新课程背景下中学化学问题解决教学文献分析，本文主要内容关键词为：新课程论文,文献论文,中学化学论文,背景下论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
问题解决是认知心理学和教育学研究的核心问题之一，问题解决及其思维训练一直以来都是心理学研究的热点问题，现代认知心理学甚至将其作为重要的领域和研究方向。同时，在课堂教学中让学生学会学习、学会思考，发展学生的问题解决能力，培养他们的创新意识和创新能力，既是新课改理念所大力倡导的内容，又是各学科教学的重要目标。国外在各个学科领域中对应用问题解决教学及思维训练策略的研究起步相对比我国要早；而国内在众多学科教学领域中，数学、物理等领域内的问题解决研究相对化学学科比较早，而化学领域内的研究相对比较晚，且研究成果少。然而随着近几年新课改以培养学生能力为议题大力倡导提高学生的科学素养、培养学生科学探究能力的基础上，开始有越来越多的学者和研究者关注化学问题解决在培养学生科学探究能力中的重要性。
在化学领域中，问题解决是重要且无可代替的策略之一。笔者认为，支持这一观点的理由可以总结为以下三个原因：首先，无论是从事化学合成、光谱学、分析、研究化合物的特性或者是理论研究的化学家们唯一要做的一件事就是——解决人类生存过程中产生的一系列问题，这一过程本身就是问题解决的思维过程；其次，显而易见，个体如果在化学学科取得好成绩或者在化学领域取得成功，就一定会在此过程中运用到他的问题解决技能，或者至少他会在学习化学的过程中培养解决问题的能力；最后，研究表明，培养中等生问题解决的能力将会大大提高他们的化学学业成绩。因此，通过教学可以使学生提高问题解决的技能。
随着基础教育新一轮课程改革的发展与深入，加强化学问题解决及其思维训练的研究，对于教师而言，笔者认为这不仅有利于避免传统教学中的“题海战术”，提高课堂教学质量和效率。而且对于学生而言，它还有利于个体身心的可持续发展，符合新课程改革倡导的以学生为本，培养学生的创造力、科学探究能力；培养科学素养及情感价值观和态度的熏陶。本研究将会对国内外有关化学问题解决研究文献和资料进行总结和归纳，包括问题解决的概念界定、化学实验问题解决的教学模式，以及可能对提高学生解决问题能力有帮助的策略的研究，以了解目前化学问题解决研究的概况。
二、问题与问题解决
1.问题与问题解决的界定
问题解决(problem-solving)是人类最高级、最典型的智力活动，长期以来一直是心理学家很感兴趣的一个研究课题。人们在自然界和社会生活中每时每刻都会遇到各种各样的问题，可以说，人的一切活动都可归根于问题解决的过程。问题解决的研究兴起于20世纪五十年代的认知心理学，现代认知心理学将问题解决看作是对问题空间的搜索，一个从已知状态到目标状态的“探求的过程”，这个过程包含着一系列指向目标的认知成分的操作。Smith等人在其关于化学问题解决的文献中对这一个概念做出了基本的术语界定：问题和解决问题。
我们可以先从这两个术语的操作定义来进行理解，Hayes对“问题”这一术语进行了界定：“无论在什么时候，你目前的状态和你所要到达的状态之间总会出现一定的差距，而你不知道用什么方法才能跨越这一差距时，你就产生了问题。”Wheatley对问题解决做出了如下圆满的定义：“当你不知道该怎么做的时候，你解决它就是问题解决。”从上述操作性定义可以看出，这些定义隐含了存在于两个相似概念：常规问题和新问题之间的基本差异。我们通常会遭遇这样的情境：怎么样才能减少目前状态和我想要达到的状态之间的差距，然而一旦找到了解决方法后，我们就会变得非常的自信。当这一目标达到时，我们就不再认为这是个问题了，而只是个常规操练。笔者认为，我们完全可以通过教学的过程使学生在发现问题、解决问题、再发现新问题、再解决新问题的思维过程中提升问题解决能力。
国内，孙同明对化学实验问题解决的心理机制做出了较为系统的研究，在其研究中也对问题解决做出了界定，他认为广义的问题解决应该就是人们在日常生活和社会实践中，遇到新情境、新问题而没有现成的解决办法，从而引起寻求处理面临问题的解决方法的心理活动并进而采取的实际行动。所以，他也认为问题解决是一种心理活动，同时还包含了解决问题的实际行动，既要动脑又要动手的化学实验问题解决正符合这一特点。
2.问题解决的模式
如上所述，理解“当你不知道该怎么做的时候，你解决它”的一个有效途径就是当你面对一个问题时，你首先可以描述出基本的步骤和解决的策略——所采用的和建立的问题解决模式。理论上，当一个好的问题解决模式对解决问题可行时，我们就应该试着建立一个以这种模型为基础的指导策略来提高学生问题解决的能力。然而实际上，比较国内外的各种理论研究发现，问题解决教学并不是那么简单的。
关于问题解决过程的心理模式，美国心理学家E.Thomdike最早提出了试误说，然后又有顿悟说、信息加工理论模式以及John Dewey、Lee & Fensham等人的阶段论。如Lee & Fensham在对33个12年级的学生关于问题解决的实验报告成绩进行分析时，提出在问题解决过程中有7个显著的思维过程：①通读原题，找出问题，包括简化问题，运用化学符号、示意图等表征方式；②分析问题，把问题转换成自己所能理解的文字；③确立第一目标和第二目标；④精选出重要的信息；⑤运用已有知识和经验；⑥对信息进行处理和加工，以此来实验设立的目标；⑦反思解决问题的路径。另外，现代认知心理学也把问题解决的过程划分为几个阶段，从认知的层次上进行了更深层次的描述，强调了问题解决各阶段的动态联系，诸如问题解决的心理模式，包括自我监控、元认知，表征问题，等等。由于笔者对心理学知识了解的局限性，这类心理模式本研究将不做深层次的探讨。
以上所提到的这些问题解决模式都有其优势，然而问题解决过程的确是一个非常复杂的思维过程，它受很多因素的影响。那么，在化学学科的问题解决中，具体到化学实验问题解决，其具体过程是怎样的、各阶段有何特点，这也是本研究要讨论的问题之一。
当我们要解决一个问题时，通常先要根据已经给定的条件把问题的各个状态在头脑中表示出来，然后要考虑采取什么步骤可以尽快达到目标状态，也就是认知心理学所说的表征和搜索，搜索实际上就是学生要采取的问题解决策略。化学是一门实验科学，以化学学科的实验教学为例，学生解决化学实验问题时的表征方式、表征程度以及所采取的解决策略将会影响实验问题的解决。国内，孙同明在其研究中对高中生化学实验问题解决的心理模式做出了图1所示的结构图和化学实验问题解决教学的实施程序图（图2）。
三、化学问题解决策略的研究
国内外已有的研究都认为问题解决具有多种功能，如教学功能、培养功能、发展功能以及控制功能等。根据笔者阅读相关文献总结得出：在国外的相关研究中，普遍认为问题解决教学可以帮助实现理科教学的认知、技能和情感领域的目标，具体表现为：提高学生的学习动机；使学生能够进行有效的学习；培养学生的自信心，激发学习兴趣；使学生掌握科学的方法，懂得如何鉴别问题，提出问题，找到最优的解决途径。要成功地解决化学问题，笔者认为至少需要扎实的化学知识基础、问题解决的有关策略、良好的心理因素这三个方面的有机结合。笔者试图根据国内外对化学问题解决策略的研究，研讨化学问题解决的诸种方法和策略，以此对将来的化学教学予以启迪。
国外，Friedel，Gabel & Samuel等人在对大一新生在解决化学问题中运用类比策略的研究中发现，新手常以两个问题的表面特征为基础进行类比，而专家则能从隐含着的深层结构上的相似性出发来考虑问题的解决。可见，找到问题的深层关系的相似性是运用类比策略的关键。因此，笔者认为提高学生转换问题的能力，找出新旧问题的深层联系将会对学生问题解决技能的提高有所帮助，但前提是新问题与原型之间是有可类比点的。Asieba & Egbugara在Ashmore，Frazer & Casey等人对化学问题策略研究（将化学问题解决过程分为4个阶段：明确问题，选择适当的信息，组合零散的信息，评价）的基础上提出了高中生问题解决的探究策略。研究表明，探究策略注重以证据为基础，因此利用它所获得的结论正确程度是较高的。同时通过探究策略，学生掌握书本知识和问题解决策略的能力也得到了提高。另外，学生通过课堂合作学习，对需要解决的问题进行小组讨论也有助于提高个体问题解决的能力。在我国，合作学习也已经成为化学新课程提倡的重要学习方式之一。
国内，吴鑫德、唐琳等人采用当代认知心理学研究思维的常用方法——口语报告法，对高中生化学问题解决思维过程进行了较为系统和完整的分析与研究。在该研究中被试是27名高中生，材料为自编的6个化学问题。经过“专家”与“新手”思维过程的分析和比较发现，高中生成功解决化学问题主要有8种思维策略。由此归纳、总结出高中生成功解决化学问题的8种有效思维策略，它们分别是：①读题审题策略，②综合分析策略，③双向推理策略，④同中求异、异中求同策略，⑤化繁为简策略，⑥巧设速解策略，⑦模糊思维策略，⑧总结反思策略。其中“策略①～策略④”为信息加工与模式识别策略；策略⑤～策略⑦是学科思维策略；策略⑧为元认知策略。根据他们的研究，笔者总结认为，有意识地对高中生进行这些策略的训练，可显著地提高高中生的化学问题解决能力，尤其是对暂时学习落后的学生特别有效。
四、结语
如果学生不具有应用信息和技能来解决问题的能力，那就不能说他们学到了什么有用的内容。将课堂上学到的化学知识应用到实际生活需解决的问题中是教师们梦寐以求的教学效果。国内的诸多研究都一致认同在化学教学中应用“问题解决”教学对于深化教学改革，推进创新教育具有十分重要的意义。在日常教学中，在教授问题解决技能时，很重要的一点就是要为学生提供能吸引其兴趣，并能使其参与其中的问题。教师应深入地分析教材，结合学生的认知心理特点，努力创设问题情境，因材施教，切实提高课堂教学有效性，培养学生的创新精神和探究能力。