培养学生化学反思性学习能力的教学策略

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  一、检测题错误原因的调查分析
  我校高三复习阶段检测时,选考了下面一题。这是一道陈题,是计算题,更是一道综合的分析推断题,以氨水吸收处理SO2后所得固体的成分为研究对象,5个小问题层层递进,对学生的心理素质、计算能力、思维的严密性等方面有较高要求。
  题目:工业制硫酸的尾气中含较多的SO2,为防止污染空气,回收利用SO2,工业上常用氨水吸收法处理尾气。某校化学兴趣小组的同学为确定该方法所得固体的成分,称取该固体四份,溶于水后,分别逐滴加入相同浓度的硫酸溶液50 mL,产生SO2的体积(标准状况)如下表(实验时设法使水中溶解的SO2几乎完全逸出):
  (1)上述四组实验中,SO2体积与固体的质量之比相同的组别有 ;由第①组实验中的SO2体积与固体的质量之比,可以推算用6.945 g该固体进行同样的实验时,产生SO2 mL(标准状况);根据表中 两组数据变化可确认该固体中一定含有(NH4)2SO3。
  (2)另取9.260 g该固体与足量的熟石灰共热,收集到标准状况的氨气的体积为3136 mL,则该固体的成分除(NH4)2SO3外还有 (填化学式),该实验中使用的硫酸的物质的量浓度为 。
  学生的答题情况出乎意料。笔者选取了一个教学班56人作了统计,第1空至第5空答对的人数分别是22、25、40、2、0,错误率分别为60.7%、55.4%、28.6%、96.4%、100%。总体不会太好在意料之中,但有4小题的错误率高于50%,第4小题样品中(NH4)2SO4的存在难住了几乎所有的学生,最后一空居然出现了全军覆没的情况,让我震惊,我迫切想知道其中的原因。让学生说说理由时,他们却难以表达清楚。
  于是,我决定先讲评,并让学生把自己当时做题的思路与老师的讲评做比较。在讲评的过程中,力图将自己思路形成的过程,尝试探索的过程以及评价反馈的过程都毫无保留地展示给学生,通过教师出色思维来进行反思过程的示范,让学生体会在解决化学问题中应该如何思考,注意什么。
  分析过程如下:整个题目的难点在盐的组成的推断上,教师要从数据的变化上引导学生思维。
  盐的质量13.890g、20.835g、32.410g,分别是第①组9.260g的1.5倍、2.25倍、3.5倍,二氧化硫的物质的量分别是第①组0.06mol的1.5倍、2.25倍、0.11/0.06≠3.5倍。32.410g的盐加入到一定量的硫酸溶液中,生成的SO2反而不如20.835g的盐加入到一样多的硫酸溶液中,可确认该固体中一定含有(NH4)2SO3。盐的质量变大,其中的(NH4)2SO3也多,第一步SO32-与H+反应生成HSO3-,消耗的H+多,余下的H+就少,第二步H+与HSO3-反应生成的SO2也就少了。
  能够与硫酸溶液反应放出SO2的铵盐还有NH4HSO3,它也可能存在。无论是(NH4)2SO3还是NH4HSO3,与足量的熟石灰共热放出氨气的量都不会大于SO2的2倍,题目中n(NH3)=0.14mol>2n(SO2),说明盐中还一定有其他的铵盐,只能是(NH4)2SO4。
  第(1)小题答案:①②③;1008 mL;③④;
  第(2)小题(NH4)2SO4、NH4HSO3;硫酸的物质的量浓度2.5 mol·L-1计算如下:
  设9.260 g固体中(NH4)2SO3、NH4HSO3、(NH4)2SO4的物质的量分别为x、y、z,
  则 x+ y=0.06,
  2x+ y +2z=0.14,
  116x+ 99y+132z=9.260.
  解方程组得:x =0.04 mol,y =0.02 mol, z =0.02 mol。
  第④组固体质量是第①组固体质量的3.5倍,则第④组固体中(NH4)2SO3、NH4HSO3、(NH4)2SO4的物质的量分别为0.14 mol、0.07 mol、0.07 mol,
  消耗硫酸的物质的量:
  n(H2SO4)=■n[(NH4)2SO3]+■n(SO2)
  =■×0.14 mol+■×■=0.125 mol,
  则c(H2SO4)= 2.5 mol·L-1。
  其实,如果正确地推出了样品由3种铵盐组成,时间允许的话,最后一空硫酸的物质的量浓度是可以解决的。
  讲评过后,我让学生叙述并评价自己答题时思考过程的不足之处,对学生出现的错误原因进行了调查分析,归纳起来主要有以下六个方面。
  1. 心理素质弱。对于计算题有惧怕心理,不想或不敢深入思考,看到繁杂的数据,有畏难情绪,头脑中出现短暂的“空白”,失去信心,无奈放弃。
  2. 提取信息能力不强。没有思路,无从下手,不能从题目,特别是图表中提取有效信息,如找不出盐的质量之间的比例关系、把握不了哪种物质过量等,只能将气体体积简单换算成物质的量,随意填空,尽量不空格。
  3. 计算能力差。例如第2空,V(SO2)=■×1344mL=1088mL算错,还有同学缺乏耐心,取近似整数计算,欲速则不达。
  4. 基础知识不牢固。SO2通入氨水中发生的反应原理不明白,NaHSO3的生成以及性质等知识不熟悉。
  5. 思维不够全面深刻。想不到样品中除了(NH4)2SO3,NH4HSO3外,还有(NH4)2SO4存在,有少数同学认为NH4HSO4也存在,忽略了它不能与SO32-、HSO3-共存这一点。
  6. 应试时间紧,先完成其他易得分试题,“战略”放弃。学生存在上述原因的人数分别是22、24、14、30、39、44,占总人数的比例分别为39.3%、42.9%、25.0%、53.6%、69.6%、78.6%。   总的说来,学生的反思性学习能力不尽人意,反思策略欠缺。在教师不做提示的情况下对出现的错误进行反思,学生感到无从下手。调查也证明了教师在学生反思性学习能力的培养中起主导作用,甚至在一定程度上的决定性作用。只有加强教师的专业引导,努力以教法的改变引导学生学法的改变,在学习过程中,力求使更多的学生学会反思和自我评价,促使学生的深刻内省,才能有望提高学生反思性学习的能力,使学生在不断的“自行和自省”中,发现自身学习中存在的问题,并及时加以调整,从而提高自我学习的意识和能力,使学生成为自律的学习者。
  化学反思性学习能力是学习主体的反思性学习能力在化学学习领域的特殊体现。它是学习主体为了达成化学学习的目的,而在化学探究活动的全过程中,将自身和正在进行的探究活动作为意识的对象,不断地进行积极自觉的计划、监察、检查、评价、反馈和调节的稳定的个性心理特征。[1]
  二、培养学生反思性学习能力的策略
  1.创设良好氛围,引发反思动机
  “学而不思则罔,思而不学则殆”,《学记》提出“学然后知不足,教然后知困,知不足然后能自反也;知困然后能自强也,故曰教学相长也”。这些思想观点都在一定程度上强调学与思的统一,注重学习后的反思,创设良好和谐开放的学习氛围,让学生畅所欲言,有利于学生反思性学习能力的发展。封闭是智慧的死敌。好的思考者会持续吸收和接纳新的知识、论据和思想,甚至包容与自己观念相反的事实和观点,并不断地自省和自我修正,一个思考者一旦具有了开放的智慧与自觉,不论他现在的水平如何,他总能有机会不断地进步,直至巅峰。
  教师是学生进行学习活动有力的促进者和合作者,根据学生反思活动的需要而提供有力的帮助,可以通过问题情境的创设,推动学生增强反思意识,教师要把教学看成是自己与学生平等相处、互相协作、共同探索的过程,尊重、信任学生,对学生的学习表现尽量作出积极、肯定的评价,与学生建立起一种平等、民主、亲切、和谐的关系,有利于学生积极思考,热烈讨论,有利于激发学生的反思意识。
  对于学生之错,教师要意识到这是学生必经的过程,并加以尊重,出错或犯错本身就是一个学习过程,经历错误是学习的组成部分。让学生自由思想不是教师的恩赐,从根本上说是学生的权利,教师要对学生所想、所写的东西加以评价指导,引导学生发现和认识错误之所在,帮助学生纠正错误,走向正确。
  2. 撰写反思笔记,形成反思习惯
  哈佛心理学家霍尔德·卡德纳指出“私下的沉思和写日记则会发展他们的内省能力”。学生更多的学识是来自对经验的反思而不是经验本身,其反思习惯需要习惯化。形成反思性学习能力绝不是一朝一夕的事情,需要长期的过程。
  实践该方法时,教师一开始要为学生提供反思笔记的提纲,明确笔记中要反思的内容,根据教学实践,教师可以培养和锻炼学生从以下几方面来进行反思,帮助学生养成良好的反思习惯。①反思自己的听课过程:教师是如何引导自己学习的,教师是如何把疑难点挖掘出来的。同时,反思自己在教师讲解过程中是如何理解教师所讲内容的,在理解过程中迷惑有没有再现过,以及有哪些地方影响到自己的理解思路等。②反思自己的做题过程:自己的审题过程、答题技巧方法、解题思路等哪些方面是欠缺的。③反思自己和其他同学的交流过程:自己和其他同学为何在理解此问题上有所不同,其他同学的观点有哪些合理成分。④反思自己的考试过程:在下次考试中应该如何避免不该出现的错误等。[2]
  学生的反思笔记,不仅要有合理的质疑、适时的否定,更要有建设性的思考,建设性的思考必须同时着眼全局和细节,给出可行的问题解决方案。
  教师通过学生的反思笔记可以及时了解学生的学习情况、情感态度及困惑,以采取有针对性的措施加以解决。学生长期坚持撰写反思笔记,可以将反思性学习的行为和意识内化,最终内化为自己在学习过程中的一种思维习惯,就像头脑中有一道“警戒线”,对自己的学习随时保持警觉,一旦发现有可疑之处马上就进入反思状态,以便更好地从多角度、多层次、全方位思考和解决化学问题,提高自主学习的能力,真正成为“会自主学习”的人。
  3. 培养优秀思维品质,提高反思技能
  针对目前学生的反思能力不强、反思策略欠缺的现状,迫切需要教师通过典型问题,指导学生反思,提高学生的反思技能,努力培养学生具备全面、严密等优秀思维品质。
  全面,是指善用穷举思维,能从多角度思考问题,不遗漏关键因素,发现隐含线索,找到更多的影响因素与因素间的关联,最后得出综合性的判断。与全面性思维相反的是,一个稚嫩的思考者通常只会关注事物的某个单一的方面,而对其他方面完全忽略。严密,具体指善用逻辑思维,能建立复杂的逻辑链,能避免常见的认知谬误和逻辑陷阱,谨慎进行因果判断等。在解决具体问题的过程中,可以根据不同情况从以下方面对学生进行引导:①让学生在化学问题解决的过程中讲出自己解决问题所依据的化学原理和规律; ②让学生陈述问题的目标及自己达到目标的计划;③让学生叙述并评价自己解答问题时思考过程的优缺点等等。
  课改要求我们做反思型的教师,而教师培养学生的反思性学习能力,引导学生成为反思型的学生更加意义重大,这将使学生受益终生。相信随着课程改革的深入开展,提高学生的反思性学习能力一定能成为大家认同并自觉追求的目标,从而把提高学生的终身学习的意识和能力的教育理念真正落到实处。始终坚持这样做,师生就能拓展思维深度、延伸思维广度、提升思维高度、增加思维速度,实现更高层面的师生双赢。
  参考文献:
  [1] 钱少华,姚蕾. 高中生化学反思性学习能力的构成要素和评价建议[J]. 新课程(中学),2011(9):191.
  [2] 费伦猛. 利用“反思型化学日记”培养学生化学元认知能力探索[J]. 化学教学,2001(12):12-13.
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