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以遷移之鑰,啟中學(xué)化學(xué)問題解決之門一、引言1.1研究背景與意義在當(dāng)今教育領(lǐng)域,培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力已成為核心目標(biāo)之一。中學(xué)化學(xué)作為一門基礎(chǔ)自然科學(xué)課程,對(duì)于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力的提升具有不可替代的作用。化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)決定了學(xué)生不僅要掌握豐富的化學(xué)知識(shí),更要具備運(yùn)用這些知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。從理解抽象的化學(xué)概念,如物質(zhì)的量、化學(xué)鍵等,到解決實(shí)際的化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題,如實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)誤差的分析;從應(yīng)對(duì)考試中的化學(xué)試題,如化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)計(jì)算,到解釋生活中的化學(xué)現(xiàn)象,如金屬的腐蝕、食物的變質(zhì),這些都對(duì)學(xué)生的問題解決能力提出了挑戰(zhàn)?;瘜W(xué)問題解決能力是學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、技能和方法,分析和解決化學(xué)相關(guān)問題的能力。它不僅是學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)掌握程度的重要體現(xiàn),更是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力和科學(xué)精神的關(guān)鍵途徑。具備良好化學(xué)問題解決能力的學(xué)生,能夠更好地理解化學(xué)學(xué)科的本質(zhì),將化學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活緊密聯(lián)系,在未來的學(xué)習(xí)和工作中,也能更從容地應(yīng)對(duì)各種與化學(xué)相關(guān)的挑戰(zhàn)。例如,在未來從事化學(xué)科研工作時(shí),能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);在化工生產(chǎn)領(lǐng)域,能夠解決生產(chǎn)過程中的技術(shù)難題、優(yōu)化生產(chǎn)工藝。然而,在實(shí)際的中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,學(xué)生在問題解決方面往往存在諸多困難。部分學(xué)生雖然能夠熟練背誦化學(xué)公式和定理,但在面對(duì)實(shí)際問題時(shí),卻無法靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效解決。這種現(xiàn)象反映出當(dāng)前中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,學(xué)生知識(shí)遷移能力的不足。知識(shí)遷移是指學(xué)生將在一種情境中所學(xué)的知識(shí)、技能和態(tài)度應(yīng)用到另一種情境中的能力。在化學(xué)學(xué)習(xí)中,知識(shí)遷移能力至關(guān)重要,它能夠幫助學(xué)生將已有的化學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用到新的化學(xué)問題情境中,從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的靈活運(yùn)用和問題的有效解決。例如,在學(xué)習(xí)了酸堿中和反應(yīng)的原理后,學(xué)生需要能夠?qū)⑦@一知識(shí)遷移到解決實(shí)際生活中的問題,如處理酸性廢水、解釋胃酸過多的治療原理等。又如,在掌握了化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作技能后,學(xué)生應(yīng)能在不同的實(shí)驗(yàn)情境中,準(zhǔn)確運(yùn)用這些技能,完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。如果學(xué)生缺乏知識(shí)遷移能力,就會(huì)導(dǎo)致知識(shí)的碎片化,無法構(gòu)建完整的知識(shí)體系,在面對(duì)新問題時(shí),就會(huì)陷入束手無策的困境。因此,研究遷移作用對(duì)提升學(xué)生化學(xué)問題解決能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過深入探討遷移在中學(xué)化學(xué)問題解決中的作用機(jī)制,能夠?yàn)榛瘜W(xué)教學(xué)提供科學(xué)的理論指導(dǎo),幫助教師改進(jìn)教學(xué)方法,優(yōu)化教學(xué)策略,從而提高教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)過程中,教師可以根據(jù)遷移理論,引導(dǎo)學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移意識(shí)和能力,使學(xué)生能夠更好地理解和掌握化學(xué)知識(shí),提高問題解決的效率和質(zhì)量。同時(shí),對(duì)于學(xué)生而言,了解遷移的規(guī)律和方法,有助于他們掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,提高學(xué)習(xí)效果,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維,為今后的學(xué)習(xí)和生活奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.2研究目的與方法本研究旨在深入剖析遷移作用在中學(xué)化學(xué)問題解決中的內(nèi)在機(jī)制,全面探究影響遷移效果的關(guān)鍵因素,并提出切實(shí)可行的提升學(xué)生遷移能力的策略,從而為中學(xué)化學(xué)教學(xué)提供科學(xué)有效的理論指導(dǎo)和實(shí)踐建議。在研究過程中,將綜合運(yùn)用多種研究方法,以確保研究的科學(xué)性、全面性和有效性。本研究采用文獻(xiàn)研究法,廣泛查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于中學(xué)化學(xué)知識(shí)遷移、問題解決能力培養(yǎng)等方面的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)、研究報(bào)告和教育期刊,梳理相關(guān)理論和研究成果,明確研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),為本研究提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和研究思路。通過對(duì)文獻(xiàn)的綜合分析,能夠了解前人在該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)、方法和結(jié)論,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有研究的不足和空白,從而確定本研究的切入點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。例如,通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的梳理,發(fā)現(xiàn)目前關(guān)于遷移作用在中學(xué)化學(xué)問題解決中的具體機(jī)制研究還不夠深入,影響因素的探討也不夠全面,這為本研究提供了明確的方向。運(yùn)用案例分析法,選取中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的典型問題解決案例,包括課堂教學(xué)實(shí)例、學(xué)生作業(yè)和考試中的問題解答等,深入分析在這些案例中遷移作用的具體表現(xiàn)形式、成功經(jīng)驗(yàn)和存在的問題,總結(jié)出具有普遍性和指導(dǎo)性的規(guī)律。通過對(duì)具體案例的分析,能夠更加直觀地了解遷移作用在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用情況,發(fā)現(xiàn)學(xué)生在知識(shí)遷移過程中遇到的困難和障礙,從而針對(duì)性地提出改進(jìn)措施。比如,在分析課堂教學(xué)實(shí)例時(shí),觀察教師如何引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)解決新的問題,以及學(xué)生在這個(gè)過程中的思維變化和表現(xiàn),從中總結(jié)出有效的教學(xué)策略和方法。本研究還將開展實(shí)證研究,選取一定數(shù)量的中學(xué)學(xué)生作為研究對(duì)象,通過問卷調(diào)查、測(cè)試、訪談等方式,收集學(xué)生在化學(xué)問題解決過程中的數(shù)據(jù),分析學(xué)生的知識(shí)遷移能力水平、影響因素以及不同教學(xué)策略對(duì)遷移能力培養(yǎng)的效果,以驗(yàn)證研究假設(shè)和理論模型。實(shí)證研究能夠?yàn)檠芯刻峁┛陀^的數(shù)據(jù)支持,使研究結(jié)論更加可靠。通過問卷調(diào)查,可以了解學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的掌握程度、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法等因素對(duì)知識(shí)遷移能力的影響;通過測(cè)試,可以直接評(píng)估學(xué)生的知識(shí)遷移能力水平;通過訪談,可以深入了解學(xué)生在問題解決過程中的思維過程和遇到的困難,為進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)提供依據(jù)。二、中學(xué)化學(xué)問題解決中遷移作用的理論基礎(chǔ)2.1遷移的概念與分類在心理學(xué)領(lǐng)域,遷移被定義為一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)的影響,具體而言,是指在一種情境中獲得的技能、知識(shí)或態(tài)度,對(duì)另一種情境中技能、知識(shí)的獲得或態(tài)度的形成所產(chǎn)生的作用。這種影響廣泛存在于學(xué)習(xí)的各個(gè)領(lǐng)域,在中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)中也不例外,它貫穿于學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的整個(gè)過程。例如,當(dāng)學(xué)生掌握了元素周期表的規(guī)律后,在學(xué)習(xí)新元素的性質(zhì)時(shí),就能夠依據(jù)已有的周期表知識(shí)進(jìn)行推測(cè)和理解,這便是遷移在化學(xué)學(xué)習(xí)中的體現(xiàn)。在學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)的概念和本質(zhì)后,學(xué)生在面對(duì)具體的化學(xué)反應(yīng)時(shí),能夠運(yùn)用氧化還原的知識(shí)去判斷反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng),分析元素化合價(jià)的變化以及電子的轉(zhuǎn)移情況,從而更好地理解化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。從不同維度對(duì)遷移進(jìn)行分類,有助于我們更深入地理解這一概念。根據(jù)遷移的性質(zhì)和結(jié)果,可將其分為正遷移與負(fù)遷移。正遷移是指一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的促進(jìn)影響作用。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中,學(xué)生學(xué)會(huì)了使用滴管準(zhǔn)確量取液體的方法后,在后續(xù)進(jìn)行其他需要精確量取液體的實(shí)驗(yàn)時(shí),就能快速且準(zhǔn)確地完成操作,這就是正遷移的表現(xiàn)。在掌握了化學(xué)實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)的分離和提純方法,如過濾、蒸發(fā)、蒸餾等,當(dāng)遇到新的混合物分離問題時(shí),學(xué)生能夠迅速運(yùn)用已掌握的方法進(jìn)行分析和操作,實(shí)現(xiàn)混合物的有效分離,這同樣體現(xiàn)了正遷移的作用。而負(fù)遷移則是指兩種學(xué)習(xí)之間相互干擾、阻礙,即一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)產(chǎn)生消極的影響。比如,學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)方程式的配平規(guī)則時(shí),若受到數(shù)學(xué)方程式計(jì)算方法的干擾,就可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的配平思路,導(dǎo)致無法正確完成化學(xué)方程式的書寫,這便是負(fù)遷移的結(jié)果。在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)中醇類和酚類的性質(zhì)時(shí),由于它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有一定的相似性,學(xué)生可能會(huì)將醇類的某些性質(zhì)錯(cuò)誤地遷移到酚類上,從而對(duì)酚類性質(zhì)的理解產(chǎn)生偏差,這也是負(fù)遷移的表現(xiàn)。按照遷移發(fā)生的方向來劃分,遷移又可分為順向遷移與逆向遷移。順向遷移是指先前學(xué)習(xí)對(duì)后繼學(xué)習(xí)產(chǎn)生的影響,這是最為常見的一種遷移類型。在中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生先學(xué)習(xí)了元素的基本性質(zhì),如金屬元素的活潑性、非金屬元素的氧化性等,這些知識(shí)為后續(xù)學(xué)習(xí)化合物的性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律等奠定了基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)金屬鈉的化合物時(shí),學(xué)生基于對(duì)鈉元素活潑性的了解,能夠更好地理解鈉的化合物與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的原理和現(xiàn)象,這就是順向遷移的體現(xiàn)。逆向遷移則是指后繼學(xué)習(xí)對(duì)先前學(xué)習(xí)產(chǎn)生的影響。例如,在學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡的知識(shí)后,學(xué)生對(duì)之前學(xué)習(xí)的化學(xué)反應(yīng)速率的概念有了更深入的理解,認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡之間存在著密切的聯(lián)系,能夠從化學(xué)平衡的角度去重新審視化學(xué)反應(yīng)速率的變化,這便是逆向遷移的作用。此外,根據(jù)遷移內(nèi)容的抽象與概括水平的不同,還可分為水平遷移與垂直遷移。水平遷移又稱橫向遷移,是指處于同一抽象和概括水平的經(jīng)驗(yàn)之間的相互影響。在化學(xué)元素的學(xué)習(xí)中,學(xué)生在掌握了金屬元素鐵的性質(zhì)后,再去學(xué)習(xí)另一種金屬元素鋁的性質(zhì),由于鐵和鋁都屬于金屬元素,在性質(zhì)上具有一定的相似性,學(xué)生可以運(yùn)用已有的關(guān)于金屬元素的知識(shí)和學(xué)習(xí)方法,去理解和掌握鋁的性質(zhì),這就是水平遷移。垂直遷移又稱縱向遷移,是指處于不同抽象、概括水平的經(jīng)驗(yàn)之間的相互影響,可分為自上而下的遷移和自下而上的遷移。自上而下的遷移是指上位的較高層次的經(jīng)驗(yàn)影響下位的較低層次的經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí),如學(xué)生先學(xué)習(xí)了化學(xué)物質(zhì)的分類方法,知道了酸、堿、鹽等化合物的概念,然后在學(xué)習(xí)具體的鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉等物質(zhì)時(shí),能夠依據(jù)已有的物質(zhì)分類知識(shí),更好地理解這些具體物質(zhì)的性質(zhì)和所屬類別。自下而上的遷移則相反,是指下位的較低層次的經(jīng)驗(yàn)影響上位的較高層次的經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí),例如學(xué)生通過對(duì)多個(gè)具體化學(xué)反應(yīng)的分析和總結(jié),歸納出化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,這就是從具體的化學(xué)反應(yīng)實(shí)例上升到抽象的化學(xué)理論,體現(xiàn)了自下而上的垂直遷移。根據(jù)遷移的內(nèi)容不同,可分為一般遷移和具體遷移。一般遷移,也稱“非特殊遷移”“普遍遷移”,是指在一種學(xué)習(xí)中所習(xí)得的一般原理、原則和態(tài)度對(duì)另一種具體內(nèi)容學(xué)習(xí)的影響。在化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生掌握了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作規(guī)范和安全原則,這些一般性的知識(shí)和態(tài)度可以遷移到各種具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,使學(xué)生能夠正確、安全地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。具體遷移,也稱“特殊遷移”,是指將一種學(xué)習(xí)中習(xí)得的具體的、特殊的經(jīng)驗(yàn)直接遷移到另一種學(xué)習(xí)中。例如,學(xué)生在學(xué)習(xí)了“木”字的寫法后,在學(xué)習(xí)“森”字時(shí),能夠?qū)?duì)“木”字的書寫經(jīng)驗(yàn)直接遷移過來,快速掌握“森”字的寫法;在化學(xué)中,學(xué)生掌握了鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式HCl+NaOH=NaCl+H?O,當(dāng)遇到其他類似的強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和反應(yīng)時(shí),如硫酸與氫氧化鉀的反應(yīng),能夠根據(jù)已有的反應(yīng)方程式,直接寫出H?SO?+2KOH=K?SO?+2H?O,這就是具體遷移的體現(xiàn)。2.2中學(xué)化學(xué)問題解決的特點(diǎn)中學(xué)化學(xué)問題解決具有獨(dú)特的性質(zhì),這些特點(diǎn)不僅與化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)緊密相連,還對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和思維發(fā)展產(chǎn)生著深遠(yuǎn)影響?;瘜W(xué)問題常常具有一定的抽象性,這是其顯著特點(diǎn)之一?;瘜W(xué)學(xué)科涉及眾多抽象的概念和微觀的理論,如原子結(jié)構(gòu)、分子間作用力、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理等。這些內(nèi)容無法通過直接的感官觀察來理解,需要學(xué)生具備較強(qiáng)的抽象思維能力。以原子結(jié)構(gòu)為例,學(xué)生難以直接觀察到原子的內(nèi)部構(gòu)成,但卻需要理解原子核、電子云等抽象概念,以及電子在不同能級(jí)間的躍遷等微觀過程,這對(duì)學(xué)生的思維是極大的挑戰(zhàn)。在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡時(shí),學(xué)生需要理解反應(yīng)速率的微觀本質(zhì),即分子間的有效碰撞,以及平衡狀態(tài)下正逆反應(yīng)速率相等的抽象概念,這都要求學(xué)生能夠從宏觀現(xiàn)象深入到微觀本質(zhì),進(jìn)行抽象的思考和推理。實(shí)驗(yàn)性是中學(xué)化學(xué)問題的另一重要特點(diǎn)?;瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),許多化學(xué)知識(shí)和理論都來源于實(shí)驗(yàn)?;瘜W(xué)問題的解決往往離不開實(shí)驗(yàn)的支持,學(xué)生需要通過實(shí)驗(yàn)操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來獲取信息,從而解決問題。在探究金屬活動(dòng)性順序的問題時(shí),學(xué)生需要親自進(jìn)行金屬與酸、金屬與鹽溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn),觀察反應(yīng)的劇烈程度、是否有氣體產(chǎn)生、金屬表面是否有新物質(zhì)生成等現(xiàn)象,通過對(duì)這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析和比較,得出金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱順序。在學(xué)習(xí)酸堿中和反應(yīng)時(shí),學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作,如用滴定管準(zhǔn)確量取酸和堿溶液,滴加指示劑觀察溶液顏色的變化,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)而分析得出酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和規(guī)律。實(shí)驗(yàn)不僅是驗(yàn)證化學(xué)知識(shí)的手段,更是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、觀察能力和科學(xué)思維的重要途徑?;瘜W(xué)問題的解決還要求學(xué)生具備較強(qiáng)的知識(shí)整合能力?;瘜W(xué)知識(shí)體系龐大且復(fù)雜,各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間相互關(guān)聯(lián)、相互影響。學(xué)生在解決化學(xué)問題時(shí),需要將分散在不同章節(jié)、不同主題中的知識(shí)進(jìn)行整合和運(yùn)用。在解決有關(guān)物質(zhì)推斷的問題時(shí),學(xué)生需要綜合運(yùn)用元素化合物知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等多方面的知識(shí)。例如,給定一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和物質(zhì)的性質(zhì)信息,學(xué)生需要回憶所學(xué)的各種元素及其化合物的性質(zhì),分析可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),通過對(duì)這些知識(shí)的綜合分析和推理,才能準(zhǔn)確推斷出未知物質(zhì)的成分。在解決化學(xué)工藝流程問題時(shí),學(xué)生需要將化學(xué)原理、實(shí)驗(yàn)操作、物質(zhì)的分離與提純等知識(shí)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,理解整個(gè)工藝流程的目的和原理,分析每一步操作的作用和意義,從而解決相關(guān)問題。這就要求學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系,能夠在不同知識(shí)之間建立有效的聯(lián)系,靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題。中學(xué)化學(xué)問題解決對(duì)學(xué)生的思維能力提出了較高的要求。學(xué)生需要具備邏輯思維能力,能夠?qū)栴}進(jìn)行有條理的分析和推理,從已知條件出發(fā),逐步推導(dǎo)得出結(jié)論。在解決化學(xué)計(jì)算題時(shí),學(xué)生需要根據(jù)題目所給的信息,運(yùn)用化學(xué)原理和數(shù)學(xué)方法,進(jìn)行邏輯嚴(yán)密的計(jì)算和推理。在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡的相關(guān)問題時(shí),學(xué)生需要運(yùn)用勒夏特列原理,對(duì)平衡移動(dòng)的方向、條件改變對(duì)平衡的影響等進(jìn)行邏輯分析,判斷平衡的移動(dòng)情況,并解釋相關(guān)現(xiàn)象。學(xué)生還需要具備創(chuàng)新思維能力,能夠從不同角度思考問題,提出獨(dú)特的解決方案。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,學(xué)生需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅O(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案,選擇合適的實(shí)驗(yàn)儀器和試劑,確定實(shí)驗(yàn)步驟和條件。這需要學(xué)生敢于突破常規(guī)思維,發(fā)揮創(chuàng)新精神,設(shè)計(jì)出具有創(chuàng)新性和可行性的實(shí)驗(yàn)方案。批判性思維能力也是學(xué)生在化學(xué)問題解決中不可或缺的,學(xué)生需要對(duì)所學(xué)知識(shí)和所獲得的信息進(jìn)行批判性思考,判斷其正確性和可靠性,不盲目接受,能夠提出自己的見解和疑問。在學(xué)習(xí)化學(xué)史或閱讀化學(xué)科普文章時(shí),學(xué)生可以對(duì)其中的化學(xué)理論和觀點(diǎn)進(jìn)行批判性分析,結(jié)合自己的知識(shí)和思考,評(píng)價(jià)其科學(xué)性和局限性。2.3遷移作用于中學(xué)化學(xué)問題解決的內(nèi)在聯(lián)系遷移與中學(xué)化學(xué)問題解決之間存在著緊密的內(nèi)在聯(lián)系,這種聯(lián)系體現(xiàn)在多個(gè)方面,對(duì)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)和問題解決能力的提升具有重要意義。在化學(xué)問題解決過程中,遷移能夠幫助學(xué)生將已有的化學(xué)知識(shí)運(yùn)用到新的問題情境中。當(dāng)學(xué)生面對(duì)一個(gè)新的化學(xué)問題時(shí),他們首先會(huì)在大腦中搜索與之相關(guān)的已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。如果學(xué)生具備良好的遷移能力,就能迅速識(shí)別出問題中與已有知識(shí)的關(guān)聯(lián)點(diǎn),從而將已掌握的化學(xué)概念、原理、規(guī)律等知識(shí)遷移到當(dāng)前問題的解決中。在學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)的概念和本質(zhì)后,學(xué)生遇到關(guān)于金屬腐蝕的問題時(shí),能夠意識(shí)到金屬腐蝕過程中存在著電子的轉(zhuǎn)移,屬于氧化還原反應(yīng),進(jìn)而運(yùn)用氧化還原反應(yīng)的知識(shí)來分析金屬腐蝕的原理和影響因素。在解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題時(shí),學(xué)生可以將之前學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)基本操作技能、實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法等知識(shí)遷移過來,確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。例如,在進(jìn)行酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生將在其他實(shí)驗(yàn)中掌握的滴管使用、溶液轉(zhuǎn)移等技能遷移到該實(shí)驗(yàn)中,準(zhǔn)確地完成實(shí)驗(yàn)操作,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。遷移有助于學(xué)生建立完整的化學(xué)知識(shí)體系?;瘜W(xué)知識(shí)繁多且復(fù)雜,各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間相互關(guān)聯(lián)。通過遷移,學(xué)生能夠?qū)⒉煌鹿?jié)、不同主題的化學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來,形成一個(gè)有機(jī)的整體。在學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)時(shí),學(xué)生可以依據(jù)元素周期律的知識(shí)進(jìn)行遷移,理解同主族元素化合物性質(zhì)的相似性和遞變性,以及同周期元素化合物性質(zhì)的變化規(guī)律。在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理時(shí),學(xué)生可以將化學(xué)平衡的知識(shí)遷移到電離平衡、水解平衡等相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中,認(rèn)識(shí)到這些平衡都遵循勒夏特列原理,從而建立起關(guān)于化學(xué)平衡的完整知識(shí)體系。這種知識(shí)體系的構(gòu)建不僅有助于學(xué)生更好地理解和記憶化學(xué)知識(shí),還能在解決問題時(shí),使學(xué)生從多個(gè)角度思考問題,靈活運(yùn)用知識(shí),提高問題解決的效率和質(zhì)量。遷移能夠促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展,這對(duì)于化學(xué)問題解決至關(guān)重要。在知識(shí)遷移的過程中,學(xué)生需要對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行分析、綜合、類比、推理等思維活動(dòng),從而提高自己的邏輯思維、創(chuàng)新思維和批判性思維能力。當(dāng)學(xué)生遇到一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)問題時(shí),通過遷移已有的知識(shí)和方法,嘗試從不同的角度去解決問題,這能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,培養(yǎng)學(xué)生提出新的解決方案的能力。在對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論時(shí),學(xué)生運(yùn)用遷移的知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行批判性思考,判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性和可靠性,這有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力。學(xué)生還可以通過遷移已有的知識(shí),對(duì)化學(xué)問題進(jìn)行類比推理,從已知的現(xiàn)象和規(guī)律推導(dǎo)出未知的結(jié)論,從而提高自己的邏輯思維能力。遷移還能幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力。當(dāng)學(xué)生能夠運(yùn)用遷移的知識(shí)成功解決化學(xué)問題時(shí),會(huì)獲得成就感,這種成就感能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生更加主動(dòng)地參與到化學(xué)學(xué)習(xí)中。學(xué)生在解決生活中的化學(xué)問題時(shí),如利用化學(xué)知識(shí)解釋食品保鮮的原理、分析環(huán)境污染的原因等,將課堂上學(xué)到的知識(shí)遷移到實(shí)際生活中,不僅解決了實(shí)際問題,還感受到了化學(xué)知識(shí)的實(shí)用性和趣味性,從而增強(qiáng)了學(xué)習(xí)化學(xué)的動(dòng)力。這種積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)動(dòng)力又會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生知識(shí)遷移能力的提升,形成一個(gè)良性循環(huán)。三、中學(xué)化學(xué)問題解決中遷移作用的案例分析3.1課堂教學(xué)實(shí)例分析3.1.1概念教學(xué)中的遷移在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,氧化還原反應(yīng)概念是一個(gè)重要且具有一定難度的知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生對(duì)這一概念的理解和掌握程度,直接影響到后續(xù)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),如電化學(xué)、金屬的腐蝕與防護(hù)等內(nèi)容。在氧化還原反應(yīng)概念教學(xué)中,遷移作用的有效發(fā)揮能夠幫助學(xué)生更好地理解這一抽象概念。學(xué)生在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)之前,已經(jīng)在初中化學(xué)中接觸過一些簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng),如氫氣還原氧化銅、碳還原氧化鐵等,對(duì)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)有了初步的認(rèn)識(shí),知道物質(zhì)得到氧的反應(yīng)是氧化反應(yīng),物質(zhì)失去氧的反應(yīng)是還原反應(yīng)。在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)概念時(shí),教師可以以此為切入點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生回顧這些已學(xué)的反應(yīng),讓學(xué)生思考這些反應(yīng)中物質(zhì)的變化情況。以氫氣還原氧化銅的反應(yīng)為例,H_2+CuO\stackrel{\Delta}{=\!=\!=}Cu+H_2O,在這個(gè)反應(yīng)中,氫氣得到了氧化銅中的氧,發(fā)生了氧化反應(yīng),而氧化銅失去了氧,發(fā)生了還原反應(yīng)。通過對(duì)這類熟悉反應(yīng)的分析,學(xué)生能夠初步感知氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生的,為理解氧化還原反應(yīng)的概念奠定基礎(chǔ)。在學(xué)生對(duì)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)后,教師引入化合價(jià)的概念,引導(dǎo)學(xué)生從化合價(jià)變化的角度重新審視這些反應(yīng)。在氫氣還原氧化銅的反應(yīng)中,氫元素的化合價(jià)從0價(jià)升高到+1價(jià),銅元素的化合價(jià)從+2價(jià)降低到0價(jià)。教師可以列舉更多的化學(xué)反應(yīng)實(shí)例,如2Na+Cl_2\stackrel{點(diǎn)燃}{=\!=\!=}2NaCl,在這個(gè)反應(yīng)中,鈉元素的化合價(jià)從0價(jià)升高到+1價(jià),氯元素的化合價(jià)從0價(jià)降低到-1價(jià)。通過對(duì)多個(gè)實(shí)例的分析,學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn),在這些反應(yīng)中,有元素化合價(jià)升高的反應(yīng)同時(shí)也有元素化合價(jià)降低的反應(yīng),從而得出氧化還原反應(yīng)的特征是反應(yīng)前后元素的化合價(jià)發(fā)生變化。這一過程中,學(xué)生將已有的化學(xué)反應(yīng)知識(shí)和新學(xué)習(xí)的化合價(jià)知識(shí)進(jìn)行了遷移和整合,對(duì)氧化還原反應(yīng)概念的理解更加深入。為了讓學(xué)生更深入地理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì),教師可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度,即電子轉(zhuǎn)移的角度來分析氧化還原反應(yīng)。以鈉與氯氣的反應(yīng)為例,鈉原子最外層有1個(gè)電子,在反應(yīng)中容易失去1個(gè)電子,從而使鈉元素的化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng);氯原子最外層有7個(gè)電子,在反應(yīng)中容易得到1個(gè)電子,使氯元素的化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng)。在這個(gè)過程中,鈉原子失去的電子轉(zhuǎn)移到了氯原子上,形成了離子鍵。通過這樣的微觀分析,學(xué)生能夠理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,而化合價(jià)的變化只是電子轉(zhuǎn)移的外在表現(xiàn)。這一過程中,學(xué)生將原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵等知識(shí)遷移到氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)中,實(shí)現(xiàn)了從宏觀到微觀、從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)飛躍。在教學(xué)過程中,教師還可以通過對(duì)比、類比等方法,幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系,促進(jìn)知識(shí)的遷移。教師可以將氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型進(jìn)行對(duì)比,讓學(xué)生分析它們之間的關(guān)系。通過分析,學(xué)生可以發(fā)現(xiàn),置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng),因?yàn)樵谥脫Q反應(yīng)中,有單質(zhì)參加和生成,元素的化合價(jià)必然發(fā)生變化;而復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng),因?yàn)閺?fù)分解反應(yīng)中只是離子之間的交換,沒有元素化合價(jià)的變化;化合反應(yīng)和分解反應(yīng)可能是氧化還原反應(yīng),也可能不是,取決于反應(yīng)中是否有元素化合價(jià)的變化。這種對(duì)比分析,能夠讓學(xué)生將氧化還原反應(yīng)的概念與已有的反應(yīng)類型知識(shí)進(jìn)行整合,構(gòu)建更加完整的知識(shí)體系。教師還可以通過類比的方法,將氧化還原反應(yīng)中的氧化劑和還原劑類比為生活中的“得電子者”和“失電子者”,幫助學(xué)生更好地理解氧化劑和還原劑的概念以及它們?cè)诜磻?yīng)中的作用。3.1.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的遷移在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,氣體制備實(shí)驗(yàn)是重要的教學(xué)內(nèi)容之一。以氧氣和二氧化碳的制備實(shí)驗(yàn)為例,學(xué)生在學(xué)習(xí)這些實(shí)驗(yàn)時(shí),需要掌握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作步驟以及氣體的收集和檢驗(yàn)方法等知識(shí)和技能。在這一過程中,遷移作用體現(xiàn)得十分明顯,它不僅有助于學(xué)生快速掌握新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,還能提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和問題解決能力。在進(jìn)行氧氣制備實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),學(xué)生通常會(huì)先學(xué)習(xí)用高錳酸鉀制取氧氣的方法。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生需要了解實(shí)驗(yàn)原理:2KMnO_4\stackrel{\Delta}{=\!=\!=}K_2MnO_4+MnO_2+O_2↑,掌握實(shí)驗(yàn)裝置的選擇和組裝,包括試管、酒精燈、鐵架臺(tái)、導(dǎo)管等儀器的使用,以及實(shí)驗(yàn)操作步驟,如檢查裝置氣密性、裝藥品、固定裝置、加熱、收集氣體、驗(yàn)滿、停止加熱等。在實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生通過親自動(dòng)手操作,學(xué)會(huì)了如何正確使用這些儀器,如何控制實(shí)驗(yàn)條件,以及如何處理實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。這些知識(shí)和技能的掌握,為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)其他氣體的制備實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)二氧化碳的制備實(shí)驗(yàn)時(shí),遷移作用就開始發(fā)揮作用。在實(shí)驗(yàn)原理方面,學(xué)生可以根據(jù)已有的化學(xué)反應(yīng)知識(shí),理解實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的原理是CaCO_3+2HCl=CaCl_2+H_2O+CO_2↑。在實(shí)驗(yàn)裝置的選擇上,學(xué)生可以類比氧氣的制備實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)由于二氧化碳的制備是固體和液體在常溫下的反應(yīng),不需要加熱,所以實(shí)驗(yàn)裝置與用高錳酸鉀制取氧氣的裝置有所不同,但也有相似之處,如都需要使用反應(yīng)容器、導(dǎo)氣管等。學(xué)生可以根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn),選擇合適的儀器,如錐形瓶、長(zhǎng)頸漏斗、雙孔橡皮塞等,組裝成二氧化碳的發(fā)生裝置。在氣體收集方法上,學(xué)生可以根據(jù)二氧化碳能溶于水且密度比空氣大的性質(zhì),聯(lián)想到氧氣的收集方法,氧氣不易溶于水可以用排水法收集,密度比空氣大可以用向上排空氣法收集,而二氧化碳只能用向上排空氣法收集。通過這樣的知識(shí)遷移,學(xué)生能夠快速理解和掌握二氧化碳的制備實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)操作過程中,學(xué)生也可以將氧氣制備實(shí)驗(yàn)中的操作技能進(jìn)行遷移。在檢查裝置氣密性時(shí),學(xué)生可以運(yùn)用之前學(xué)到的方法,如用手握住反應(yīng)容器,觀察導(dǎo)管口是否有氣泡冒出,來判斷二氧化碳制備裝置的氣密性是否良好。在添加藥品時(shí),學(xué)生可以按照正確的順序和方法,將大理石(或石灰石)放入錐形瓶中,然后通過長(zhǎng)頸漏斗加入稀鹽酸。在收集氣體時(shí),學(xué)生可以根據(jù)二氧化碳的性質(zhì),選擇合適的收集時(shí)機(jī)和方法,如當(dāng)導(dǎo)管口有連續(xù)均勻的氣泡冒出時(shí),開始收集二氧化碳,用向上排空氣法收集時(shí),將燃著的木條放在集氣瓶口,若木條熄滅,則證明二氧化碳已收集滿。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生不斷地運(yùn)用已有的知識(shí)和技能,解決新實(shí)驗(yàn)中遇到的問題,實(shí)現(xiàn)了知識(shí)和技能的遷移。在氣體制備實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師還可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)不同氣體制備實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比和總結(jié),進(jìn)一步強(qiáng)化遷移作用。教師可以組織學(xué)生討論氧氣和二氧化碳制備實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作等方面的異同點(diǎn),讓學(xué)生更加清晰地認(rèn)識(shí)到不同氣體制備實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和規(guī)律。通過對(duì)比,學(xué)生可以發(fā)現(xiàn),雖然不同氣體的制備實(shí)驗(yàn)有差異,但都遵循一定的化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范,只要掌握了這些基本的知識(shí)和技能,就能夠舉一反三,解決其他氣體制備實(shí)驗(yàn)中的問題。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置,以提高實(shí)驗(yàn)的效率和安全性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。例如,在二氧化碳制備實(shí)驗(yàn)中,為了控制反應(yīng)的發(fā)生和停止,學(xué)生可以設(shè)計(jì)出使用分液漏斗代替長(zhǎng)頸漏斗,或者使用多孔隔板等改進(jìn)裝置。三、中學(xué)化學(xué)問題解決中遷移作用的案例分析3.2學(xué)生作業(yè)與考試案例分析3.2.1作業(yè)中的遷移表現(xiàn)在學(xué)生的化學(xué)作業(yè)中,常常能看到知識(shí)遷移的身影,尤其是在化學(xué)計(jì)算題和推斷題中,遷移能力的高低直接影響著學(xué)生的解題效果。以一道化學(xué)計(jì)算題為例:“將10克碳酸鈣(CaCO_3)高溫煅燒一段時(shí)間后,剩余固體的質(zhì)量為6.7克,求剩余固體中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。”在解決這道題時(shí),學(xué)生首先需要運(yùn)用已學(xué)的碳酸鈣分解的化學(xué)知識(shí),即碳酸鈣在高溫下分解的化學(xué)方程式:CaCO_3\stackrel{高溫}{=\!=\!=}CaO+CO_2↑。從這個(gè)方程式中,學(xué)生知道碳酸鈣分解會(huì)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,導(dǎo)致固體質(zhì)量減少。這一步是學(xué)生將課堂上學(xué)到的化學(xué)方程式知識(shí)遷移到具體的解題情境中。接著,學(xué)生要根據(jù)質(zhì)量守恒定律,分析出固體減少的質(zhì)量就是生成二氧化碳的質(zhì)量,即10克-6.7克=3.3克。質(zhì)量守恒定律是化學(xué)學(xué)科中的重要原理,學(xué)生能夠在這道題中運(yùn)用該定律,體現(xiàn)了知識(shí)的正遷移。在學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律時(shí),學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和理論學(xué)習(xí),理解了在化學(xué)反應(yīng)中,參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。在這道計(jì)算題中,學(xué)生將這一抽象的定律應(yīng)用到具體的質(zhì)量計(jì)算中,成功地找到了解題的關(guān)鍵。然后,學(xué)生根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量,通過化學(xué)方程式的計(jì)算,求出剩余固體中氧化鈣(CaO)的質(zhì)量。在這個(gè)過程中,學(xué)生運(yùn)用了化學(xué)方程式中各物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量以及它們之間的質(zhì)量比關(guān)系進(jìn)行計(jì)算,這是將化學(xué)計(jì)量學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了遷移運(yùn)用。在課堂學(xué)習(xí)中,學(xué)生通過大量的練習(xí),掌握了根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的方法和步驟,在這道作業(yè)題中,學(xué)生能夠熟練地運(yùn)用這些方法,解決實(shí)際問題。最后,計(jì)算剩余固體中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。學(xué)生需要知道鈣元素在碳酸鈣和氧化鈣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是不變的,根據(jù)碳酸鈣中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算公式:鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=\frac{鈣元素的相對(duì)原子質(zhì)量}{碳酸鈣的相對(duì)分子質(zhì)量}×100\%=\frac{40}{100}×100\%=40\%,先算出10克碳酸鈣中鈣元素的質(zhì)量為10克×40\%=4克。由于鈣元素在反應(yīng)前后質(zhì)量守恒,所以剩余固體中鈣元素的質(zhì)量也是4克,進(jìn)而求出剩余固體中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為\frac{4克}{6.7克}×100\%≈59.7\%。在這個(gè)計(jì)算過程中,學(xué)生將元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算方法以及質(zhì)量守恒的思想進(jìn)行了綜合遷移運(yùn)用,成功地解決了這道化學(xué)計(jì)算題。在化學(xué)推斷題中,知識(shí)遷移同樣發(fā)揮著重要作用。例如:“現(xiàn)有一包固體粉末,可能由CaCO_3、Na_2SO_4、KNO_3、CuSO_4、BaCl_2中的一種或幾種組成。為確定其組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):(1)取少量該固體粉末,加足量水溶解,得到白色沉淀,上層清液為無色;(2)過濾,向白色沉淀中加入足量稀硝酸,沉淀部分溶解,且有氣泡產(chǎn)生。請(qǐng)推斷該固體粉末中一定含有什么物質(zhì),可能含有什么物質(zhì),一定不含有什么物質(zhì)?!痹诮鉀Q這道推斷題時(shí),學(xué)生首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象“上層清液為無色”,運(yùn)用已學(xué)的知識(shí),知道含有銅離子(Cu^{2+})的溶液是藍(lán)色的,從而推斷出固體粉末中一定不含有CuSO_4。這是學(xué)生將溶液顏色與所含離子的關(guān)系這一知識(shí)進(jìn)行了遷移運(yùn)用,在課堂學(xué)習(xí)中,學(xué)生通過觀察和實(shí)驗(yàn),了解了常見離子在溶液中的顏色特征,在這道題中,學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象迅速做出判斷。接著,根據(jù)“得到白色沉淀,沉淀部分溶解,且有氣泡產(chǎn)生”這一現(xiàn)象,學(xué)生需要綜合運(yùn)用多種知識(shí)進(jìn)行推斷。學(xué)生知道碳酸鈣(CaCO_3)是白色沉淀,且能與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,所以沉淀中一定含有碳酸鈣,這是將碳酸鈣的性質(zhì)知識(shí)進(jìn)行了遷移。在學(xué)習(xí)碳酸鈣的性質(zhì)時(shí),學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察到碳酸鈣與酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氣泡,在這道題中,學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象聯(lián)想到碳酸鈣的這一性質(zhì)。同時(shí),因?yàn)槌恋聿糠秩芙猓f明沉淀中還有不與稀硝酸反應(yīng)的物質(zhì)。學(xué)生知道硫酸鋇(BaSO_4)是一種不溶于稀硝酸的白色沉淀,而能生成硫酸鋇沉淀的物質(zhì)是硫酸鈉(Na_2SO_4)和氯化鋇(BaCl_2),所以可以推斷出固體粉末中一定含有Na_2SO_4和BaCl_2。這是學(xué)生將硫酸鋇的性質(zhì)以及復(fù)分解反應(yīng)的知識(shí)進(jìn)行了遷移運(yùn)用。在學(xué)習(xí)復(fù)分解反應(yīng)時(shí),學(xué)生了解到某些鹽之間會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成沉淀,在這道題中,學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和所學(xué)知識(shí),推斷出可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。對(duì)于KNO_3,由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中沒有與之相關(guān)的明顯現(xiàn)象,所以它可能存在于固體粉末中。在這個(gè)推斷過程中,學(xué)生通過對(duì)各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,將所學(xué)的物質(zhì)性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)等知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)的遷移和整合,從而得出了正確的結(jié)論。然而,在學(xué)生的作業(yè)中,也存在著知識(shí)遷移失敗的情況。有些學(xué)生在面對(duì)新的問題情境時(shí),雖然具備相關(guān)的知識(shí),但卻無法準(zhǔn)確地識(shí)別出問題與已有知識(shí)的關(guān)聯(lián)點(diǎn),導(dǎo)致無法有效地進(jìn)行知識(shí)遷移。在上述化學(xué)計(jì)算題中,部分學(xué)生可能沒有正確理解質(zhì)量守恒定律的含義,或者在運(yùn)用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤,從而無法得出正確的答案。在化學(xué)推斷題中,有些學(xué)生可能對(duì)各種物質(zhì)的性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象掌握不夠扎實(shí),無法根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確的推斷,或者在分析問題時(shí)不夠全面,忽略了某些關(guān)鍵信息,導(dǎo)致推斷結(jié)果錯(cuò)誤。這些情況都表明,學(xué)生的知識(shí)遷移能力還有待進(jìn)一步提高,教師在教學(xué)過程中需要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生知識(shí)遷移能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。3.2.2考試中的遷移應(yīng)用在化學(xué)考試中,綜合題往往能夠全面考查學(xué)生的知識(shí)遷移能力和問題解決能力。以一道常見的化學(xué)綜合題為例,題目通常會(huì)創(chuàng)設(shè)一個(gè)較為復(fù)雜的情境,如:“某化學(xué)興趣小組為探究金屬的化學(xué)性質(zhì),進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):將一定量的鋅粉加入到硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中,充分反應(yīng)后過濾,得到濾液和濾渣。請(qǐng)回答下列問題:(1)寫出鋅粉與硝酸銀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式;(2)若濾液為藍(lán)色,推斷濾渣的成分;(3)若向?yàn)V渣中加入稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,分析濾液中溶質(zhì)的成分?!睂?duì)于第一個(gè)問題,學(xué)生需要運(yùn)用已學(xué)的金屬活動(dòng)性順序以及金屬與鹽溶液反應(yīng)的知識(shí),寫出鋅粉與硝酸銀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:Zn+2AgNO_3=Zn(NO_3)_2+2Ag。在課堂學(xué)習(xí)中,學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和理論學(xué)習(xí),了解到在金屬活動(dòng)性順序中,位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來。在這個(gè)問題中,學(xué)生將這一知識(shí)遷移到具體的化學(xué)反應(yīng)中,準(zhǔn)確地寫出了化學(xué)方程式。在回答第二個(gè)問題時(shí),學(xué)生需要根據(jù)濾液為藍(lán)色這一現(xiàn)象,運(yùn)用所學(xué)的物質(zhì)性質(zhì)知識(shí)進(jìn)行推斷。因?yàn)闉V液為藍(lán)色,說明溶液中含有銅離子,這表明硝酸銅沒有完全反應(yīng)。根據(jù)金屬活動(dòng)性順序,鋅先與硝酸銀反應(yīng),再與硝酸銅反應(yīng)。所以可以推斷出濾渣中一定含有銀,可能含有銅,一定沒有鋅。在這個(gè)過程中,學(xué)生將金屬活動(dòng)性順序、金屬與鹽溶液反應(yīng)的先后順序以及物質(zhì)的顏色等知識(shí)進(jìn)行了綜合遷移運(yùn)用,通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,得出了濾渣成分的推斷。對(duì)于第三個(gè)問題,若向?yàn)V渣中加入稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,這說明濾渣中含有鋅。因?yàn)橹挥袖\能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,這表明鋅粉過量,硝酸銀和硝酸銅都已完全反應(yīng)。所以濾液中溶質(zhì)的成分只有硝酸鋅。在這個(gè)問題的解決過程中,學(xué)生將金屬與酸反應(yīng)的性質(zhì)、金屬活動(dòng)性順序以及化學(xué)反應(yīng)的先后順序等知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)的遷移和整合,通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的深入分析,得出了濾液中溶質(zhì)成分的結(jié)論。從學(xué)生對(duì)這道綜合題的解答情況來看,在復(fù)雜情境下,學(xué)生的知識(shí)遷移能力存在著一定的差異。部分學(xué)生能夠迅速準(zhǔn)確地識(shí)別出問題中的關(guān)鍵信息,并將已有的知識(shí)進(jìn)行有效的遷移和應(yīng)用,從而順利地解決問題。這些學(xué)生往往對(duì)化學(xué)知識(shí)的掌握較為扎實(shí),能夠構(gòu)建完整的知識(shí)體系,并且具備較強(qiáng)的分析問題和解決問題的能力。然而,也有一些學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜情境時(shí),表現(xiàn)出知識(shí)遷移困難的問題。他們可能無法準(zhǔn)確理解題意,或者在知識(shí)的提取和應(yīng)用過程中出現(xiàn)偏差,導(dǎo)致無法得出正確的答案。在回答第二個(gè)問題時(shí),有些學(xué)生可能沒有考慮到金屬與鹽溶液反應(yīng)的先后順序,只根據(jù)濾液為藍(lán)色就簡(jiǎn)單地認(rèn)為濾渣中一定含有銅,而忽略了銀的存在;在回答第三個(gè)問題時(shí),有些學(xué)生可能沒有理解加入稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生這一現(xiàn)象所代表的含義,或者在分析濾液中溶質(zhì)成分時(shí),沒有考慮到鋅粉過量對(duì)反應(yīng)的影響,從而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。這些問題反映出學(xué)生在復(fù)雜情境下,知識(shí)遷移能力的不足,需要教師在教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生思維能力的訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題的方法,提高學(xué)生在復(fù)雜情境下運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力。四、影響中學(xué)化學(xué)問題解決中遷移作用的因素4.1學(xué)生自身因素4.1.1認(rèn)知結(jié)構(gòu)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是影響中學(xué)化學(xué)問題解決中遷移作用的關(guān)鍵因素之一。認(rèn)知結(jié)構(gòu)是指學(xué)生頭腦中已儲(chǔ)存的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的組織,它反映了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握程度,以及知識(shí)之間的聯(lián)系和層次。在中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生已有化學(xué)知識(shí)的豐富程度和系統(tǒng)性對(duì)知識(shí)遷移起著重要作用。豐富的化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備為知識(shí)遷移提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)學(xué)生掌握了大量的化學(xué)概念、原理、化學(xué)反應(yīng)方程式等基礎(chǔ)知識(shí)時(shí),他們?cè)诿鎸?duì)新的化學(xué)問題時(shí),就有更多的知識(shí)可供調(diào)用和遷移。如果學(xué)生對(duì)元素周期表中各元素的性質(zhì)、原子結(jié)構(gòu)等知識(shí)有深入的了解,那么在學(xué)習(xí)新元素的化合物時(shí),就能夠依據(jù)已有的知識(shí),對(duì)新化合物的性質(zhì)進(jìn)行合理的推測(cè)和分析。在學(xué)習(xí)氯元素的化合物時(shí),學(xué)生基于對(duì)氯原子結(jié)構(gòu)以及氯元素在元素周期表中的位置的認(rèn)識(shí),能夠理解氯氣具有強(qiáng)氧化性,進(jìn)而推斷出氯氣與金屬、非金屬等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的可能性和產(chǎn)物。又如,學(xué)生掌握了大量的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)方程式,在遇到新的有機(jī)合成問題時(shí),就能夠從已有的反應(yīng)知識(shí)中找到靈感,設(shè)計(jì)出合理的合成路線。知識(shí)的系統(tǒng)性同樣至關(guān)重要。系統(tǒng)的化學(xué)知識(shí)能夠幫助學(xué)生建立起完整的知識(shí)體系,使他們能夠清晰地認(rèn)識(shí)到各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而在知識(shí)遷移時(shí)更加得心應(yīng)手。在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡時(shí),學(xué)生如果能夠?qū)⒒瘜W(xué)平衡的概念、影響因素(如溫度、壓強(qiáng)、濃度等)以及化學(xué)平衡常數(shù)等知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的整合,形成一個(gè)有機(jī)的整體,那么在解決與化學(xué)平衡相關(guān)的問題時(shí),就能夠從多個(gè)角度進(jìn)行分析,靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。當(dāng)遇到溫度變化對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響問題時(shí),學(xué)生能夠從勒夏特列原理出發(fā),結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng),分析平衡移動(dòng)的方向,進(jìn)而得出正確的結(jié)論。在學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)時(shí),學(xué)生如果能夠按照元素周期表的規(guī)律,將同一主族或同一周期元素的化合物性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比和總結(jié),形成系統(tǒng)的知識(shí)框架,那么在遇到新的元素化合物問題時(shí),就能夠迅速地將其納入已有的知識(shí)體系中,進(jìn)行有效的遷移和應(yīng)用。如果學(xué)生的化學(xué)知識(shí)不豐富,存在知識(shí)漏洞,或者知識(shí)體系混亂,缺乏系統(tǒng)性,那么在知識(shí)遷移時(shí)就會(huì)遇到困難。學(xué)生對(duì)某些化學(xué)概念的理解模糊不清,在解決問題時(shí)就無法準(zhǔn)確地運(yùn)用這些概念進(jìn)行推理和判斷,導(dǎo)致知識(shí)遷移失敗。在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)時(shí),學(xué)生如果對(duì)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物等概念理解不透徹,在分析具體的化學(xué)反應(yīng)時(shí),就容易出現(xiàn)錯(cuò)誤,無法正確地進(jìn)行知識(shí)遷移。知識(shí)之間缺乏聯(lián)系,也會(huì)使學(xué)生在面對(duì)新問題時(shí),難以從已有的知識(shí)中找到相關(guān)的線索,無法實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移。在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)時(shí),學(xué)生如果只是孤立地學(xué)習(xí)各種有機(jī)物的性質(zhì),而沒有將它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行梳理和總結(jié),那么在遇到有機(jī)合成或推斷問題時(shí),就會(huì)感到無從下手。4.1.2學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與態(tài)度學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和態(tài)度在學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)中扮演著重要角色,它們對(duì)學(xué)生知識(shí)遷移的主動(dòng)性和積極性有著深遠(yuǎn)的影響。學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)是激發(fā)和維持學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)的內(nèi)在動(dòng)力,而學(xué)習(xí)態(tài)度則是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)的一種心理傾向,包括對(duì)學(xué)習(xí)的認(rèn)知、情感和行為意向。具有強(qiáng)烈學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的學(xué)生,往往對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)充滿熱情,他們會(huì)主動(dòng)地去探索化學(xué)知識(shí),積極參與各種學(xué)習(xí)活動(dòng)。在學(xué)習(xí)過程中,他們會(huì)更加專注和投入,努力克服遇到的困難,不斷地積累知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。這種積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)使得他們?cè)诿鎸?duì)新的化學(xué)問題時(shí),能夠主動(dòng)地運(yùn)用已有的知識(shí)去嘗試解決,表現(xiàn)出較強(qiáng)的知識(shí)遷移主動(dòng)性。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上,對(duì)化學(xué)充滿興趣、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)強(qiáng)烈的學(xué)生,會(huì)主動(dòng)地思考實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟以及可能出現(xiàn)的問題,并嘗試運(yùn)用課堂上學(xué)到的知識(shí)去解決實(shí)驗(yàn)中遇到的各種情況。他們會(huì)積極地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與所學(xué)的化學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系和對(duì)比,從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和應(yīng)用。在學(xué)習(xí)化學(xué)新的章節(jié)內(nèi)容時(shí),這些學(xué)生也會(huì)主動(dòng)地回顧已學(xué)的相關(guān)知識(shí),尋找知識(shí)之間的聯(lián)系,將新知識(shí)納入已有的知識(shí)體系中,促進(jìn)知識(shí)的遷移和理解。相反,學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不足的學(xué)生,對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)缺乏熱情和動(dòng)力,往往只是被動(dòng)地接受知識(shí),缺乏主動(dòng)思考和探索的精神。在面對(duì)新的化學(xué)問題時(shí),他們可能會(huì)缺乏解決問題的信心和勇氣,不愿意主動(dòng)地運(yùn)用已有的知識(shí)去嘗試解決,從而導(dǎo)致知識(shí)遷移的積極性不高。有些學(xué)生只是為了應(yīng)付考試而學(xué)習(xí)化學(xué),對(duì)化學(xué)知識(shí)本身沒有真正的興趣,在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出敷衍了事的態(tài)度。在遇到稍微復(fù)雜一點(diǎn)的化學(xué)問題時(shí),他們就會(huì)輕易放棄,不愿意花費(fèi)時(shí)間和精力去思考和解決,無法將已有的知識(shí)有效地遷移到新的問題情境中。積極的學(xué)習(xí)態(tài)度也有助于提高學(xué)生知識(shí)遷移的積極性。具有積極學(xué)習(xí)態(tài)度的學(xué)生,對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)持有正確的認(rèn)知,認(rèn)為化學(xué)知識(shí)是有趣且有用的,能夠認(rèn)識(shí)到化學(xué)與生活、社會(huì)的緊密聯(lián)系。他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中會(huì)保持樂觀的情緒,對(duì)自己的學(xué)習(xí)能力充滿信心,愿意主動(dòng)地與教師和同學(xué)交流和討論,分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和心得。這種積極的態(tài)度使得他們?cè)诿鎸?duì)新的化學(xué)問題時(shí),能夠保持開放的思維,勇于嘗試不同的方法和思路,積極地尋求知識(shí)遷移的機(jī)會(huì)。在學(xué)習(xí)化學(xué)與環(huán)境相關(guān)的知識(shí)時(shí),具有積極學(xué)習(xí)態(tài)度的學(xué)生,會(huì)主動(dòng)關(guān)注生活中的環(huán)境污染問題,運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)去分析污染的原因和治理的方法,將課堂知識(shí)與實(shí)際生活緊密聯(lián)系起來,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移。消極的學(xué)習(xí)態(tài)度則會(huì)阻礙學(xué)生知識(shí)遷移的發(fā)生。對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)持有消極態(tài)度的學(xué)生,可能會(huì)對(duì)化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生抵觸情緒,認(rèn)為化學(xué)學(xué)習(xí)枯燥乏味,學(xué)習(xí)難度大,從而缺乏學(xué)習(xí)的動(dòng)力和積極性。在學(xué)習(xí)過程中,他們可能會(huì)表現(xiàn)出注意力不集中、缺乏耐心等問題,無法有效地掌握知識(shí)。在面對(duì)新的化學(xué)問題時(shí),他們往往會(huì)產(chǎn)生畏難情緒,不愿意主動(dòng)思考和嘗試,限制了知識(shí)遷移的可能性。有些學(xué)生因?yàn)樵诨瘜W(xué)學(xué)習(xí)中遇到了一些困難,沒有及時(shí)得到解決,從而對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)失去了信心,產(chǎn)生了消極的學(xué)習(xí)態(tài)度。在遇到新的化學(xué)問題時(shí),他們首先想到的是自己無法解決,而不是去思考如何運(yùn)用已有的知識(shí)去嘗試解決,導(dǎo)致知識(shí)遷移無法順利進(jìn)行。4.1.3學(xué)習(xí)策略學(xué)生運(yùn)用的學(xué)習(xí)策略對(duì)中學(xué)化學(xué)問題解決中的遷移效果有著顯著的影響。學(xué)習(xí)策略是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中為了達(dá)到一定的學(xué)習(xí)目標(biāo)而采用的一系列方法和技巧,它包括認(rèn)知策略、元認(rèn)知策略和資源管理策略等。在化學(xué)學(xué)習(xí)中,歸納總結(jié)、類比推理等學(xué)習(xí)策略能夠幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí),提高知識(shí)遷移的能力。歸納總結(jié)是一種重要的學(xué)習(xí)策略,它能夠幫助學(xué)生將零散的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的整理和歸納,形成完整的知識(shí)體系。在學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)時(shí),學(xué)生可以通過歸納總結(jié),將同一元素的不同化合物的性質(zhì)、用途等進(jìn)行梳理和對(duì)比,找出它們之間的共性和差異。學(xué)生可以將鈉元素的化合物,如氧化鈉、過氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等的性質(zhì)進(jìn)行歸納,比較它們與水、酸、二氧化碳等物質(zhì)反應(yīng)的異同點(diǎn)。通過這樣的歸納總結(jié),學(xué)生能夠更加清晰地理解和記憶這些化合物的性質(zhì),在遇到相關(guān)問題時(shí),能夠迅速地從已有的知識(shí)體系中提取出有用的信息,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移。在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)方程式時(shí),學(xué)生也可以通過歸納總結(jié),將相似的反應(yīng)進(jìn)行分類,找出它們的反應(yīng)規(guī)律。將酸堿中和反應(yīng)、金屬與酸的反應(yīng)等進(jìn)行歸納,總結(jié)出它們的反應(yīng)本質(zhì)和特點(diǎn)。這樣,在遇到新的化學(xué)反應(yīng)時(shí),學(xué)生能夠根據(jù)已有的反應(yīng)規(guī)律,進(jìn)行合理的推測(cè)和判斷,提高知識(shí)遷移的效果。類比推理也是一種常用的學(xué)習(xí)策略,它能夠幫助學(xué)生通過比較不同事物之間的相似性,將已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)遷移到新的情境中。在化學(xué)學(xué)習(xí)中,類比推理可以幫助學(xué)生理解抽象的化學(xué)概念和原理。在學(xué)習(xí)物質(zhì)的量這一概念時(shí),學(xué)生可能會(huì)覺得比較抽象和難以理解。教師可以引導(dǎo)學(xué)生將物質(zhì)的量與生活中常見的“打”的概念進(jìn)行類比,“一打”表示12個(gè)物品,而“1摩爾”表示含有阿伏伽德羅常數(shù)個(gè)微粒。通過這樣的類比,學(xué)生可以將對(duì)“打”的理解遷移到對(duì)物質(zhì)的量的理解上,從而更容易掌握這一概念。在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)中不同類型的有機(jī)物時(shí),學(xué)生也可以運(yùn)用類比推理的方法。將烷烴、烯烴、炔烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行類比,找出它們之間的相似點(diǎn)和不同點(diǎn)。通過類比,學(xué)生可以根據(jù)已掌握的某一類有機(jī)物的性質(zhì),推測(cè)出其他類似有機(jī)物的性質(zhì),實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和應(yīng)用。如果學(xué)生缺乏有效的學(xué)習(xí)策略,只是機(jī)械地記憶化學(xué)知識(shí),而不注重知識(shí)之間的聯(lián)系和規(guī)律的總結(jié),那么在知識(shí)遷移時(shí)就會(huì)遇到困難。有些學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)時(shí),只是死記硬背化學(xué)方程式和概念,沒有真正理解它們的含義和應(yīng)用條件,在遇到新的問題時(shí),就無法靈活運(yùn)用這些知識(shí)進(jìn)行遷移。有些學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,沒有養(yǎng)成歸納總結(jié)的習(xí)慣,對(duì)知識(shí)的掌握比較零散,無法形成完整的知識(shí)體系,在面對(duì)綜合性較強(qiáng)的化學(xué)問題時(shí),就難以從已有的知識(shí)中找到相關(guān)的線索,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移。四、影響中學(xué)化學(xué)問題解決中遷移作用的因素4.2教學(xué)因素4.2.1教學(xué)方法教學(xué)方法是影響學(xué)生知識(shí)遷移能力培養(yǎng)的關(guān)鍵教學(xué)因素之一,不同的教學(xué)方法在促進(jìn)學(xué)生知識(shí)遷移方面有著各自獨(dú)特的作用和效果。講授法是一種傳統(tǒng)且常見的教學(xué)方法,教師在課堂上通過語(yǔ)言向?qū)W生系統(tǒng)地傳授知識(shí)。在化學(xué)教學(xué)中,講授法能夠在較短時(shí)間內(nèi)將大量的化學(xué)知識(shí)傳遞給學(xué)生,幫助學(xué)生構(gòu)建起化學(xué)知識(shí)的基本框架。在講解化學(xué)概念和原理時(shí),如物質(zhì)的量、化學(xué)平衡等抽象概念,教師可以通過清晰、準(zhǔn)確的講解,使學(xué)生快速理解這些概念的內(nèi)涵和外延。講授法也存在一定的局限性,它容易使學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài),缺乏主動(dòng)思考和探索的機(jī)會(huì),這可能導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解不夠深入,在知識(shí)遷移時(shí)遇到困難。在講授法教學(xué)中,教師往往將知識(shí)講解得過于詳細(xì),學(xué)生以聽講代替思考,缺乏對(duì)知識(shí)的自主探究和建構(gòu)過程,這使得學(xué)生在面對(duì)新的問題情境時(shí),難以將所學(xué)知識(shí)靈活運(yùn)用,無法實(shí)現(xiàn)有效的知識(shí)遷移。探究法強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主探究和合作學(xué)習(xí),它能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究課上,教師提出問題后,學(xué)生通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等一系列探究活動(dòng),自主地獲取知識(shí)。在探究金屬活動(dòng)性順序的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生通過親自動(dòng)手操作,將不同金屬放入相同的酸溶液中,觀察反應(yīng)的劇烈程度,從而探究出金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱順序。這種教學(xué)方法能夠讓學(xué)生在實(shí)踐中深入理解知識(shí)的形成過程,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和思維能力,有助于學(xué)生將所學(xué)知識(shí)遷移到實(shí)際問題的解決中。探究法也對(duì)教學(xué)條件和教師的指導(dǎo)能力提出了較高的要求,若組織不當(dāng),可能會(huì)導(dǎo)致教學(xué)效率低下,學(xué)生無法準(zhǔn)確地把握知識(shí)的重點(diǎn)和難點(diǎn),影響知識(shí)遷移的效果。情境教學(xué)法通過創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的真實(shí)情境,使學(xué)生在具體的情境中感受和理解知識(shí)。在化學(xué)教學(xué)中,教師可以創(chuàng)設(shè)生活情境、生產(chǎn)情境或科研情境等,將抽象的化學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活緊密聯(lián)系起來。在講解酸堿中和反應(yīng)時(shí),教師可以創(chuàng)設(shè)生活中用小蘇打治療胃酸過多的情境,讓學(xué)生分析其中的化學(xué)原理。這種教學(xué)方法能夠使學(xué)生更加直觀地理解化學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,同時(shí)也有助于學(xué)生將所學(xué)知識(shí)遷移到解決實(shí)際生活中的問題中。然而,情境教學(xué)法對(duì)情境的創(chuàng)設(shè)要求較高,若情境與教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性不強(qiáng),或者情境過于復(fù)雜,可能會(huì)分散學(xué)生的注意力,干擾學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和遷移。問題導(dǎo)向教學(xué)法以問題為核心,引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中學(xué)習(xí)和運(yùn)用知識(shí)。在化學(xué)教學(xué)中,教師可以提出一系列具有啟發(fā)性和挑戰(zhàn)性的問題,激發(fā)學(xué)生的思考和探究欲望。在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素時(shí),教師可以提出問題:“如何加快鐵與稀硫酸的反應(yīng)速率?”學(xué)生通過思考、討論和實(shí)驗(yàn)探究,分析濃度、溫度、催化劑等因素對(duì)反應(yīng)速率的影響。這種教學(xué)方法能夠培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新思維,使學(xué)生在解決問題的過程中,將已有的知識(shí)進(jìn)行整合和遷移,提高知識(shí)遷移的能力。問題導(dǎo)向教學(xué)法要求教師能夠設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的問題,并且在學(xué)生解決問題的過程中給予及時(shí)、有效的指導(dǎo),否則可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在解決問題時(shí)遇到困難,無法實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移。4.2.2教學(xué)內(nèi)容組織教學(xué)內(nèi)容的組織方式對(duì)學(xué)生知識(shí)遷移有著重要的影響,合理的教學(xué)內(nèi)容編排順序和緊密的知識(shí)關(guān)聯(lián)性能夠促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的遷移,反之則可能阻礙學(xué)生的學(xué)習(xí)和知識(shí)應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容的編排順序應(yīng)遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和化學(xué)知識(shí)的邏輯體系。在中學(xué)化學(xué)教材中,通常先安排基礎(chǔ)的化學(xué)概念和理論知識(shí),如元素符號(hào)、化學(xué)式、化學(xué)方程式等,這些基礎(chǔ)知識(shí)是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基石。在學(xué)習(xí)了這些基礎(chǔ)知識(shí)后,再引入元素化合物知識(shí),如金屬、非金屬及其化合物的性質(zhì)和用途等。這種由淺入深、由易到難的編排順序,符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展階段,能夠幫助學(xué)生逐步構(gòu)建起完整的化學(xué)知識(shí)體系。學(xué)生在掌握了元素的基本性質(zhì)后,再學(xué)習(xí)化合物的性質(zhì)時(shí),就能夠?qū)⒁延械脑刂R(shí)遷移到化合物的學(xué)習(xí)中,理解化合物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系。如果教學(xué)內(nèi)容的編排順序混亂,不符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,就會(huì)增加學(xué)生的學(xué)習(xí)難度,導(dǎo)致學(xué)生難以將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效的遷移。在學(xué)生還沒有掌握基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能時(shí),就安排復(fù)雜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容,學(xué)生可能會(huì)因?yàn)槿狈Ρ匾闹R(shí)和技能基礎(chǔ),無法順利完成實(shí)驗(yàn),也難以將實(shí)驗(yàn)中涉及的知識(shí)與已有的知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系和遷移。知識(shí)關(guān)聯(lián)性是教學(xué)內(nèi)容組織中需要重點(diǎn)考慮的因素。化學(xué)知識(shí)之間存在著廣泛的聯(lián)系,如元素化合物知識(shí)與化學(xué)原理知識(shí)之間、有機(jī)化學(xué)知識(shí)與無機(jī)化學(xué)知識(shí)之間等都有著內(nèi)在的邏輯關(guān)聯(lián)。在教學(xué)過程中,教師應(yīng)注重揭示這些知識(shí)之間的聯(lián)系,幫助學(xué)生建立起知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。在講解元素化合物知識(shí)時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)原理的角度去理解化合物的性質(zhì)和反應(yīng),如在學(xué)習(xí)金屬鈉與水的反應(yīng)時(shí),教師可以從氧化還原反應(yīng)的原理出發(fā),分析鈉原子在反應(yīng)中失去電子,水分子中的氫原子得到電子,從而理解該反應(yīng)的本質(zhì)。通過這種方式,學(xué)生能夠?qū)⒒瘜W(xué)原理知識(shí)遷移到元素化合物的學(xué)習(xí)中,加深對(duì)知識(shí)的理解和記憶。在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生將有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)進(jìn)行關(guān)聯(lián),如通過分析碳碳雙鍵、羥基、羧基等官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),理解含有這些官能團(tuán)的有機(jī)化合物的性質(zhì)。這種知識(shí)關(guān)聯(lián)性的教學(xué)能夠使學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí),迅速地與已有的知識(shí)建立聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和應(yīng)用。如果教學(xué)內(nèi)容之間缺乏關(guān)聯(lián)性,學(xué)生所學(xué)的知識(shí)就會(huì)變得零散,難以形成完整的知識(shí)體系,在面對(duì)新的問題時(shí),就無法從已有的知識(shí)中找到相關(guān)的線索,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移。4.2.3教師引導(dǎo)教師在教學(xué)中對(duì)學(xué)生知識(shí)遷移的引導(dǎo)方式和效果直接關(guān)系到學(xué)生知識(shí)遷移能力的發(fā)展,有效的引導(dǎo)能夠激發(fā)學(xué)生的思維,幫助學(xué)生掌握知識(shí)遷移的方法和技巧,提高學(xué)生的問題解決能力。在課堂教學(xué)中,教師可以通過提問、啟發(fā)等方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)遷移。教師在講解新的化學(xué)知識(shí)時(shí),可以先提出一些與已學(xué)知識(shí)相關(guān)的問題,引導(dǎo)學(xué)生回顧已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),然后再引入新的知識(shí),讓學(xué)生思考如何將已有的知識(shí)應(yīng)用到新的情境中。在講解化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素時(shí),教師可以先提問學(xué)生:“在我們之前學(xué)習(xí)的化學(xué)反應(yīng)中,哪些因素會(huì)影響反應(yīng)的進(jìn)行?”學(xué)生可能會(huì)回答濃度、溫度等因素,然后教師再引導(dǎo)學(xué)生思考這些因素對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響。通過這種提問和啟發(fā)的方式,教師能夠激發(fā)學(xué)生的思維,使學(xué)生主動(dòng)地將已有的知識(shí)與新的知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系,嘗試進(jìn)行知識(shí)的遷移。教師還可以通過舉例、類比等方法,幫助學(xué)生理解抽象的化學(xué)概念和原理,促進(jìn)知識(shí)的遷移。在講解物質(zhì)的量這一概念時(shí),教師可以將物質(zhì)的量與生活中常見的“打”“箱”等概念進(jìn)行類比,讓學(xué)生明白物質(zhì)的量是用來衡量微觀粒子數(shù)量的物理量,就像“打”用來衡量物品的數(shù)量一樣。通過這種類比,學(xué)生能夠?qū)?duì)生活中概念的理解遷移到對(duì)物質(zhì)的量概念的理解上,降低學(xué)習(xí)的難度。教師在學(xué)生解決問題的過程中,應(yīng)給予及時(shí)的指導(dǎo)和反饋。當(dāng)學(xué)生遇到問題時(shí),教師不應(yīng)直接告訴學(xué)生答案,而是要引導(dǎo)學(xué)生分析問題,尋找解決問題的思路和方法。在學(xué)生做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),如果遇到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象異?;?qū)嶒?yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確的情況,教師可以引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)儀器等方面進(jìn)行分析,幫助學(xué)生找出問題的原因。教師還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極思考,嘗試不同的方法解決問題,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。在學(xué)生完成問題解決后,教師要及時(shí)給予反饋,肯定學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和進(jìn)步,指出存在的問題和不足,并提出改進(jìn)的建議。這種及時(shí)的指導(dǎo)和反饋能夠幫助學(xué)生不斷地調(diào)整自己的學(xué)習(xí)方法和思維方式,提高知識(shí)遷移的能力。如果教師在學(xué)生解決問題的過程中缺乏有效的引導(dǎo)和反饋,學(xué)生可能會(huì)在遇到困難時(shí)感到迷茫,無法找到解決問題的方法,從而影響知識(shí)遷移的效果。教師還可以通過組織小組合作學(xué)習(xí)、開展化學(xué)探究活動(dòng)等方式,為學(xué)生提供知識(shí)遷移的機(jī)會(huì)和平臺(tái)。在小組合作學(xué)習(xí)中,學(xué)生可以相互交流、討論,分享自己的想法和經(jīng)驗(yàn),從不同的角度思考問題,這有助于學(xué)生拓寬思維視野,促進(jìn)知識(shí)的遷移和應(yīng)用。在化學(xué)探究活動(dòng)中,學(xué)生需要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能,解決實(shí)際的化學(xué)問題,這能夠使學(xué)生在實(shí)踐中不斷地鍛煉和提高自己的知識(shí)遷移能力。在探究金屬腐蝕的原因和防護(hù)方法的活動(dòng)中,學(xué)生需要運(yùn)用化學(xué)原理、金屬的性質(zhì)等知識(shí),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出防護(hù)措施。通過這樣的探究活動(dòng),學(xué)生能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的知識(shí)有效地遷移到實(shí)際問題的解決中,提高自己的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。4.3學(xué)習(xí)材料因素4.3.1相似性學(xué)習(xí)材料的相似性在中學(xué)化學(xué)問題解決中對(duì)遷移作用有著重要影響。當(dāng)學(xué)習(xí)材料之間存在相似性時(shí),學(xué)生更容易識(shí)別出知識(shí)之間的關(guān)聯(lián),從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移。這種相似性體現(xiàn)在多個(gè)方面,如化學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟相似、化學(xué)反應(yīng)原理相似等。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,許多實(shí)驗(yàn)的基本操作步驟具有相似性。如常見的溶液配制實(shí)驗(yàn),無論是配制一定物質(zhì)的量濃度的氯化鈉溶液,還是配制硫酸銅溶液,都需要經(jīng)過計(jì)算、稱量(或量取)、溶解(或稀釋)、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容等步驟。學(xué)生在掌握了一種溶液配制的方法后,當(dāng)遇到其他溶液配制的實(shí)驗(yàn)時(shí),就能夠根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn),迅速理解實(shí)驗(yàn)的基本流程和操作要點(diǎn),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)技能的遷移。在學(xué)習(xí)了用托盤天平稱量固體藥品的方法后,學(xué)生在進(jìn)行其他需要稱量固體藥品的實(shí)驗(yàn)時(shí),能夠準(zhǔn)確地運(yùn)用托盤天平進(jìn)行稱量操作,包括調(diào)節(jié)天平平衡、放置稱量紙、添加藥品等步驟。這種實(shí)驗(yàn)步驟的相似性為學(xué)生提供了知識(shí)遷移的基礎(chǔ),使學(xué)生能夠在不同的實(shí)驗(yàn)情境中靈活運(yùn)用已掌握的實(shí)驗(yàn)技能。化學(xué)反應(yīng)原理的相似性也有助于學(xué)生進(jìn)行知識(shí)遷移。在學(xué)習(xí)了酸堿中和反應(yīng)的原理后,學(xué)生能夠理解氫離子(H^+)與氫氧根離子(OH^-)結(jié)合生成水的本質(zhì)。當(dāng)遇到其他類似的離子反應(yīng),如酸與堿式鹽的反應(yīng)、堿與酸式鹽的反應(yīng)時(shí),學(xué)生可以根據(jù)酸堿中和反應(yīng)的原理進(jìn)行遷移和類比。在學(xué)習(xí)了鹽酸與氫氧化鈉的中和反應(yīng)HCl+NaOH=NaCl+H_2O后,學(xué)生在面對(duì)鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)HCl+NaHCO_3=NaCl+H_2O+CO_2↑時(shí),能夠認(rèn)識(shí)到這也是一種離子反應(yīng),其中氫離子與碳酸氫根離子發(fā)生反應(yīng),生成二氧化碳和水。通過這種相似性的遷移,學(xué)生能夠更好地理解和掌握新的化學(xué)反應(yīng),拓寬自己的知識(shí)領(lǐng)域。有機(jī)化學(xué)中,同系物之間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似性也為知識(shí)遷移提供了便利。烷烴、烯烴、炔烴等各類同系物,它們具有相同的官能團(tuán),化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性。學(xué)生在學(xué)習(xí)了甲烷的性質(zhì)后,知道甲烷能在氧氣中燃燒,發(fā)生氧化反應(yīng),且能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)。當(dāng)學(xué)習(xí)乙烷、丙烷等其他烷烴時(shí),學(xué)生可以根據(jù)甲烷的性質(zhì)進(jìn)行遷移,推測(cè)出這些烷烴也能發(fā)生燃燒反應(yīng)和取代反應(yīng),只是反應(yīng)的條件和劇烈程度可能會(huì)有所不同。這種基于結(jié)構(gòu)相似性的知識(shí)遷移,使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)時(shí),舉一反三,快速掌握同系物的性質(zhì),提高學(xué)習(xí)效率。然而,學(xué)習(xí)材料的相似性也可能導(dǎo)致負(fù)遷移的發(fā)生。當(dāng)學(xué)生對(duì)相似的學(xué)習(xí)材料理解不夠深入時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)混淆和錯(cuò)誤的遷移。在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)時(shí),學(xué)生可能會(huì)將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的概念混淆,將氧化劑和還原劑的作用錯(cuò)誤地理解,從而在分析具體的化學(xué)反應(yīng)時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)中醇類和酚類的性質(zhì)時(shí),由于它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有一定的相似性,都含有羥基(OH),學(xué)生可能會(huì)將醇類的某些性質(zhì)錯(cuò)誤地遷移到酚類上,認(rèn)為酚類也能像醇類一樣與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,且反應(yīng)的劇烈程度相同。實(shí)際上,酚類中的羥基由于受到苯環(huán)的影響,其化學(xué)性質(zhì)與醇類中的羥基有所不同,酚類與金屬鈉反應(yīng)的劇烈程度比醇類弱,且酚類還具有一些醇類所不具備的性質(zhì),如能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)等。因此,教師在教學(xué)過程中,要引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確理解相似學(xué)習(xí)材料之間的差異,避免負(fù)遷移的發(fā)生,促進(jìn)正遷移的實(shí)現(xiàn)。4.3.2難度學(xué)習(xí)材料的難度與學(xué)生已有知識(shí)水平的匹配度對(duì)知識(shí)遷移起著關(guān)鍵作用。如果學(xué)習(xí)材料的難度與學(xué)生的已有知識(shí)水平相適應(yīng),學(xué)生能夠在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上,通過一定的努力理解和掌握新的知識(shí),從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移。當(dāng)學(xué)習(xí)材料難度適中時(shí),學(xué)生能夠運(yùn)用已有的知識(shí)和技能,對(duì)新的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行分析和理解。在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡的影響因素時(shí),學(xué)生已經(jīng)掌握了化學(xué)平衡的基本概念和可逆反應(yīng)的特點(diǎn),此時(shí),學(xué)習(xí)溫度、壓強(qiáng)、濃度等因素對(duì)化學(xué)平衡的影響,難度與學(xué)生的已有知識(shí)水平較為匹配。學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)觀察、數(shù)據(jù)分析等方法,結(jié)合已有的化學(xué)知識(shí),理解這些因素是如何影響化學(xué)平衡的移動(dòng)的。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生觀察到升高溫度,對(duì)于吸熱反應(yīng),化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)等現(xiàn)象。通過對(duì)這些現(xiàn)象的分析,學(xué)生能夠運(yùn)用已有的化學(xué)平衡知識(shí),理解其中的原理,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和深化。如果學(xué)習(xí)材料過于簡(jiǎn)單,學(xué)生可能會(huì)覺得缺乏挑戰(zhàn)性,無法激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性,也難以促使他們進(jìn)行知識(shí)的遷移。在學(xué)習(xí)了物質(zhì)的量的概念和相關(guān)計(jì)算后,若教師繼續(xù)讓學(xué)生進(jìn)行大量簡(jiǎn)單的物質(zhì)的量計(jì)算練習(xí),學(xué)生可能會(huì)感到枯燥乏味,對(duì)知識(shí)的理解和掌握也難以得到進(jìn)一步的提升,無法將所學(xué)知識(shí)遷移到更復(fù)雜的問題情境中。相反,當(dāng)學(xué)習(xí)材料難度過大時(shí),學(xué)生可能會(huì)因?yàn)闊o法理解新的知識(shí),而產(chǎn)生畏難情緒,導(dǎo)致知識(shí)遷移受阻。在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)中復(fù)雜的有機(jī)合成路線時(shí),如果學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的基本類型、官能團(tuán)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化等基礎(chǔ)知識(shí)掌握不扎實(shí),面對(duì)復(fù)雜的合成路線,就會(huì)感到無從下手,無法將已有的知識(shí)與新的學(xué)習(xí)內(nèi)容建立聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移。在學(xué)習(xí)化學(xué)競(jìng)賽相關(guān)的知識(shí)時(shí),一些超綱的內(nèi)容和復(fù)雜的問題,對(duì)于大部分學(xué)生來說難度過大,可能會(huì)使他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中感到困惑和沮喪,影響知識(shí)遷移的效果。因此,教師在教學(xué)過程中,要充分了解學(xué)生的已有知識(shí)水平,合理選擇和設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)材料,使學(xué)習(xí)材料的難度與學(xué)生的認(rèn)知水平相適應(yīng)。對(duì)于難度較大的學(xué)習(xí)材料,教師可以通過分解知識(shí)點(diǎn)、提供相關(guān)的背景知識(shí)、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行類比和推理等方法,幫助學(xué)生降低學(xué)習(xí)難度,促進(jìn)知識(shí)的遷移。在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理中化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算時(shí),教師可以先引導(dǎo)學(xué)生回顧化學(xué)平衡的概念和表達(dá)式,然后通過具體的實(shí)例,逐步講解化學(xué)平衡常數(shù)的定義、計(jì)算公式和應(yīng)用。在講解過程中,教師可以將化學(xué)平衡常數(shù)與之前學(xué)過的物理量進(jìn)行類比,幫助學(xué)生理解其含義和應(yīng)用范圍,從而使學(xué)生能夠順利地將已有的知識(shí)遷移到新的學(xué)習(xí)內(nèi)容中。五、促進(jìn)中學(xué)化學(xué)問題解決中遷移作用的策略5.1優(yōu)化教學(xué)方法5.1.1情境教學(xué)法情境教學(xué)法是一種有效的教學(xué)方式,通過創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的情境,能夠?qū)⒊橄蟮幕瘜W(xué)知識(shí)與實(shí)際生活緊密聯(lián)系,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,引導(dǎo)學(xué)生將已有知識(shí)遷移到新情境中解決問題。在創(chuàng)設(shè)化學(xué)問題情境時(shí),教師可以從生活實(shí)際出發(fā),挖掘生活中的化學(xué)素材。在講解“鹽類的水解”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí),教師可以創(chuàng)設(shè)這樣的情境:“在日常生活中,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)用熱的純堿溶液清洗油污效果更好,這是為什么呢?”學(xué)生在日常生活中對(duì)清洗油污的現(xiàn)象比較熟悉,但可能并不清楚其中的化學(xué)原理,這樣的情境能夠引發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望。教師可以引導(dǎo)學(xué)生回顧已有的知識(shí),如純堿(碳酸鈉,Na_2CO_3)的性質(zhì)、油污的成分等,然后思考熱的純堿溶液清洗油污效果更好的原因。在這個(gè)過程中,學(xué)生需要運(yùn)用已有的化學(xué)知識(shí),如物質(zhì)的溶解性、化學(xué)反應(yīng)速率等,去分析和解決新情境中的問題,從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移。教師可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析碳酸鈉在水溶液中的電離和水解過程,Na_2CO_3=2Na^++CO_3^{2-},CO_3^{2-}+H_2O\rightleftharpoonsHCO_3^-+OH^-,HCO_3^-+H_2O\rightleftharpoonsH_2CO_3+OH^-,讓學(xué)生理解水解產(chǎn)生的氫氧根離子(OH^-)能夠與油污發(fā)生反應(yīng),從而達(dá)到清洗油污的目的。同時(shí),溫度升高會(huì)促進(jìn)鹽類的水解,使溶液中的氫氧根離子濃度增大,清洗效果更好。通過這樣的情境教學(xué),學(xué)生能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的鹽類水解知識(shí)與生活實(shí)際中的問題聯(lián)系起來,加深對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。聯(lián)系社會(huì)熱點(diǎn)也是創(chuàng)設(shè)化學(xué)問題情境的重要途徑。在學(xué)習(xí)“環(huán)境保護(hù)”相關(guān)知識(shí)時(shí),教師可以引入“酸雨”這一社會(huì)熱點(diǎn)問題,創(chuàng)設(shè)情境:“近年來,酸雨問題日益嚴(yán)重,對(duì)環(huán)境和人類健康造成了很大的危害。那么,酸雨是如何形成的?我們應(yīng)該如何防治酸雨呢?”學(xué)生對(duì)酸雨這一現(xiàn)象可能有所耳聞,但對(duì)于其形成原理和防治方法并不一定清楚。教師可以引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)的化學(xué)知識(shí),如二氧化硫(SO_2)、氮氧化物(NO_x)等物質(zhì)的性質(zhì),以及化學(xué)反應(yīng)的原理,讓學(xué)生思考酸雨的形成過程。學(xué)生可以根據(jù)已有的知識(shí),分析出二氧化硫和氮氧化物在空氣中與水、氧氣等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成硫酸、硝酸等酸性物質(zhì),從而形成酸雨。在探討防治酸雨的方法時(shí),學(xué)生可以運(yùn)用化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率等知識(shí),提出減少二氧化硫和氮氧化物排放、對(duì)廢氣進(jìn)行處理等措施。通過這樣的情境教學(xué),學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)到化學(xué)知識(shí),還能夠增強(qiáng)環(huán)保意識(shí),提高運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移。教師還可以通過實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境。在學(xué)習(xí)“金屬的活動(dòng)性順序”時(shí),教師可以設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn)情境:準(zhǔn)備一些不同的金屬,如鎂條、鋅粒、鐵絲、銅片等,以及稀鹽酸、稀硫酸等溶液。讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察不同金屬與酸反應(yīng)的現(xiàn)象,如反應(yīng)的劇烈程度、是否有氣泡產(chǎn)生等。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中,會(huì)觀察到鎂與酸反應(yīng)非常劇烈,產(chǎn)生大量氣泡;鋅與酸反應(yīng)也比較劇烈,產(chǎn)生較多氣泡;鐵與酸反應(yīng)相對(duì)較慢,產(chǎn)生少量氣泡;而銅與酸不反應(yīng)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,運(yùn)用已有的知識(shí),如金屬的原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)等,去分析和解釋這些現(xiàn)象,從而得出金屬活動(dòng)性順序。在這個(gè)過程中,學(xué)生通過親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn),將抽象的化學(xué)知識(shí)與具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象聯(lián)系起來,能夠更好地理解和掌握金屬活動(dòng)性順序的知識(shí),同時(shí)也能夠提高觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和問題解決能力,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和應(yīng)用。在創(chuàng)設(shè)情境時(shí),要確保情境的真實(shí)性和生動(dòng)性,使學(xué)生能夠身臨其境,更好地理解和感受化學(xué)知識(shí)。情境中的問題要有一定的啟發(fā)性和挑戰(zhàn)性,能夠激發(fā)學(xué)生的思維,引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與到問題解決中。教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)情境中的問題進(jìn)行深入分析,幫助學(xué)生找到問題與已有知識(shí)的聯(lián)系,從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移。5.1.2類比教學(xué)法類比教學(xué)法是一種通過比較不同事物之間的相似性,幫助學(xué)生建立新舊知識(shí)聯(lián)系,促進(jìn)知識(shí)遷移的教學(xué)方法。在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,合理運(yùn)用類比方法能夠使抽象的化學(xué)知識(shí)變得更加直觀、形象,降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在講解化學(xué)概念時(shí),類比教學(xué)法可以幫助學(xué)生更好地理解抽象的概念。在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的量”這一概念時(shí),由于物質(zhì)的量是一個(gè)用于衡量微觀粒子數(shù)量的物理量,比較抽象,學(xué)生理解起來有一定的難度。教師可以將物質(zhì)的量與生活中常見的“打”的概念進(jìn)行類比。“一打”表示12個(gè)物品,比如一打雞蛋就是12個(gè)雞蛋;而“1摩爾”表示含有阿伏伽德羅常數(shù)(約為6.02×10^{23})個(gè)微粒,如1摩爾水分子就含有6.02×10^{23}個(gè)水分子。通過這樣的類比,學(xué)生可以將對(duì)“打”的熟悉概念遷移到對(duì)物質(zhì)的量的理解上,更容易掌握物質(zhì)的量的概念及其應(yīng)用。在學(xué)習(xí)“摩爾質(zhì)量”時(shí),教師可以將其與商品的單價(jià)進(jìn)行類比。單價(jià)是指單位數(shù)量商品的價(jià)格,如蘋果的單價(jià)是5元/千克,那么1千克蘋果的價(jià)格就是5元;而摩爾質(zhì)量是指單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量,如氧氣(O_2)的摩爾質(zhì)量是32克/摩爾,那么1摩爾氧氣的質(zhì)量就是32克。通過這種類比,學(xué)生能夠更好地理解摩爾質(zhì)量的含義,以及它與物質(zhì)的量、質(zhì)量之間的關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和應(yīng)用。在學(xué)習(xí)化學(xué)原理時(shí),類比教學(xué)法也能發(fā)揮重要作用。在講解“化學(xué)平衡”時(shí),教師可以將化學(xué)平衡與天平的平衡進(jìn)行類比。天平在兩邊重量相等時(shí)處于平衡狀態(tài),若改變其中一邊的重量,天平就會(huì)失去平衡,直到重新調(diào)整兩邊的重量使天平再次平衡。化學(xué)平衡也是如此,在一定條件下,當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);若改變反應(yīng)條件,如溫度、壓強(qiáng)、濃度等,正逆反應(yīng)速率就會(huì)發(fā)生變化,化學(xué)平衡就會(huì)被打破,直到在新的條件下建立新的平衡。通過這樣的類比,學(xué)生能夠更加直觀地理解化學(xué)平衡的本質(zhì)和特點(diǎn),以及外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響,從而將天平平衡的相關(guān)知識(shí)和思維方式遷移到化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)中,提高對(duì)化學(xué)原理的理解和應(yīng)用能力。在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中,類比教學(xué)法有助于學(xué)生掌握不同有機(jī)物之間的相似性和差異性。在學(xué)習(xí)“醇類”和“酚類”時(shí),由于它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上都含有羥基(-OH),具有一定的相似性,但又由于羥基所連接的基團(tuán)不同,導(dǎo)致它們的性質(zhì)也存在差異。教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)醇類和酚類進(jìn)行類比,如乙醇(C_2H_5OH)和苯酚(C_6H_5OH),它們都能與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,但反應(yīng)的劇烈程度不同,苯酚與金屬鈉反應(yīng)比乙醇更劇烈。這是因?yàn)楸椒又械牧u基受到苯環(huán)的影響,使得羥基上的氫原子更活潑。通過這樣的類比,學(xué)生能夠清晰地認(rèn)識(shí)到醇類和酚類的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系,將醇類的知識(shí)遷移到酚類的學(xué)習(xí)中,同時(shí)也能注意到它們之間的差異,避免知識(shí)的混淆,提高對(duì)有機(jī)化學(xué)知識(shí)的掌握程度。在運(yùn)用類比教學(xué)法時(shí),教師要選擇恰當(dāng)?shù)念惐葘?duì)象,確保類比的相似性合理、準(zhǔn)確,避免產(chǎn)生誤導(dǎo)。要引導(dǎo)學(xué)生深入分析類比對(duì)象之間的相似點(diǎn)和不同點(diǎn),幫助學(xué)生理解知識(shí)的本質(zhì),促進(jìn)知識(shí)的有效遷移。教師還可以鼓勵(lì)學(xué)生自己尋找類比的例子,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。5.2加強(qiáng)知識(shí)整合5.2.1構(gòu)建知識(shí)體系在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,構(gòu)建系統(tǒng)的知識(shí)體系對(duì)于學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識(shí)、提高知識(shí)遷移能力具有至關(guān)重要的作用。教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生梳理化學(xué)知識(shí),幫助他們搭建起一個(gè)邏輯清晰、層次分明的知識(shí)框架。在元素化合物知識(shí)的教學(xué)中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生以元素周期表為線索,按照元素周期律的規(guī)律,對(duì)元素及其化合物的性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)的梳理。以鈉元素為例,教師可以先引導(dǎo)學(xué)生回顧鈉在元素周期表中的位置,然后分析鈉原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),如最外層電子數(shù)為1,容易失去電子,從而具有較強(qiáng)的金屬性。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)鈉與氧氣、水、酸等物質(zhì)的反應(yīng),理解鈉的化學(xué)性質(zhì)。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生將鈉的化合物,如氧化鈉、過氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等的性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比和總結(jié),分析它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。通過這樣的梳理,學(xué)生能夠?qū)⑩c元素相關(guān)的知識(shí)形成一個(gè)完整的體系,在遇到與鈉元素相關(guān)的問題時(shí),能夠迅速?gòu)闹R(shí)體系中提取有用的信息,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和應(yīng)用。對(duì)于化學(xué)概念和原理,教師可以幫助學(xué)生建立概念之間的聯(lián)系,形成概念網(wǎng)絡(luò)。在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡等平衡概念時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析這些平衡的共性和差異。這些平衡都遵循勒夏特列原理,即當(dāng)外界條件改變時(shí),平衡會(huì)向減弱這種改變的方向移動(dòng)。它們也有各自的特點(diǎn),化學(xué)平衡是針對(duì)可逆反應(yīng)而言,研究的是反應(yīng)物和生成物之間的動(dòng)態(tài)平衡;電離平衡是弱電解質(zhì)在水溶液中發(fā)生電離時(shí)的平衡狀態(tài);水解平衡則是鹽類在水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)時(shí)的平衡。通過對(duì)比和分析,學(xué)生能夠更好地理解這些平衡概念的本質(zhì),將它們納入到一個(gè)統(tǒng)一的知識(shí)體系中,在解決相關(guān)問題時(shí),能夠靈活運(yùn)用這些概念進(jìn)行推理和判斷,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用思維導(dǎo)圖、概念圖等工具,將化學(xué)知識(shí)進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。思維導(dǎo)圖是一種將思維形象化的方法,它以一個(gè)中心主題為核心,通過分支將相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)連接起來,形成一個(gè)層次分明的知識(shí)結(jié)構(gòu)。在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)時(shí),學(xué)生可以以有機(jī)物的類別為中心主題,如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、醇、酚、醛、羧酸、酯等,然后將各類有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、制備方法等知識(shí)點(diǎn)作為分支展開。概念圖則是一種用節(jié)點(diǎn)代表概念,用連線表示概念間關(guān)系的圖示法。在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)時(shí),學(xué)生可以用概念圖將氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)等概念之間的關(guān)系清晰地表示出來。這些工具能夠幫助學(xué)生更加直觀地理解知識(shí)之間的聯(lián)系,加深對(duì)知識(shí)的記憶和理解,提高知識(shí)遷移的能力。5.2.2開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法,通過讓學(xué)生參與真實(shí)情境下的項(xiàng)目,使他們?cè)诰C合運(yùn)用知識(shí)的過程中提高知識(shí)遷移能力和問題解決能力。在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)具有重要的意義。以“探究生活中的化學(xué)”項(xiàng)目為例,學(xué)生可以選擇一個(gè)與生活密切相關(guān)的化學(xué)問題,如“探究食品添加劑的種類和作用”“分析自來水的凈化過程和原理”“研究廢舊電池的污染及處理方法”等。在項(xiàng)目實(shí)施過程中,學(xué)生需要運(yùn)用化學(xué)知識(shí),如物質(zhì)的性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法等,對(duì)所選問題進(jìn)行深入的研究和分析。在探究食品添加劑的種類和作用時(shí),學(xué)生需要了解常見食品添加劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì),如防腐劑、抗氧化劑、色素、調(diào)味劑等。他們可以通過查閱資料、調(diào)查市場(chǎng)上的食品、進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)等方式,收集相關(guān)信息,并運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)對(duì)這些信息進(jìn)行分析和整理。在這個(gè)過程中,學(xué)生不僅能夠深入了解食品添加劑的相關(guān)知識(shí),還能夠?qū)⒒瘜W(xué)知識(shí)與生活實(shí)
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