完整地答出制备MnCO3的操作步骤很难,因为它不仅需要有关沉淀制备的基本知识,更需要整合化学信息、解决化学问题的智慧。
  化学新课标和新考纲都对学生解决问题能力提出了更高的要求,而化学学科目前在中学中处于弱势地位。化学教师在高考升学的压力面前既不能抢“语数外”的课时,又得提升学生的解题能力。笔者以为,加强程序性知识教学是一个有效途径。
  三、问题的解决
  1.程序性知识的学习过程[2]
  程序性知识的学习分为三个阶段:第一阶段与陈述性知识的学习相同。学生能知道某些规则或陈述该规则。程序性知识学习的前身是陈述性知识。第二阶段,通过应用规则的变式练习,使规则由陈述性形式向程序性形式转化,这是程序性知识学习的最关键一步。走好这一步,规则开始支配学生的行为,规则开始向办事的技能转化。第三阶段,规则完全支配人的行为,技能达到相对自动化的程度,这是程序性知识发展的最高阶段。
  2.加强程序性知识教学的措施
  加强程序性知识教学,就是针对程序性知识学习过程的特点下功夫。
  第一阶段:①理清化学概念、原理、用语、实验等陈述性知识,这是解决问题的基础;②明确解决问题的程序。解决同一类问题往往有固定的程序,这个程序告诉你“怎么做、怎么想”,它告诉你如何从已知状态向目标状态转化。在化学中我们有很多程序性知识,如:如何配平化学方程式,制备物质有哪些必需步骤,无机化工生产中常运用哪些化学原理等。
  比如,氧化还原反应的规律是陈述性知识,而如何运用这一规律则是程序性知世纪论文网代发中心(www.21cnlunwen.com)给您提供优质的服务识。高考无机化工流程题中常出现陌生氧化还原反应方程式的书写,往往会出现反应物、生产物、反应介质某一样缺失,需要学生进行判断补充。在教学中我们可以和学生一起总结出这样一套规则:①先从流程中所给物质化合价的变化,寻找出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。如果题目未告知,我们可以根据平时积累的规律进行判断。如NaClO、Cl2、Fe3+还原产物分别是Cl-和Fe2+;SO32-和I-的氧化产物分别是SO42-和I2;H2O2参与反应,若已有强氧化剂,则它转化为O2。②在确定“氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物”后,根据得失电子守恒将这四类物质配平。③判断溶液的酸碱性,在离子方程式左右边用H+或OH-配电荷守恒。④根据元素守恒写出完整的反应式, H2O是最终配平时常用的“棋子”。  

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