基于问题解决的教学设计

作者：申扬帆　张雪昀

来源：《学园》2015年第12期

        【摘 要】基于问题解决的教学方法使教学过程成为教师引导学生发现问题、提出问题、解决问题的过程。在教学过程中，教师引导学生通过共同观察、分析、解决问题来完成教学内容。这样更有利于提高学生观察、分析、解决问题的能力，形成创新思维方式，能收到良好的教学效果。

        【关键词】问题解决法 教学设计 气体摩尔体积

        【中图分类号】G2 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2015）12-0049-02

        一 问题解决教学法简介

        问题解决教学法是20世纪80年代美国数学教育界首先提出的。这种教学首先应用于数学学科，其后问题解决教学法也深受我国化学教育工作者的关注和青睐，这种教学方法是以知识构建理论为基础，以问题为核心，围绕着问题的提出、分析及解决过程，实现学生的自主探究过程。同时，通过多种科学方法和思维方法的融合，使学生在交流和合作的氛围中实现自主构建。问题解决法充分体现了学生的主体地位，能有效地激发学生学习的主动性和积极性，提高分析、解决问题的能力，从而提升学生整体素质。

        二 教学实例

        在进行气体摩尔体积一节教学时，通过调整教材内容，设计了抽象模拟解决问题的教学过程，主要包括以下五个步骤：

        1.分析数据

        给出经实验测出的几种物质的密度，引导学生运用所学知识推出公式：

        1mol物质的体积=1mol物质的质量÷密度

        并由学生分组计算出几种物质1mol物质的体积：

        分析比较计算所得1mol物质体积的数据，得结论：1mol的不同固、液态物质的体积不同。

        2.解释初步结论

        提问：为什么1mol不同固、液态物质的体积不同呢？

        提示、引导学生思考得出：

        决定物质体积大小的因素：（1）微粒数的多少；（2）微粒间的距离；（3）微粒本身的大小。对于1mol的物质，微粒数是确定的，由于固、液态物质的微粒间的距离是很小的，其体积大小主要由构成物质的微粒本身大小决定，而构成不同的物质的微粒本身的大小是不同的，所以1mol不同固、液态物质的体积不同。

        3.扩展提出问题，形成假设

        问题：1mol不同气态物质的体积会有什么规律呢？

        若固、液态物质微粒间的距离增大，变成气态物质时，微粒间的距离与微粒本身的大小相比较就大得多了。

        例如：101.3kPa，100℃时，1g水（液态）的体积约为1ml，1g水蒸气的体积约为1700ml。

        一般地，气体分子间的距离为分子直径的10～15倍。

        因此，1mol气态物质的体积主要由微粒间的距离决定。

        经过实验测得在0℃，101.3kPa下，不同气体分子间的平均距离几乎是相等的。则可形成假设：

        在101.3kPa，0℃时，1mol任何气体所占的体积都近似相等。

        4.验证假设，形成结论

        此假设是否成立？如成立，其近似体积数值到底是多大？以下列数据验证：

        由此可以看出，在标准状况下，1molH2、O2、CO2三种气体的体积都约是22.4升，除此以外，经过许多实验发现和证实，得结论：在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4升，这个体积叫作气体摩尔体积。

        （与摩尔质量概念比较，强调气体摩尔体积概念的四个要点，并引导学生分析理解为什么在定义气体摩尔体积时要规定条件——在标准状况下？）

        5.推广结论

        在0℃，101.3kPa下，各种气体分子间的平均距离几乎是相等的，对于在其他条件下，这一结论是否成立呢？

        实验证实：只要是在确定的温度和压强下，气体分子间的平均距离都几乎相等。

        由于在分子数确定时，气体的体积主要由分子间的平均距离决定，因此在一定温度和压强下，分子数相同的任何气体的体积相同。反过来就是说，在同一温度、同一压强下，体积相同的任何气体所含的分子数都相等。这样，就推出了一个新的规律：

        阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

        推论：在相同的温度和压强下，气体的体积之比等于气体的物质的量之比，等于气体的微粒数之比。

        （强调此定律的使用范围和条件。）

        比较气体摩尔体积概念和阿伏加德罗定律：

        气体摩尔体积 阿伏加德罗定律

        通过以上五个步骤，引导学生与教师一道分析、解决问题，完成本节教学内容。

        三 教学体会

        1.问题解决法的优点

        首先，此法是通过有计划、有程序的问题解决，组织学生学习知识和技能，以达到知识的掌握及思维能力的培养，符合认识规律，有利于培养学生的探索精神和分析解决问题的能力，促进学生智力的发展，能培养学生的创新思维方式，符合素质教育的要求。其次，此法给学生提供了各种活动机会，能激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性。现代认知心理学认为，学习的过程并非被动地接受知识的过程，只有主动地创设与科学发现相仿的、理想化的具体情境，让学生在解决问题的实践中主动完成认知建构，才能真正获得知识与能力。再次，此法教学过程中注重让学生自己运用所学知识，结合学习新课，尝试解决问题，学生一直处于积极的思考状态，能有效地培养学生的思维能力和解决问题的策略。最后，此法本身蕴含着可以用多种方法及方法的组合来进行教学，方式比较灵活。在设计问题解决的步骤时，教师既可以调整教材内容，通过实践去解决问题，也可用抽象模拟去解决问题，不受实验条件等。

        2.运用问题解决法教学应注意的问题

        首先，运用问题解决法教学，如何设计问题是关键。设计问题时要考虑以下四个方面：（1）完成教学任务；（2）学生已有知识的掌握程度；（3）学生思维特点及锻炼目的；（4）科学性。设计的问题不能太深或太浅。如果提出的问题太深太难，超出学生现有的认识水平，他们将无从思考，会使他们的学习兴趣降低并失去学习的信心。如果提出的问题太浅太易，学生不假思索就可以回答，会使他们感到索然无味，也不能激发他们的思维活动。只有适当的问题才能产生最佳的效果。

        其次，问题解决法的程序设计，要依据具体的教学内容而定，不能一成不变。在问题解决程序中要注意穿插其他必要的教学方式、方法，以帮助学生准确理解和掌握所学知识。

        最后，师生在问题解决法教学开始可能会影响某些课的进度或教学计划，教师要灵活把握，全面驾驭课堂教学进程。

        四 结束语

        “教学有法，教无定法。”教学方法和教学形式很多，问题解决教学法是诸多教学方法中的一种，有其自身的优势，但并不能让学生完全通过问题解决法来学习所有内容，所以在具体教学实施过程中，针对不同的学生、不同的教学内容时，应在教学过程中适当穿插采用不同的教学方法和手段，以达到最佳教学效果。

        参考文献

        [1]辛自强.问题解决与知识建构[M].北京：教育科学出版社，2005

        [2]陈爱苾.课程改革与问题解决教学[M].北京：首都师范大学出版社，2012

        [3]隋良永.应用问题解决教学模式进行化学教学的探索[J].化学教育，2010（Z1）：6

        〔责任编辑：庞远燕〕