初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題解決策略：理論、實踐與創(chuàng)新一、引言1.1研究背景與意義在當前的初中化學(xué)教學(xué)中，雖然教育改革不斷推進，但仍然存在一些不容忽視的問題。部分教師受傳統(tǒng)教育觀念的束縛，過于注重知識的傳授，采用“一言堂”的講授方式，忽視了學(xué)生能力的培養(yǎng)。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生往往處于被動接受知識的狀態(tài)，缺乏主動思考和探究的機會。例如，在一些化學(xué)課堂上，教師只是單純地講解化學(xué)概念、原理和方程式，學(xué)生機械地記憶，而對于知識的實際應(yīng)用和內(nèi)在聯(lián)系理解不足。實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，但在實際教學(xué)中卻逐漸弱化。許多教師由于條件限制、時間緊張或隨意性太強，將演示實驗變成了講實驗，學(xué)生動手操作的機會很少。甚至有些學(xué)校平時學(xué)生實驗基本不做，只在中考實驗加試前集中訓(xùn)練。這種做法使得學(xué)生無法真正體驗到化學(xué)實驗的樂趣和魅力，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和科學(xué)探究精神。從教學(xué)效果來看，化學(xué)教學(xué)質(zhì)量參差不齊，城鄉(xiāng)之間、學(xué)校之間存在較大差距。部分教師教學(xué)方法單一，教學(xué)內(nèi)容枯燥，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而且，評價機制不配套，過于注重考試成績，使得教師和學(xué)生都將精力集中在應(yīng)試上，忽視了學(xué)生綜合素質(zhì)的提升。與此同時，在現(xiàn)實生活和工作中，人們面臨的問題往往是復(fù)雜多變的，并非像傳統(tǒng)教學(xué)中的結(jié)構(gòu)良好問題那樣有明確的目標和解決方法。這些實際問題大多屬于結(jié)構(gòu)不良問題，其解決目標、所需概念、原理、方法以及組織方式等都具有不確定性。例如，在環(huán)境問題中，如何減少污染物的排放、如何治理污染等，涉及到化學(xué)、物理、生物等多個學(xué)科的知識，而且解決方法也因具體情況而異，沒有固定的模式。在初中化學(xué)教學(xué)中引入結(jié)構(gòu)不良問題具有重要的意義。它能夠彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足，為學(xué)生提供更復(fù)雜的學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生在解決問題的過程中，將理論知識與實際生活緊密聯(lián)系起來。通過解決結(jié)構(gòu)不良問題，學(xué)生需要綜合運用所學(xué)的化學(xué)知識，分析問題的本質(zhì)，尋找解決問題的方法，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、實踐能力以及構(gòu)建知識的能力。對于教學(xué)實踐而言，研究初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題解決的策略，可以為教師提供新的教學(xué)思路和方法。教師可以根據(jù)學(xué)生的實際情況，創(chuàng)設(shè)合理的結(jié)構(gòu)不良問題情境，引導(dǎo)學(xué)生積極參與探究和討論，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量和效果。這也有助于教師更好地理解新課程理念，推動化學(xué)教學(xué)的改革和發(fā)展。從學(xué)生能力培養(yǎng)的角度來看，學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良問題的過程中，能夠逐漸學(xué)會自主思考、合作學(xué)習(xí)，提高解決實際問題的能力。這種能力的培養(yǎng)對于學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和未來發(fā)展具有重要的意義，使他們能夠更好地適應(yīng)社會的發(fā)展和變化，在未來的學(xué)習(xí)和工作中具備更強的競爭力。1.2研究目的與問題本研究旨在深入探究初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題的解決策略，通過系統(tǒng)的研究，揭示學(xué)生在解決這類問題時的思維過程和行為方式，為初中化學(xué)教學(xué)提供具有針對性和可操作性的指導(dǎo)建議，以提升學(xué)生解決實際問題的能力，促進學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。具體而言，本研究試圖回答以下幾個關(guān)鍵問題：初中學(xué)生在解決化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題時，目前的表現(xiàn)和存在的困難有哪些？不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生在解題過程中存在怎樣的差異？例如，在面對“如何利用家中常見的物品設(shè)計實驗證明空氣中含有水蒸氣”這樣的結(jié)構(gòu)不良問題時，成績優(yōu)秀的學(xué)生和成績中等、較差的學(xué)生在思考角度、方法運用以及最終解決方案的合理性上會有怎樣的不同表現(xiàn)。初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題解決過程中，學(xué)生通常會運用哪些策略？這些策略的使用頻率和有效性如何？比如，在解決“分析酸雨對環(huán)境造成的影響，并提出相應(yīng)的防治措施”這一問題時，學(xué)生可能會運用類比策略，將酸雨與已知的化學(xué)物質(zhì)對環(huán)境的影響進行對比分析；也可能運用信息收集策略，通過查閱資料、詢問他人等方式獲取更多關(guān)于酸雨的信息。本研究將對這些策略進行詳細的梳理和分析。針對初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題，有哪些有效的教學(xué)策略可以幫助學(xué)生提高解決問題的能力？如何在教學(xué)中合理地運用這些策略，以優(yōu)化教學(xué)效果？例如，教師可以采用情境教學(xué)策略，創(chuàng)設(shè)真實的化學(xué)問題情境，讓學(xué)生在情境中感受問題的復(fù)雜性，從而激發(fā)學(xué)生運用所學(xué)知識解決問題的積極性；還可以運用合作學(xué)習(xí)策略，組織學(xué)生分組討論，共同探討解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識和交流能力。1.3研究方法與創(chuàng)新點為了深入研究初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題解決的策略，本研究綜合運用了多種研究方法，以確保研究的科學(xué)性、全面性和有效性。文獻研究法是本研究的基礎(chǔ)方法之一。通過廣泛查閱國內(nèi)外關(guān)于結(jié)構(gòu)不良問題、化學(xué)教學(xué)、學(xué)生思維發(fā)展等方面的文獻資料，包括學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)位論文、研究報告等，全面了解相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、理論基礎(chǔ)和研究成果。對這些文獻進行梳理和分析，為本研究提供了理論支持和研究思路，明確了研究的重點和方向，避免了研究的盲目性和重復(fù)性。例如，通過對已有文獻的研究，了解到結(jié)構(gòu)不良問題在不同學(xué)科領(lǐng)域的研究進展，以及在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的相關(guān)理論和實踐經(jīng)驗，從而為本研究提供了有益的參考。案例分析法在本研究中也發(fā)揮了重要作用。收集和整理初中化學(xué)教學(xué)中涉及結(jié)構(gòu)不良問題的實際案例，包括課堂教學(xué)案例、學(xué)生作業(yè)案例、考試案例等。對這些案例進行深入分析，研究學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良問題時的思維過程、策略運用、存在的問題以及影響因素。通過案例分析，能夠直觀地了解學(xué)生在實際情境中的問題解決情況，發(fā)現(xiàn)問題解決過程中的規(guī)律和特點，為提出針對性的教學(xué)策略提供了實踐依據(jù)。例如，分析學(xué)生在解決“如何設(shè)計實驗探究鐵生銹的條件”這一結(jié)構(gòu)不良問題時的案例，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實驗設(shè)計、變量控制、數(shù)據(jù)收集與分析等方面存在的問題，進而探討如何通過教學(xué)策略的改進來幫助學(xué)生提高解決這類問題的能力。行動研究法是本研究的核心方法之一。將研究與教學(xué)實踐緊密結(jié)合，在實際教學(xué)中開展行動研究。研究者作為行動者，在教學(xué)過程中設(shè)計和實施針對結(jié)構(gòu)不良問題的教學(xué)策略，并對教學(xué)效果進行觀察、記錄和評估。根據(jù)評估結(jié)果及時調(diào)整教學(xué)策略，不斷改進教學(xué)實踐，形成“計劃-行動-觀察-反思-調(diào)整”的循環(huán)過程。通過行動研究，不僅能夠驗證教學(xué)策略的有效性，還能夠在實踐中不斷完善和優(yōu)化教學(xué)策略，提高教學(xué)質(zhì)量。例如，在某班級開展基于合作學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)不良問題解決教學(xué)實踐，觀察學(xué)生在小組合作中的表現(xiàn)、問題解決能力的提升以及學(xué)習(xí)態(tài)度的變化等，根據(jù)觀察結(jié)果反思教學(xué)過程中存在的問題，調(diào)整合作學(xué)習(xí)的組織形式、任務(wù)分配和指導(dǎo)策略，以更好地促進學(xué)生解決結(jié)構(gòu)不良問題能力的發(fā)展。本研究的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：在研究視角上，將結(jié)構(gòu)不良問題與初中化學(xué)教學(xué)緊密結(jié)合，聚焦于初中學(xué)生在化學(xué)學(xué)科中解決結(jié)構(gòu)不良問題的策略研究。以往的研究大多集中在結(jié)構(gòu)不良問題的理論探討或其他學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用，而本研究針對初中化學(xué)學(xué)科的特點和學(xué)生的認知水平，深入探究化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題的解決策略，為初中化學(xué)教學(xué)提供了新的視角和思路。在研究內(nèi)容上，不僅關(guān)注學(xué)生解決結(jié)構(gòu)不良問題的策略本身，還深入分析學(xué)生在問題解決過程中的思維過程、認知差異以及影響策略選擇和運用的因素。通過對這些方面的研究，能夠更全面地了解學(xué)生解決結(jié)構(gòu)不良問題的內(nèi)在機制，為制定更加有效的教學(xué)策略提供了更豐富的依據(jù)。在研究方法上，采用了多種研究方法相結(jié)合的方式，充分發(fā)揮各種方法的優(yōu)勢，相互補充和驗證。文獻研究法為研究提供了理論基礎(chǔ)，案例分析法提供了實踐依據(jù)，行動研究法將理論與實踐相結(jié)合，使研究結(jié)果更具可靠性和實用性。這種多方法融合的研究方式在初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題研究領(lǐng)域具有一定的創(chuàng)新性。二、初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題概述2.1結(jié)構(gòu)不良問題的定義與內(nèi)涵結(jié)構(gòu)不良問題的概念最早由美國學(xué)者Reitman在1965年提出，他從問題解決的角度出發(fā)，將問題分為結(jié)構(gòu)良好問題和結(jié)構(gòu)不良問題。結(jié)構(gòu)不良問題是指問題的初始狀態(tài)、目標狀態(tài)和從初始到目標狀態(tài)中的一系列操作這三部分中，至少有一個界定不明確的問題。與結(jié)構(gòu)良好問題相比，結(jié)構(gòu)不良問題具有更強的開放性、情境性和復(fù)雜性。在初中化學(xué)教學(xué)中，結(jié)構(gòu)不良問題通常是指那些沒有明確的解決方法和標準答案，需要學(xué)生綜合運用所學(xué)的化學(xué)知識、技能和方法，結(jié)合具體情境進行分析、判斷和推理，才能找到解決問題的途徑的問題。這類問題往往與實際生活緊密相關(guān)，例如“如何利用家庭中的常見物品設(shè)計實驗來檢驗自來水是否含有氯離子？”“如何選擇合適的材料和方法，制作一個簡易的凈水器？”等。這些問題沒有固定的解題模式，學(xué)生需要根據(jù)自己的知識儲備和生活經(jīng)驗，創(chuàng)造性地提出解決方案。初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題具有以下幾個重要的內(nèi)涵。其一，問題的情境性。這類問題通常設(shè)置在真實的生活或生產(chǎn)情境中，使學(xué)生能夠感受到化學(xué)知識與實際生活的緊密聯(lián)系。例如，在學(xué)習(xí)酸堿中和反應(yīng)時，可以提出“如何處理工廠排放的酸性廢水，使其達到環(huán)保標準？”這樣的問題，讓學(xué)生在解決問題的過程中，了解酸堿中和反應(yīng)在實際環(huán)保中的應(yīng)用。其二，知識的綜合性。解決結(jié)構(gòu)不良問題往往需要學(xué)生綜合運用多個化學(xué)知識點，甚至涉及其他學(xué)科的知識。例如，在探討“如何防止鐵生銹”的問題時，學(xué)生不僅需要運用化學(xué)知識，了解鐵生銹的原理，還需要考慮物理因素，如濕度、溫度等對鐵生銹的影響，同時還可能涉及到材料科學(xué)等相關(guān)知識。其三，解決方法的多樣性。由于結(jié)構(gòu)不良問題沒有固定的解決模式，學(xué)生可以從不同的角度思考問題，運用不同的方法和策略來解決。例如，在解決“如何鑒別廚房里的食鹽和純堿”的問題時，學(xué)生可以利用化學(xué)性質(zhì)，如與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體的不同來鑒別；也可以利用物理性質(zhì)，如溶解性、味道的不同來鑒別。這種多樣性有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)散思維。其四，答案的不確定性。結(jié)構(gòu)不良問題的答案不是唯一的，不同的學(xué)生可能會根據(jù)自己的理解和思考，提出不同的解決方案。這就要求教師在評價學(xué)生的答案時，不能僅僅以標準答案為依據(jù)，而要注重學(xué)生的思維過程和創(chuàng)新能力，鼓勵學(xué)生提出獨特的見解。2.2與結(jié)構(gòu)良好問題的對比初中化學(xué)的結(jié)構(gòu)不良問題與結(jié)構(gòu)良好問題在多個關(guān)鍵維度上存在顯著差異，這些差異深刻影響著學(xué)生的問題解決過程和思維方式。從目標維度來看，結(jié)構(gòu)良好問題的目標通常是清晰、明確且單一的。以“計算5克碳酸鈣完全分解能生成多少克二氧化碳”為例，學(xué)生可以迅速明確自己的任務(wù)是根據(jù)化學(xué)方程式進行定量計算，目標就是得出二氧化碳的質(zhì)量數(shù)值。而結(jié)構(gòu)不良問題的目標則往往具有模糊性、多元性。像“如何減少汽車尾氣對環(huán)境的污染”，其目標并非簡單的一個數(shù)值或一個操作，減少污染的程度衡量方式多樣，可能涉及降低有害氣體含量、減少顆粒物排放等多個方面，不同的思考角度會導(dǎo)向不同的具體目標。在條件方面，結(jié)構(gòu)良好問題的已知條件是完整、準確且無冗余的。例如在“在標準狀況下，11.2升氧氣的質(zhì)量是多少”這一問題中，學(xué)生所需的關(guān)鍵信息，如氣體所處的標準狀況（對應(yīng)特定的溫度和壓強，便于確定氣體摩爾體積）以及氧氣的體積都已明確給出，學(xué)生直接運用氣體摩爾體積和摩爾質(zhì)量的知識就能解決問題。然而，結(jié)構(gòu)不良問題的條件常常是不完整、隱含或存在干擾的。比如“設(shè)計一個實驗探究影響鐵生銹速率的因素”，學(xué)生需要自行思考可能影響鐵生銹的因素，像濕度、氧氣濃度、是否存在電解質(zhì)等條件都需要自己去挖掘和確定，甚至可能在探究過程中發(fā)現(xiàn)一些最初未考慮到的干擾因素，如鐵本身的純度對生銹速率的影響。從解決方法來看，結(jié)構(gòu)良好問題一般存在一個固定、標準的解決方法或算法。如求解化學(xué)方程式的配平問題，有觀察法、最小公倍數(shù)法、氧化還原法等特定的方法，學(xué)生只要熟練掌握這些方法，按照固定的步驟操作就能得到正確答案。但結(jié)構(gòu)不良問題沒有固定的解決模式，解決方法具有多樣性和開放性。以“如何鑒別市場上的真假黃金飾品”為例，學(xué)生可以利用黃金的化學(xué)性質(zhì)，如與酸是否反應(yīng)來鑒別；也可以從物理性質(zhì)出發(fā)，通過測量密度、硬度等方式來判斷；還可以借助一些先進的檢測儀器進行成分分析，不同的方法都可能達到鑒別真假黃金的目的。2.3結(jié)構(gòu)不良問題的類型劃分在初中化學(xué)領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)不良問題依據(jù)其關(guān)鍵要素的不確定性，可大致劃分為以下幾種典型類型。目標不確定型結(jié)構(gòu)不良問題，是指問題所期望達成的最終狀態(tài)或要實現(xiàn)的具體目標不夠清晰明確。例如“探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，并嘗試改善反應(yīng)效果”，這里“改善反應(yīng)效果”的界定較為模糊，學(xué)生需自行明確是提高反應(yīng)速率、增加產(chǎn)物純度，還是從其他方面來衡量，不同的理解會導(dǎo)向不同的探究方向。方法不確定型結(jié)構(gòu)不良問題，是指雖有明確的問題目標，但達成該目標的具體途徑和方法不明確。比如“設(shè)計實驗證明某未知溶液中含有硫酸根離子”，達成證明硫酸根離子存在這一目標，學(xué)生可以運用不同的化學(xué)反應(yīng)原理和實驗操作，像使用鋇鹽溶液檢驗，可選擇氯化鋇還是硝酸鋇，是否需要酸化，不同的選擇會形成多種實驗方案。條件不確定型結(jié)構(gòu)不良問題，是指問題所依賴的條件不完整、存在冗余或條件之間的關(guān)系不明確。以“根據(jù)給出的部分物質(zhì)的性質(zhì)，推斷某化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生”為例，學(xué)生僅知曉部分物質(zhì)性質(zhì)，可能缺乏關(guān)鍵的反應(yīng)條件信息，如溫度、壓強等，還可能混入一些與該反應(yīng)無關(guān)的物質(zhì)性質(zhì)干擾判斷。綜合不確定型結(jié)構(gòu)不良問題，是指問題在目標、方法和條件等多個方面都存在不確定性。例如“利用身邊的材料，設(shè)計一個與化學(xué)相關(guān)的環(huán)保小項目，改善周圍環(huán)境狀況”，學(xué)生既要自行確定想要改善的具體環(huán)境問題（目標不確定），又要思考運用何種化學(xué)原理和方法來設(shè)計項目（方法不確定），還要從身邊繁雜的材料中篩選出可用的（條件不確定）。三、初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題的教學(xué)價值3.1培養(yǎng)學(xué)生思維能力初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題在培養(yǎng)學(xué)生思維能力方面具有獨特而重要的作用，它能全面鍛煉學(xué)生的邏輯思維、創(chuàng)新思維和批判性思維，助力學(xué)生思維能力的全方位提升。在邏輯思維培養(yǎng)上，當學(xué)生面對結(jié)構(gòu)不良問題時，如“如何利用家中常見物品設(shè)計實驗證明蠟燭燃燒的產(chǎn)物”，由于問題條件的不明確和解決方法的多樣性，他們需要從已有的化學(xué)知識體系中篩選、整合相關(guān)信息，對問題進行細致分析與嚴謹推理。在思考過程中，學(xué)生要梳理蠟燭燃燒可能涉及的化學(xué)反應(yīng)，依據(jù)化學(xué)原理判斷產(chǎn)物，進而思考家中哪些物品能用于檢測這些產(chǎn)物，像利用澄清石灰水（可自制）檢驗二氧化碳，用干冷玻璃片檢驗水蒸氣等，這一系列思維活動要求學(xué)生遵循嚴格的邏輯規(guī)則，將零散知識有條理地組織起來，逐步構(gòu)建起解決問題的思路，從而有效提升邏輯思維能力。結(jié)構(gòu)不良問題為學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展提供了廣闊空間。以“設(shè)計一個環(huán)保型化學(xué)實驗，探究金屬的活動性順序”為例，學(xué)生在傳統(tǒng)實驗基礎(chǔ)上，需要突破常規(guī)，從實驗材料選取、實驗裝置設(shè)計到實驗步驟優(yōu)化等方面進行創(chuàng)新思考。他們可能會嘗試用廢棄電池中的金屬、生活中的常見溶液替代傳統(tǒng)實驗材料，設(shè)計出更加綠色、便捷的實驗裝置，如利用點滴板進行微型實驗，減少試劑用量和廢棄物產(chǎn)生。這種對問題的創(chuàng)新性解決過程，鼓勵學(xué)生大膽提出獨特見解，打破思維定式，激發(fā)創(chuàng)新靈感，使學(xué)生的創(chuàng)新思維在不斷探索與實踐中得到充分鍛煉。批判性思維也是學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良問題過程中逐漸形成的重要思維品質(zhì)。例如在探討“某種新型化學(xué)材料在實際應(yīng)用中的優(yōu)缺點”時，學(xué)生不能簡單接受已有的信息和觀點，而是要對各種資料、觀點進行深入分析與評估。他們需要思考材料的性能數(shù)據(jù)是否準確可靠，應(yīng)用案例是否具有代表性，不同觀點背后的依據(jù)是否充分等，通過質(zhì)疑、反思和比較，去偽存真，形成自己對問題的獨立判斷。在這一過程中，學(xué)生學(xué)會從多個角度審視問題，不盲目跟從，培養(yǎng)了批判性思維，能夠更加理性地看待化學(xué)知識和實際問題。3.2提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題在提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面具有不可替代的作用，它能全方位地促進學(xué)生科學(xué)探究、實踐和問題解決能力的發(fā)展，為學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升奠定堅實基礎(chǔ)。在科學(xué)探究能力提升上，結(jié)構(gòu)不良問題為學(xué)生創(chuàng)造了廣闊的探究空間。以“探究影響過氧化氫分解速率的因素”為例，學(xué)生面對這一結(jié)構(gòu)不良問題，需要自主提出假設(shè)，思考可能影響分解速率的因素，如溫度、催化劑種類、過氧化氫濃度等。然后，他們要自行設(shè)計實驗方案，確定變量，選擇合適的實驗儀器和試劑，如利用不同溫度的水浴控制反應(yīng)溫度，選用二氧化錳、氧化銅等不同催化劑進行對比實驗。在實驗過程中，學(xué)生仔細觀察實驗現(xiàn)象，收集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，從而得出結(jié)論。整個過程模擬了科學(xué)研究的基本流程，使學(xué)生在實踐中掌握科學(xué)探究的方法和步驟，培養(yǎng)了他們的觀察能力、假設(shè)能力、實驗設(shè)計與操作能力以及數(shù)據(jù)分析與推理能力，讓學(xué)生逐漸形成科學(xué)探究的思維方式和習(xí)慣。結(jié)構(gòu)不良問題還能極大地提高學(xué)生的實踐能力。例如在“設(shè)計一個簡易的滅火器”的問題中，學(xué)生不僅要運用化學(xué)知識，了解滅火的原理，如二氧化碳能隔絕氧氣滅火，還要將理論知識轉(zhuǎn)化為實際操作。他們需要選擇合適的材料，如用小蘇打和白醋反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，用塑料瓶作為容器，設(shè)計合理的裝置，使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳能夠有效地噴射到火源上。在制作過程中，學(xué)生可能會遇到各種實際問題，如反應(yīng)過于劇烈導(dǎo)致容器破裂，氣體噴射不暢等，這就需要他們不斷嘗試、調(diào)整，尋找解決問題的方法。通過這樣的實踐活動，學(xué)生的動手能力、解決實際問題的能力以及創(chuàng)新能力都得到了鍛煉和提升。解決初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題是提升學(xué)生問題解決能力的關(guān)鍵途徑。面對結(jié)構(gòu)不良問題，學(xué)生沒有現(xiàn)成的答案和固定的解決模式，需要充分調(diào)動已有的化學(xué)知識和生活經(jīng)驗，綜合運用各種方法和策略。比如在解決“如何治理某工廠排放的含重金屬離子的廢水”這一問題時，學(xué)生需要分析廢水中重金屬離子的種類和性質(zhì)，考慮不同的治理方法，如化學(xué)沉淀法、離子交換法、吸附法等。然后，他們要根據(jù)實際情況，權(quán)衡各種方法的優(yōu)缺點，選擇最合適的治理方案。在這個過程中，學(xué)生學(xué)會了如何分析問題、尋找解決問題的思路，如何評估不同方案的可行性和有效性，從而提高了問題解決能力。這種能力的提升不僅有助于學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中取得更好的成績，更能為他們未來解決生活和工作中的實際問題提供有力支持。3.3增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與動力初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題以其獨特的魅力，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)動力開辟了新的路徑，讓學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中找到樂趣與成就感。結(jié)構(gòu)不良問題與實際生活的緊密聯(lián)系，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如在“探究如何利用化學(xué)方法處理生活中的廢舊電池，減少環(huán)境污染”這一問題中，學(xué)生看到化學(xué)知識與生活實際息息相關(guān)，認識到化學(xué)在解決環(huán)境問題中的重要作用，從而對化學(xué)學(xué)科產(chǎn)生濃厚興趣。這種興趣不再是對抽象知識的被動接受，而是源于對實際問題的關(guān)注和解決問題的渴望，使學(xué)生更主動地投入到化學(xué)學(xué)習(xí)中。結(jié)構(gòu)不良問題的開放性和挑戰(zhàn)性，能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。當面對“設(shè)計一個創(chuàng)新的化學(xué)實驗來驗證質(zhì)量守恒定律”這樣的問題時，學(xué)生沒有固定的模式可依，需要充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，嘗試不同的實驗方案。在不斷探索和嘗試的過程中，學(xué)生體驗到解決問題的成就感，這種成就感進一步激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動力，促使他們更加努力地學(xué)習(xí)化學(xué)知識，提升自己的能力。解決結(jié)構(gòu)不良問題的過程，為學(xué)生提供了更多自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的機會。以“調(diào)查本地水資源的化學(xué)污染情況，并提出治理建議”為例，學(xué)生需要自主查閱資料、收集數(shù)據(jù)、分析問題，還需要與小組成員合作交流，共同探討解決方案。在自主學(xué)習(xí)中，學(xué)生能夠根據(jù)自己的興趣和需求，深入探究化學(xué)知識；在合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生學(xué)會傾聽他人意見，分享自己的想法，培養(yǎng)團隊合作精神。這種學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，提高了他們的學(xué)習(xí)興趣和主動性。四、初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題解決的案例分析4.1案例選取與背景介紹本研究選取了初中化學(xué)課程中“探究金屬的銹蝕與防護”這一教學(xué)主題下的結(jié)構(gòu)不良問題作為案例分析對象。該主題在初中化學(xué)教學(xué)中占據(jù)重要地位，金屬的銹蝕與防護不僅涉及到金屬的化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)原理等核心知識，還與日常生活、工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，具有很強的實用性和探究價值。在學(xué)習(xí)該主題之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了金屬的基本物理性質(zhì)和一些常見金屬的化學(xué)性質(zhì)，如金屬與氧氣、酸的反應(yīng)等。他們也具備了一定的實驗操作技能和觀察分析能力，能夠進行簡單的實驗設(shè)計和現(xiàn)象記錄。然而，對于金屬銹蝕的復(fù)雜過程和防護方法的多樣性，學(xué)生還缺乏深入的理解和探究經(jīng)驗。本次案例分析的教學(xué)背景是在某初中三年級的化學(xué)課堂上，授課教師采用了探究式教學(xué)方法，旨在通過引導(dǎo)學(xué)生解決結(jié)構(gòu)不良問題，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維。教師在課堂上提出了這樣一個結(jié)構(gòu)不良問題：“在日常生活中，我們經(jīng)常會看到金屬制品生銹，如鐵欄桿、自行車鏈條等。請同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識，設(shè)計實驗探究影響金屬銹蝕的因素，并提出相應(yīng)的防護措施。”這個問題的目標不確定，學(xué)生需要自行確定要探究哪些因素對金屬銹蝕有影響；方法也不確定，學(xué)生要自己設(shè)計實驗方案來驗證假設(shè)；條件同樣不確定，學(xué)生需要考慮實驗中可能涉及到的各種變量，如金屬的種類、環(huán)境的濕度、溫度、酸堿度等。4.2案例分析過程與方法在解決“探究影響金屬銹蝕的因素，并提出相應(yīng)的防護措施”這一結(jié)構(gòu)不良問題時，學(xué)生們的問題解決過程豐富多樣，采用了多種行之有效的方法。問題表征階段，學(xué)生們積極思考，從不同角度對問題進行理解和分析。部分學(xué)生從生活經(jīng)驗出發(fā)，回憶生活中常見的金屬銹蝕現(xiàn)象，如鐵欄桿在潮濕環(huán)境中生銹、銅器表面生成銅綠等，以此來初步認識金屬銹蝕與環(huán)境因素的關(guān)聯(lián)。還有學(xué)生從已學(xué)的化學(xué)知識入手，思考金屬的化學(xué)性質(zhì)，如金屬與氧氣、水、酸等物質(zhì)的反應(yīng)，嘗試從化學(xué)反應(yīng)原理的角度去理解金屬銹蝕的本質(zhì)。例如，有學(xué)生提出，根據(jù)之前所學(xué)的金屬與氧氣反應(yīng)的知識，金屬在空氣中生銹可能是與氧氣發(fā)生了氧化反應(yīng)。在設(shè)計實驗方案階段，學(xué)生們充分發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出了各種不同的實驗思路。有的學(xué)生設(shè)計了對比實驗，將相同的金屬片分別放置在不同的環(huán)境中，如干燥的空氣、潮濕的空氣、水中、酸性溶液中等，通過觀察不同環(huán)境下金屬片銹蝕的速度和程度，來探究影響金屬銹蝕的因素。在這個對比實驗中，學(xué)生們明確了實驗的變量，即環(huán)境因素，而其他條件如金屬片的種類、大小、形狀等都保持相同，以確保實驗結(jié)果的準確性和可靠性。還有學(xué)生設(shè)計了控制變量實驗，選取一種影響因素，如濕度，通過改變濕度的大小，觀察金屬銹蝕的情況。他們可能會設(shè)置多個濕度不同的實驗環(huán)境，如相對濕度為20%、40%、60%、80%等，然后將相同的金屬片放置在這些環(huán)境中，定期觀察和記錄金屬片的銹蝕情況。在實驗方案的設(shè)計過程中，學(xué)生們還會考慮實驗的可行性和可操作性，如實驗材料的獲取是否方便、實驗操作是否簡單易行、實驗時間是否合理等。在實驗實施階段，學(xué)生們認真操作實驗儀器，仔細觀察實驗現(xiàn)象，并及時記錄實驗數(shù)據(jù)。他們嚴格按照實驗方案進行操作，確保實驗條件的一致性。例如，在進行對比實驗時，學(xué)生們會準確地將金屬片放置在不同的環(huán)境中，并定期檢查和記錄金屬片的銹蝕情況。在觀察實驗現(xiàn)象時，學(xué)生們會注意金屬片表面的顏色變化、是否有銹斑生成、銹斑的大小和形狀等。對于實驗數(shù)據(jù)的記錄，學(xué)生們會采用表格、圖表等形式，使數(shù)據(jù)更加直觀和清晰。比如，有學(xué)生用表格記錄了不同環(huán)境下金屬片每天的銹蝕情況，包括金屬片表面的變化、銹蝕的程度等。在分析實驗結(jié)果和得出結(jié)論階段，學(xué)生們運用所學(xué)的化學(xué)知識和數(shù)學(xué)方法，對實驗數(shù)據(jù)進行深入分析。他們通過比較不同實驗條件下金屬片的銹蝕情況，找出影響金屬銹蝕的主要因素。例如，通過對比干燥空氣和潮濕空氣中金屬片的銹蝕情況，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)潮濕空氣中的金屬片銹蝕速度更快，從而得出濕度是影響金屬銹蝕的重要因素。對于實驗結(jié)果中出現(xiàn)的一些異常情況，學(xué)生們也會進行深入思考和分析，嘗試找出原因。比如，在某個實驗中，發(fā)現(xiàn)放置在酸性溶液中的金屬片銹蝕速度比預(yù)期的要慢，學(xué)生們會分析可能是酸性溶液的濃度不夠、金屬片表面有保護膜等原因?qū)е碌摹８鶕?jù)實驗結(jié)果，學(xué)生們得出了相應(yīng)的結(jié)論，并提出了防護金屬銹蝕的措施。如針對濕度對金屬銹蝕的影響，學(xué)生們提出可以保持金屬制品表面的干燥，或者在金屬表面涂抹防護層，如油漆、油脂等，以隔絕空氣和水分，防止金屬銹蝕。在整個問題解決過程中，學(xué)生們還采用了合作學(xué)習(xí)的方法。他們分組進行討論和實驗，每個小組分工明確，有的學(xué)生負責設(shè)計實驗方案，有的學(xué)生負責準備實驗材料，有的學(xué)生負責操作實驗儀器，有的學(xué)生負責記錄實驗數(shù)據(jù)。在小組討論中，學(xué)生們各抒己見，分享自己的想法和觀點，共同探討問題的解決方案。例如，在設(shè)計實驗方案時，小組成員會對不同的實驗思路進行討論和分析，比較它們的優(yōu)缺點，最終確定一個最佳的實驗方案。通過合作學(xué)習(xí)，學(xué)生們不僅提高了問題解決的效率，還培養(yǎng)了團隊合作精神和交流能力。4.3案例結(jié)果與啟示通過對學(xué)生解決“探究影響金屬銹蝕的因素，并提出相應(yīng)的防護措施”這一結(jié)構(gòu)不良問題的案例分析，我們可以清晰地看到學(xué)生在問題解決過程中的表現(xiàn)和收獲，這也為初中化學(xué)教學(xué)帶來了諸多寶貴的啟示。從案例結(jié)果來看，學(xué)生們在解決問題的過程中展現(xiàn)出了較強的探究能力和創(chuàng)新思維。他們能夠從不同角度對問題進行表征，提出多種合理的實驗方案，并通過實驗操作和數(shù)據(jù)分析得出了有價值的結(jié)論。在實驗方案設(shè)計方面，學(xué)生們充分發(fā)揮想象力，設(shè)計出了對比實驗、控制變量實驗等多種類型的實驗，這些實驗方案不僅具有科學(xué)性，還具有一定的創(chuàng)新性。在實驗實施過程中，學(xué)生們的操作技能得到了鍛煉，能夠準確地控制實驗條件，認真觀察實驗現(xiàn)象，如實記錄實驗數(shù)據(jù)。通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，學(xué)生們成功地找出了影響金屬銹蝕的主要因素，如濕度、氧氣、酸堿性等，并提出了一系列有效的防護措施，如涂漆、鍍鋅、保持干燥等。這表明學(xué)生們已經(jīng)具備了一定的科學(xué)探究能力和問題解決能力，能夠運用所學(xué)知識解決實際問題。然而，在案例分析過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題。部分學(xué)生在問題表征階段存在困難，不能準確地理解問題的本質(zhì)和要求，導(dǎo)致實驗方案設(shè)計不合理。有些學(xué)生在實驗實施過程中，由于操作不熟練或粗心大意，出現(xiàn)了一些實驗誤差，影響了實驗結(jié)果的準確性。還有些學(xué)生在分析實驗結(jié)果時，缺乏深入思考和邏輯推理能力，不能從數(shù)據(jù)中得出準確的結(jié)論。這些問題反映出學(xué)生在知識儲備、思維能力和實踐操作等方面還存在不足，需要在教學(xué)中加以改進和提高。基于以上案例結(jié)果，對初中化學(xué)教學(xué)有以下重要啟示。教師應(yīng)注重創(chuàng)設(shè)真實、具體的問題情境，將化學(xué)知識與實際生活緊密聯(lián)系起來。例如，在講解金屬的化學(xué)性質(zhì)時，可以引入生活中常見的金屬制品的使用和保養(yǎng)問題，讓學(xué)生在熟悉的情境中感受化學(xué)知識的應(yīng)用價值，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。在教學(xué)過程中，教師要給予學(xué)生足夠的自主探究空間，鼓勵學(xué)生大膽提出假設(shè)，設(shè)計實驗方案，并通過實驗驗證自己的想法。教師可以提供一些必要的指導(dǎo)和支持，但不要直接告訴學(xué)生答案，要讓學(xué)生在探究過程中學(xué)會思考、學(xué)會學(xué)習(xí)。比如在“探究影響金屬銹蝕的因素”的教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生回顧已有的金屬知識，啟發(fā)學(xué)生思考可能影響金屬銹蝕的因素，然后讓學(xué)生自主設(shè)計實驗進行探究。培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力是化學(xué)教學(xué)的重要目標之一。教師可以通過設(shè)置結(jié)構(gòu)不良問題，讓學(xué)生在解決問題的過程中，學(xué)會分析問題、尋找解決問題的方法，提高問題解決能力。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生對問題解決過程進行反思和總結(jié)，幫助學(xué)生積累問題解決的經(jīng)驗，提高解決問題的效率。例如，在學(xué)生完成“探究影響金屬銹蝕的因素”的實驗后，教師可以組織學(xué)生進行討論，讓學(xué)生分享自己在實驗過程中遇到的問題和解決方法，然后引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實驗中的成功經(jīng)驗和不足之處，為今后解決類似問題提供參考。實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，教師要重視實驗教學(xué)，加強對學(xué)生實驗技能的訓(xùn)練。在實驗教學(xué)中，教師要詳細講解實驗原理、實驗步驟和實驗注意事項，讓學(xué)生掌握正確的實驗操作方法。教師還可以通過示范操作、個別指導(dǎo)等方式，幫助學(xué)生提高實驗操作能力。例如，在進行金屬銹蝕實驗時，教師可以親自示范如何正確使用實驗儀器，如何準確地控制實驗條件，如何觀察和記錄實驗現(xiàn)象等，讓學(xué)生在實踐中提高實驗技能。五、初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題解決的策略構(gòu)建5.1教學(xué)策略5.1.1創(chuàng)設(shè)情境策略創(chuàng)設(shè)情境是激發(fā)學(xué)生解決問題興趣和動機的有效手段。教師可以從生活實際、化學(xué)實驗、社會熱點等方面入手，為學(xué)生營造真實且富有吸引力的問題情境。在生活實際情境創(chuàng)設(shè)方面，教師可緊密聯(lián)系生活中的化學(xué)現(xiàn)象。比如，在講解金屬的腐蝕與防護時，展示生活中常見的金屬生銹現(xiàn)象，如生銹的自行車、鐵門等，提問學(xué)生如何防止這些金屬進一步銹蝕。這樣的情境讓學(xué)生感受到化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，意識到化學(xué)知識的實用性，從而激發(fā)他們解決問題的興趣和動機。又如，在學(xué)習(xí)酸堿中和反應(yīng)時，引入生活中胃酸過多時服用胃藥的例子，讓學(xué)生思考胃藥的作用原理，進而探究酸堿中和反應(yīng)的實質(zhì)。化學(xué)實驗情境的創(chuàng)設(shè)能夠直觀地呈現(xiàn)化學(xué)現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲。例如，在探究燃燒的條件時，教師可進行“燒不壞的手帕”實驗，將浸泡過酒精溶液的手帕點燃，手帕卻未被燒壞。這一神奇的實驗現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生的好奇心，促使他們主動思考背后的化學(xué)原理，積極投入到問題解決的過程中。在學(xué)習(xí)氧氣的性質(zhì)時，進行鐵絲在氧氣中燃燒的實驗，讓學(xué)生觀察劇烈燃燒、火星四射的現(xiàn)象，然后提出問題：為什么鐵絲在空氣中不能燃燒，而在氧氣中卻能劇烈燃燒？引導(dǎo)學(xué)生探究氧氣的性質(zhì)和燃燒的條件。社會熱點問題也是創(chuàng)設(shè)情境的重要素材。例如，在學(xué)習(xí)環(huán)境保護相關(guān)知識時，引入“酸雨”這一社會熱點問題，讓學(xué)生了解酸雨對環(huán)境和人類的危害，然后思考如何從化學(xué)角度防治酸雨。學(xué)生在關(guān)注社會熱點的過程中，增強了社會責任感，也更有動力去解決相關(guān)的化學(xué)問題。又如，在學(xué)習(xí)能源問題時，討論“新能源汽車的發(fā)展”，讓學(xué)生分析新能源汽車的優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)，從化學(xué)原理的角度探討如何提高電池性能等問題。5.1.2合作學(xué)習(xí)策略合作學(xué)習(xí)在解決結(jié)構(gòu)不良問題中具有重要作用，它能夠促進學(xué)生之間的思想交流與碰撞，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和團隊精神。在解決結(jié)構(gòu)不良問題時，合作學(xué)習(xí)能讓學(xué)生從多個角度看待問題。不同學(xué)生的知識儲備、思維方式和生活經(jīng)驗各不相同，通過小組合作，學(xué)生們可以分享彼此的觀點和想法。例如，在探討“如何利用家中常見物品設(shè)計實驗驗證質(zhì)量守恒定律”時，小組成員有的從化學(xué)反應(yīng)的角度提出用白醋和小蘇打反應(yīng)，有的從物理變化的角度想到用蠟燭燃燒前后的質(zhì)量變化來驗證，還有的從實驗裝置的角度提出如何減少實驗誤差。這種思想的交流與碰撞，拓寬了學(xué)生的思路，有助于找到更全面、更合理的解決方案。合作學(xué)習(xí)還能提高學(xué)生解決問題的效率。在小組中，學(xué)生可以分工合作，發(fā)揮各自的優(yōu)勢。比如，在完成“調(diào)查本地水資源污染情況并提出治理建議”的任務(wù)時，有的學(xué)生負責收集水樣，有的學(xué)生負責分析水樣中的化學(xué)成分，有的學(xué)生負責查閱資料了解治理方法，有的學(xué)生負責撰寫報告。通過分工合作，學(xué)生們能夠在有限的時間內(nèi)完成復(fù)雜的任務(wù)，提高了解決問題的效率。為了有效實施合作學(xué)習(xí)，教師首先要合理分組。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、性格特點、興趣愛好等因素，將學(xué)生分成異質(zhì)小組，確保每個小組都有不同層次的學(xué)生，能夠優(yōu)勢互補。教師要明確小組任務(wù)和目標，讓學(xué)生清楚知道自己需要完成的任務(wù)。在“探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”的合作學(xué)習(xí)中，教師可以提出具體的任務(wù)，如設(shè)計實驗方案、進行實驗操作、記錄實驗數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果等，并要求小組在規(guī)定時間內(nèi)完成。教師還要加強對小組合作過程的指導(dǎo)和監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)問題并給予幫助。例如，當小組討論陷入僵局時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生換個角度思考問題；當小組分工不合理時，教師可以幫助學(xué)生重新調(diào)整分工。5.1.3問題引導(dǎo)策略問題引導(dǎo)是幫助學(xué)生理清思路、解決結(jié)構(gòu)不良問題的關(guān)鍵策略。教師可以通過設(shè)置一系列有層次、有邏輯的問題，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入思考。在問題引導(dǎo)的起始階段，教師可以提出一些開放性的問題，激發(fā)學(xué)生的思維。例如，在學(xué)習(xí)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”時，教師可以提問：“生活中有很多金屬制品，你們知道金屬都有哪些化學(xué)性質(zhì)嗎？”這個問題沒有固定答案，學(xué)生可以根據(jù)自己的生活經(jīng)驗和已有的知識進行回答，從而打開思維的大門。又如，在探究“二氧化碳的性質(zhì)”時，教師問：“我們在生活中經(jīng)常接觸到二氧化碳，你能想到哪些與二氧化碳有關(guān)的現(xiàn)象？”學(xué)生可能會提到碳酸飲料中有二氧化碳、植物光合作用需要二氧化碳等，這些回答為進一步探究二氧化碳的性質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。隨著問題解決的深入，教師要提出一些引導(dǎo)性問題，幫助學(xué)生梳理思路。比如，在解決“如何鑒別氯化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉三種白色固體”的問題時，教師可以先問：“這三種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有哪些不同？”引導(dǎo)學(xué)生回憶相關(guān)知識，然后再問：“根據(jù)這些性質(zhì)差異，我們可以設(shè)計哪些實驗來鑒別它們？”學(xué)生在思考這些問題的過程中，逐漸理清鑒別物質(zhì)的思路，從化學(xué)性質(zhì)的差異出發(fā)，設(shè)計出合理的實驗方案。在探究“燃燒的條件”時，教師可以問：“我們看到很多燃燒現(xiàn)象，那么燃燒需要什么條件呢？”學(xué)生提出一些假設(shè)后，教師接著問：“如何通過實驗來驗證這些假設(shè)呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考實驗設(shè)計的思路。在學(xué)生得出初步結(jié)論后，教師還可以提出一些拓展性問題，深化學(xué)生的理解。例如，在學(xué)生探究完“影響過氧化氫分解速率的因素”后，教師可以問：“在實際生活和生產(chǎn)中，如何利用這些因素來控制過氧化氫的分解速率？”這個問題將學(xué)生的思維從實驗室探究拓展到實際應(yīng)用，讓學(xué)生進一步理解化學(xué)知識的實用性。又如，在學(xué)習(xí)“酸堿中和反應(yīng)”后，教師問：“除了我們課本上提到的應(yīng)用，酸堿中和反應(yīng)在其他領(lǐng)域還有哪些應(yīng)用呢？”引導(dǎo)學(xué)生查閱資料，拓寬知識面，深化對酸堿中和反應(yīng)的理解。5.2學(xué)習(xí)策略5.2.1知識整合策略知識整合策略對于學(xué)生解決初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題至關(guān)重要，它能幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識體系，提升知識運用能力。在化學(xué)知識學(xué)習(xí)中，元素化合物知識是基礎(chǔ)且繁雜的部分。例如，在學(xué)習(xí)金屬元素時，鐵、銅、鋁等多種金屬，每種金屬又有與氧氣、酸、鹽等不同物質(zhì)的反應(yīng)，學(xué)生容易混淆。此時，教師可引導(dǎo)學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖，以金屬為核心，分支展開與各類物質(zhì)的反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象及化學(xué)方程式等內(nèi)容。通過這種方式，將零散的金屬知識整合為一個有機整體，學(xué)生在面對“如何鑒別生活中的真假黃金飾品”這類結(jié)構(gòu)不良問題時，就能從金屬的化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)等多個維度思考，利用思維導(dǎo)圖中整合的知識，想到黃金化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與常見酸反應(yīng)，而假黃金可能是銅鋅合金，會與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡等鑒別方法。化學(xué)原理知識抽象且相互關(guān)聯(lián)，如質(zhì)量守恒定律、化學(xué)平衡原理、氧化還原反應(yīng)原理等。教師可以組織專題復(fù)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生對比不同原理的內(nèi)涵、適用范圍及應(yīng)用實例。以質(zhì)量守恒定律和化學(xué)平衡原理為例，在復(fù)習(xí)時，讓學(xué)生分析質(zhì)量守恒定律在化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量不變的本質(zhì)，以及化學(xué)平衡原理中在一定條件下可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時各物質(zhì)濃度不再改變的特點。通過對比整合，學(xué)生在解決“如何利用化學(xué)原理提高某一化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)率”這一結(jié)構(gòu)不良問題時，能綜合運用化學(xué)平衡原理，從改變溫度、壓強、濃度等條件來分析對反應(yīng)產(chǎn)率的影響，同時依據(jù)質(zhì)量守恒定律理解反應(yīng)中原子的守恒關(guān)系，確保反應(yīng)的合理性。5.2.2信息加工策略信息加工策略是學(xué)生解決初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題的關(guān)鍵能力，它能幫助學(xué)生準確分析、篩選和有效利用信息，找到問題解決的思路。在分析信息階段，學(xué)生要學(xué)會剖析問題的關(guān)鍵要素。以“探究某未知氣體的成分”這一結(jié)構(gòu)不良問題為例，學(xué)生面對給出的氣體可能具有的性質(zhì)描述、實驗現(xiàn)象等信息，需要從中提取關(guān)鍵信息，如氣體的顏色、氣味、是否助燃、是否與某些物質(zhì)發(fā)生特征反應(yīng)等。對于“該氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁”這一信息，學(xué)生要分析出這是二氧化碳的特征反應(yīng)，從而初步判斷氣體中可能含有二氧化碳。同時，學(xué)生還要排除干擾信息，像一些與氣體成分無關(guān)的實驗環(huán)境描述等，避免思維受到干擾。篩選信息時，學(xué)生要依據(jù)化學(xué)知識和問題目標，從眾多信息中挑選出有用的部分。在解決“設(shè)計實驗證明某混合溶液中含有硫酸根離子和氯離子”的問題時，面對溶液中可能存在的多種離子及相關(guān)性質(zhì)信息，學(xué)生要篩選出硫酸根離子與鋇離子反應(yīng)生成不溶于酸的白色沉淀，氯離子與銀離子反應(yīng)生成不溶于酸的白色沉淀這些關(guān)鍵信息。而對于溶液中可能存在的一些不影響這兩種離子檢驗的其他離子信息，如鈉離子、鉀離子等，可暫時忽略。在利用信息解決問題時，學(xué)生要將篩選出的信息與已有的化學(xué)知識相結(jié)合，制定解決方案。仍以上述混合溶液離子檢驗問題為例，學(xué)生根據(jù)篩選的信息，確定先加入過量硝酸鋇溶液檢驗并除去硫酸根離子，過濾后，再向濾液中加入硝酸銀溶液檢驗氯離子。在這個過程中，學(xué)生利用信息設(shè)計實驗步驟，考慮試劑的選擇、加入順序及用量等問題，最終實現(xiàn)問題的解決。5.2.3反思總結(jié)策略反思總結(jié)策略在學(xué)生解決初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題中具有重要意義，它能幫助學(xué)生深化對問題的理解，積累問題解決經(jīng)驗，提高問題解決能力。在完成問題解決后，學(xué)生要對解題過程進行反思。以“探究影響過氧化氫分解速率的因素”實驗問題為例，學(xué)生要思考實驗方案的設(shè)計是否合理，如在控制變量實驗中，是否真正做到了只改變一個變量，其他變量保持不變。如果實驗結(jié)果出現(xiàn)異常，要反思實驗操作是否規(guī)范，像是否準確量取試劑、是否正確控制反應(yīng)溫度等。還要思考是否有其他更優(yōu)的實驗方案，比如是否可以采用更先進的實驗儀器來更精確地測量反應(yīng)速率。學(xué)生還要對所運用的知識和方法進行總結(jié)。在解決化學(xué)計算題時，總結(jié)不同類型計算題的解題方法和技巧，如有關(guān)化學(xué)方程式的計算，總結(jié)如何根據(jù)已知量和未知量正確書寫化學(xué)方程式，如何利用化學(xué)計量數(shù)進行比例計算等。在學(xué)習(xí)化學(xué)實驗時，總結(jié)實驗儀器的使用方法、實驗操作的注意事項以及實驗誤差的分析與控制方法等。通過總結(jié)，將零散的知識和方法系統(tǒng)化，便于在今后遇到類似問題時能夠迅速調(diào)用。定期回顧反思總結(jié)的內(nèi)容也是非常必要的。學(xué)生可以建立錯題本，將自己在解決結(jié)構(gòu)不良問題過程中出現(xiàn)的錯誤及反思總結(jié)的內(nèi)容記錄下來，定期復(fù)習(xí)。在復(fù)習(xí)時，不僅要關(guān)注錯誤的答案，更要深入理解錯誤的原因和正確的解題思路。通過不斷回顧，強化對知識和方法的掌握，避免在今后的問題解決中犯同樣的錯誤。六、初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題解決策略的實施建議6.1教師角色與能力要求在初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題解決教學(xué)中，教師角色經(jīng)歷著深刻轉(zhuǎn)變，其能力要求也呈現(xiàn)出多維度的提升。教師需從傳統(tǒng)的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者和促進者。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往是知識的灌輸者，學(xué)生被動接受知識。而在結(jié)構(gòu)不良問題解決教學(xué)中，面對“如何利用化學(xué)知識改善校園環(huán)境”這類問題，教師不能直接給出答案，而是要引導(dǎo)學(xué)生思考，如啟發(fā)學(xué)生從校園垃圾處理、污水排放、綠植養(yǎng)護等方面，運用化學(xué)原理去分析和解決問題。教師要組織學(xué)生進行討論，鼓勵學(xué)生提出不同的觀點和想法，促進學(xué)生之間的思想碰撞。教師還應(yīng)成為學(xué)習(xí)活動的組織者和協(xié)調(diào)者。在解決結(jié)構(gòu)不良問題時，學(xué)生通常會開展小組合作學(xué)習(xí)、實驗探究等活動。教師要合理分組，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、性格特點等因素，確保小組的異質(zhì)性和互補性。在“探究不同催化劑對過氧化氫分解速率的影響”實驗中，教師要組織學(xué)生準備實驗材料、安排實驗時間，協(xié)調(diào)小組內(nèi)成員的分工，如讓有的學(xué)生負責實驗操作，有的學(xué)生負責記錄數(shù)據(jù)，有的學(xué)生負責觀察現(xiàn)象。在活動過程中，教師要及時解決學(xué)生遇到的問題，保障學(xué)習(xí)活動的順利進行。教師還需要具備較強的問題設(shè)計能力。要設(shè)計出高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)不良問題，教師需深入了解學(xué)生的知識水平和認知特點，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和生活實際。例如，在學(xué)習(xí)酸堿中和反應(yīng)時，設(shè)計“如何利用家中常見物品自制酸堿指示劑，并探究其在不同酸堿性溶液中的變色情況”的問題，既貼合學(xué)生的生活實際，又能引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識進行探究。問題要有一定的開放性和挑戰(zhàn)性，能夠激發(fā)學(xué)生的興趣和探究欲望。對學(xué)生思維引導(dǎo)的能力也是教師所必備的。當學(xué)生在解決問題過程中遇到思維障礙時，教師要及時給予引導(dǎo)。在學(xué)生探討“如何從化學(xué)角度分析霧霾的形成及防治措施”時，若學(xué)生思路局限，教師可引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)的性質(zhì)等方面拓展思維，幫助學(xué)生理清思路，找到解決問題的方向。教師還要引導(dǎo)學(xué)生進行反思和總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的元認知能力。6.2教學(xué)資源的開發(fā)與利用教學(xué)資源的有效開發(fā)與利用是支持初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題解決教學(xué)的重要保障，能夠為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)素材和多樣的學(xué)習(xí)途徑。教材是教學(xué)的核心資源，教師應(yīng)深入挖掘教材中潛在的結(jié)構(gòu)不良問題資源。以人教版初中化學(xué)教材為例，在“金屬的化學(xué)性質(zhì)”章節(jié)，教材中給出了金屬與酸反應(yīng)的實驗現(xiàn)象和部分結(jié)論。教師可以引導(dǎo)學(xué)生進一步思考，如“如何利用這些實驗現(xiàn)象設(shè)計一個實驗來比較不同金屬的活動性順序？”這就將教材中的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為一個結(jié)構(gòu)不良問題，讓學(xué)生在解決問題的過程中深化對金屬化學(xué)性質(zhì)的理解。教師還可以對教材內(nèi)容進行拓展和延伸，結(jié)合生活實際，提出更具開放性的問題，如“生活中常見的金屬制品如何進行合理的保養(yǎng)以延長其使用壽命？”引導(dǎo)學(xué)生運用教材中的化學(xué)知識解決生活中的實際問題。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化資源在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用日益廣泛。教師可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺，收集與結(jié)構(gòu)不良問題相關(guān)的教學(xué)素材，如化學(xué)實驗視頻、虛擬實驗軟件、科普文章等。例如，在探究“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”時，教師可以播放一些工業(yè)生產(chǎn)中控制化學(xué)反應(yīng)速率的視頻案例，讓學(xué)生直觀地了解化學(xué)反應(yīng)速率在實際生產(chǎn)中的重要性。利用虛擬實驗軟件，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進行實驗操作，探究不同因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，這不僅彌補了實驗室條件的限制，還能讓學(xué)生更自由地進行實驗設(shè)計和嘗試。教師還可以利用在線學(xué)習(xí)平臺，如“學(xué)而思網(wǎng)校”“作業(yè)幫直播課”等，開展線上討論和答疑活動，針對學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良問題過程中遇到的困難，及時給予指導(dǎo)和幫助。跨學(xué)科資源的整合也是豐富教學(xué)資源的重要途徑。化學(xué)與物理、生物、地理等學(xué)科密切相關(guān)，教師可以整合這些學(xué)科的知識和資源，為學(xué)生提供更綜合的學(xué)習(xí)體驗。在探討“酸雨的形成與防治”這一結(jié)構(gòu)不良問題時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合化學(xué)知識，了解酸雨形成的化學(xué)反應(yīng)原理；結(jié)合地理知識，分析酸雨的分布區(qū)域和影響范圍；結(jié)合生物知識，探討酸雨對生態(tài)系統(tǒng)的危害。通過跨學(xué)科的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠從多個角度思考問題，拓寬思維視野，提高解決問題的能力。教師還可以組織學(xué)生開展跨學(xué)科的實踐活動，如“調(diào)查本地的環(huán)境污染問題并提出解決方案”，讓學(xué)生在實踐中綜合運用多學(xué)科知識，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。6.3教學(xué)評價與反饋教學(xué)評價與反饋是初中化學(xué)結(jié)構(gòu)不良問題解決教學(xué)中不可或缺的環(huán)節(jié)，它能夠全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為教學(xué)策略的調(diào)整提供有力依據(jù)，促進學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。在教學(xué)評價方面，應(yīng)采用多元化的評價方式，全面、客觀地評價學(xué)生解決結(jié)構(gòu)不良問題的能力。教師評價是重要的評價方式之一，教師可以根據(jù)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，如參與討論的積極性、提出觀點的創(chuàng)新性、解決問題的思路清晰度等進行評價。在學(xué)生討論“如何利用化學(xué)知識設(shè)計一個小型污水處理系統(tǒng)”時，教師觀察學(xué)生在討論中的表現(xiàn)，對積極發(fā)言、提出合理設(shè)計方案的學(xué)生給予肯定評價，對思路不清晰的學(xué)生給予指導(dǎo)和建議。學(xué)生自評能讓學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進行反思和總結(jié)。例如，在完成“探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”實驗后，學(xué)生可以從實驗方案的設(shè)計、實驗操作的規(guī)范性、實驗數(shù)據(jù)的分析等方面進行自我評價，思考自己在哪些方面做得好，哪些方面還存在不足。互評能夠促進學(xué)生之間的交流和學(xué)習(xí)。在小組合作完成“調(diào)查本地空氣質(zhì)量并提出改善建議”的任務(wù)后，小組成員之間可以相互評價，指出對方在調(diào)查過程中的優(yōu)點和不足，分享自己的經(jīng)驗和想法。在評價內(nèi)容上，不僅要關(guān)注問題解決的結(jié)果，更要重視學(xué)生的思維過程和方法運用。以“設(shè)計實驗證明某混合氣體中含有二氧化碳和一氧化碳”為例，評價時不能僅僅看學(xué)生是否得出了正確的結(jié)論，還要關(guān)注學(xué)生設(shè)計實驗的思路，如如何排除其他氣體的干擾、如何選擇合適的試劑檢驗二氧化碳和一氧化碳等。對于思維獨特、方法新穎的學(xué)生，即使最終結(jié)果不完全正確，也應(yīng)給予鼓勵和肯定，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。及時反饋