徐盼盼等

一、原始化學(xué)問(wèn)題的涵義

原始問(wèn)題，是指自然界及社會(huì)生活、生產(chǎn)中客觀存在、能夠反映科學(xué)概念、規(guī)律本質(zhì)且未被加工的典型科學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)。原始問(wèn)題具有客觀性、復(fù)雜性、已知條件的隱蔽性、思考問(wèn)題的多向性以及解決問(wèn)題的最佳性等特點(diǎn)。原始問(wèn)題的解決過(guò)程可以分為三個(gè)連續(xù)的環(huán)節(jié)，首先是認(rèn)識(shí)問(wèn)題；然后是進(jìn)一步分析原始問(wèn)題，抽象為科學(xué)模型，又稱為“科學(xué)建模”過(guò)程；最后是在建模的基礎(chǔ)上，選擇適用的解決方法，運(yùn)用技能技巧通過(guò)科學(xué)的推演或者計(jì)算，又稱為“解題技巧”。解決原始問(wèn)題的圖解如下圖：

綜上，在對(duì)原始問(wèn)題分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，我們認(rèn)為原始化學(xué)問(wèn)題是指基于自然界及社會(huì)生產(chǎn)中客觀存在的能夠反映化學(xué)概念、規(guī)律本質(zhì)且未被加工的典型化學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)。在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中引入原始化學(xué)問(wèn)題是提高化學(xué)教學(xué)水平的有意義的實(shí)踐。根據(jù)原始化學(xué)問(wèn)題的情境來(lái)源我們把原始化學(xué)問(wèn)題分為以下三種：生活中的原始化學(xué)問(wèn)題、生產(chǎn)中的原始化學(xué)問(wèn)題和科學(xué)研究中的原始化學(xué)問(wèn)題。

國(guó)外對(duì)原始化學(xué)問(wèn)題的研究集中在理念和實(shí)踐研究?jī)蓚€(gè)層面。在國(guó)內(nèi)，原始問(wèn)題日益引起中學(xué)學(xué)科教學(xué)的關(guān)注。有學(xué)者把原始問(wèn)題引入到中學(xué)生物習(xí)題教學(xué)實(shí)踐中研究原始生物問(wèn)題的教學(xué)價(jià)值，原始生物問(wèn)題教學(xué)具有重要的作用。關(guān)于原始物理問(wèn)題的研究相對(duì)成熟一些。北京大學(xué)的趙凱華教授較早提出應(yīng)重視原始物理問(wèn)題的價(jià)值，他明確指出了原始問(wèn)題對(duì)于科學(xué)教育具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

相對(duì)于生物和物理學(xué)科，化學(xué)學(xué)科的原始問(wèn)題關(guān)注的較少。在現(xiàn)有的考試及資料中也出現(xiàn)了一些準(zhǔn)原始化學(xué)問(wèn)題——情景化學(xué)習(xí)題?？傊?，國(guó)內(nèi)原始化學(xué)問(wèn)題的相關(guān)研究日益引起廣大教育科學(xué)研究工作者和一線教師的關(guān)注，原始化學(xué)問(wèn)題及稍異于原始化學(xué)問(wèn)題的信息情境題在有關(guān)出版物中出現(xiàn)的頻率也越來(lái)越高。但是，有關(guān)原始化學(xué)問(wèn)題的系統(tǒng)研究還比較少，關(guān)于在習(xí)題教學(xué)中通過(guò)滲透一定量的原始化學(xué)問(wèn)題的實(shí)踐研究還未發(fā)現(xiàn)。

二、原始化學(xué)問(wèn)題的特點(diǎn)

1.真實(shí)性

原始化學(xué)問(wèn)題提供的是一種真實(shí)的生產(chǎn)或者生活情景，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界真實(shí)的反映或模擬，問(wèn)題的情境信息和知識(shí)信息都來(lái)源于客觀實(shí)在的事實(shí)，具有客觀真實(shí)性。這一特性是原始化學(xué)問(wèn)題的本質(zhì)特點(diǎn)，真實(shí)的問(wèn)題情境讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到知識(shí)來(lái)源于生活實(shí)際，在真實(shí)的問(wèn)題情境中解決問(wèn)題，從而學(xué)習(xí)知識(shí)，克服了對(duì)學(xué)習(xí)的抽象枯燥感。同時(shí)，在解決問(wèn)題的過(guò)程中，體驗(yàn)自我成長(zhǎng)的過(guò)程，切實(shí)感受化學(xué)學(xué)習(xí)對(duì)生產(chǎn)生活的意義。

原始化學(xué)問(wèn)題1：在汶川地震中水源一度中斷，救援工作者克服困難，從山上引出水供山下的居民使用，居民用水包括生活用水和醫(yī)療用水。請(qǐng)你從化學(xué)角度給出對(duì)所提供的生活用水和醫(yī)療用水進(jìn)行處理的方案。

評(píng)析2008年5月12日汶川地震牽動(dòng)全國(guó)人民的心，社會(huì)各界以自己的方式為災(zāi)區(qū)提供幫助。中學(xué)生作為公民也有這種愿望，但是介于年齡和能力限制，無(wú)法給災(zāi)區(qū)提供直接幫助，但是對(duì)災(zāi)區(qū)的救援很關(guān)注。本題以救援工作中的醫(yī)療用水角度提出問(wèn)題，考察的知識(shí)點(diǎn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能：過(guò)濾和蒸餾等等。

2.生態(tài)性

教育生態(tài)性強(qiáng)調(diào)在完整的自然情境中研究教育規(guī)律以及學(xué)生的心理活動(dòng)規(guī)律，強(qiáng)調(diào)提高教育活動(dòng)的可應(yīng)用性和普遍適用性，建立合理的教育生態(tài)環(huán)境，提高教育的效益，促進(jìn)人才迅速成長(zhǎng)和發(fā)展。原始化學(xué)問(wèn)題的呈現(xiàn)內(nèi)容保持著問(wèn)題的原始形態(tài)，即：信息的復(fù)雜性和豐富性。在這個(gè)復(fù)雜的和信息豐富的問(wèn)題情境中，存在大量的輔助信息，以文字、圖表和圖像等形式呈現(xiàn)，學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)需要從大量的信息中提取需要解決的問(wèn)題以及解決問(wèn)題需要的有效信息。而生產(chǎn)生活中的問(wèn)題都是生態(tài)性完整的問(wèn)題，所以原始化學(xué)問(wèn)題有助于學(xué)生解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。

原始化學(xué)問(wèn)題2隨著生活節(jié)奏的加快，袋裝食品進(jìn)入人們的日常生活中，比如：糕點(diǎn)、熟肉制品、干酪、干制蔬菜、糖果、干制的海產(chǎn)品小吃等。食品的包裝袋內(nèi)都有一個(gè)類似于干燥劑的小袋子：脫氧劑，其作用是吸收氧氣，使食物因缺氧而不會(huì)變質(zhì)發(fā)霉等，從而長(zhǎng)期保存食品。目前使用的大部分脫氧劑都是基于鐵粉氧化反應(yīng)，這種鐵系脫氧劑可做成袋狀，放入包裝內(nèi)，使氧的濃度降到0.01%。一般要求1 g鐵粉能和300 mL的氧反應(yīng)，使用時(shí)可根據(jù)包裝后殘存的氧氣量和包裝膜的透氧性選擇合適的用量。請(qǐng)你計(jì)算一袋熟肉制品需要多少克鐵粉做脫氧劑？

評(píng)析以食品中的脫氧劑的使用為問(wèn)題情境，以脫氧劑的用途為知識(shí)點(diǎn)的載體，考察氧化還原反應(yīng)和根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。但是問(wèn)題情境中，沒(méi)有給出食品袋的體積，因?yàn)椴煌氖称钒b要求不同，學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)需要首先假設(shè)一個(gè)體積V，然后分析根據(jù)化學(xué)原理需要多少脫氧劑（鐵粉）。整個(gè)問(wèn)題情境是完整的，先分析問(wèn)題，設(shè)定物理量，設(shè)計(jì)解決思路，最終解決問(wèn)題。

3.隱蔽性

原始化學(xué)問(wèn)題的客觀真實(shí)性和生態(tài)性，信息復(fù)雜性和豐富性，決定了原始化學(xué)問(wèn)題的信息具有隱蔽性，解決問(wèn)題需要對(duì)知識(shí)進(jìn)行遷移。原始化學(xué)問(wèn)題不提供明確的已知條件，解決原始化學(xué)問(wèn)題需要什么知識(shí)，應(yīng)用什么方法，需要學(xué)生自己去提煉問(wèn)題，然后構(gòu)建問(wèn)題模型，最后把知識(shí)遷移應(yīng)用。這就要求學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)要全面，對(duì)知識(shí)的內(nèi)涵把握深刻，不能停留在簡(jiǎn)單的背概念和記化學(xué)方程式上面，所以原始化學(xué)問(wèn)題有助于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

原始化學(xué)問(wèn)題3：聞名世界的美國(guó)自由女神銅像，表面被一層銅綠覆蓋著，所以現(xiàn)在看來(lái)整體是綠色的，完好無(wú)損。但是仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)鋼鐵鉚釘與銅連接處被腐蝕了，查閱資料確定為什么鋼鐵鉚釘與銅連接處比雕像的其他區(qū)域更容易發(fā)生腐蝕。

評(píng)析本題考察的知識(shí)點(diǎn)是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，但是沒(méi)有出現(xiàn)化學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)，文字描述的是生活情境，化學(xué)問(wèn)題隱含在情境中，學(xué)生首先挖掘隱含信息，然后把問(wèn)題遷移，運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。

4.開(kāi)放性

原始化學(xué)問(wèn)題的開(kāi)放性是指問(wèn)題情境是開(kāi)放性的，決定了解決問(wèn)題的方法也是開(kāi)放性的，答案也不是唯一的，不同水平的學(xué)生依據(jù)自身的認(rèn)知水平由淺入深地做出不同的回答，需要通過(guò)個(gè)人或小組的化學(xué)活動(dòng)來(lái)解決它，具有趣味性，能引起學(xué)生的思考并對(duì)學(xué)生的智力提出挑戰(zhàn)。

原始化學(xué)問(wèn)題4印刷電路板，又稱印制電路板，英文縮寫(xiě)PCB（Printed circuit board），電路板是重要的電子部件，是電子元器件線路連接的提供者。傳統(tǒng)的電路板采用蝕刻法，用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，請(qǐng)寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)原理，并論述這種傳統(tǒng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，判斷現(xiàn)代印刷電路板是否可以采用此方法？

評(píng)析由于學(xué)生對(duì)印刷電路板的認(rèn)識(shí)因人而異，有的學(xué)生對(duì)電子電路感興趣，在日常生活和學(xué)習(xí)中關(guān)注這方面的信息，對(duì)現(xiàn)代和傳統(tǒng)方法的優(yōu)劣有所了解，對(duì)這個(gè)問(wèn)題就會(huì)回答的很全面；而對(duì)這方面不熟悉的學(xué)生，就需要查閱資料，得出的結(jié)論有局限性。

三、原始化學(xué)問(wèn)題在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的價(jià)值

1.提高對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)教育的一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)（AAAS）將科學(xué)本質(zhì)從三個(gè)維度進(jìn)行界定，分別是科學(xué)世界觀、科學(xué)探究和科學(xué)事業(yè)。在原始化學(xué)問(wèn)題教學(xué)中， 學(xué)生可在真實(shí)的問(wèn)題情境中重新發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假設(shè)、解決問(wèn)題等?？梢员苊忪o態(tài)空洞的學(xué)習(xí)， 從而更好認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)。

2.培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力

隨著素質(zhì)教育的推進(jìn)，社會(huì)需要具有創(chuàng)新素質(zhì)和實(shí)踐能力的人才，學(xué)生問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)引起廣泛關(guān)注。美國(guó)、加拿大、日本、法國(guó)、英國(guó)等國(guó)家都把培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力寫(xiě)進(jìn)課程標(biāo)準(zhǔn)中，在教材中設(shè)置問(wèn)題解決原則和問(wèn)題解決主題等相關(guān)內(nèi)容。問(wèn)題解決是認(rèn)知學(xué)習(xí)的最高形式，問(wèn)題解決需要智慧性和創(chuàng)造性。結(jié)合科學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)和中學(xué)生的實(shí)際，解決問(wèn)題的過(guò)程分為5個(gè)階段：明確問(wèn)題、探求解法、實(shí)施計(jì)劃、檢驗(yàn)結(jié)論、討論反思。原始化學(xué)問(wèn)題的真實(shí)性和生態(tài)性特點(diǎn)，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的過(guò)程就是解決問(wèn)題的過(guò)程，從而有助于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3.培養(yǎng)創(chuàng)新能力

在經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程中化學(xué)教育也受到社會(huì)進(jìn)步、科學(xué)發(fā)展、技術(shù)騰飛及教育理念更新的影響， 時(shí)代對(duì)人才類型的要求發(fā)生了變化，社會(huì)需要技術(shù)應(yīng)用型、綜合創(chuàng)新型人才。創(chuàng)新能力比如：自學(xué)能力、動(dòng)手能力、歸納能力和思維能力等；專業(yè)業(yè)務(wù)能力比如：技術(shù)開(kāi)發(fā)能力和系統(tǒng)分析和綜合能力。原始化學(xué)問(wèn)題中融入了多種與化學(xué)知識(shí)相關(guān)的生產(chǎn)生活問(wèn)題，讓學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)和技能解決實(shí)際生產(chǎn)和生活中的問(wèn)題，實(shí)際問(wèn)題中的多學(xué)科交叉，為學(xué)生提供了進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐的機(jī)會(huì)，有利于創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

4.有利于STS教育

當(dāng)今，化學(xué)日益滲透到生活的各個(gè)方面，特別是與人類社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)的重大問(wèn)題?；瘜W(xué)與人類的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、國(guó)防、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥衛(wèi)生、資源利用、等方面都有密切的聯(lián)系，它是一門社會(huì)迫切需要的實(shí)用學(xué)科。原始化學(xué)問(wèn)題以生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的事實(shí)為教學(xué)背景，讓學(xué)生切身體會(huì)到化學(xué)是一門實(shí)用學(xué)科，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維，正確理解知識(shí)與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，樹(shù)立正確的STS觀念，社會(huì)的發(fā)展需要化學(xué)，正確認(rèn)識(shí)化學(xué)的作用，工業(yè)生產(chǎn)需要化學(xué)技術(shù)，環(huán)境污染的治理更需要化學(xué)技術(shù)和方法。

四、結(jié)論

原始化學(xué)問(wèn)題作為一種教學(xué)資源，以其客觀真實(shí)性、生態(tài)性、隱蔽性和開(kāi)放性已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視，越來(lái)越多的人意識(shí)到應(yīng)將原始化學(xué)問(wèn)題引入到學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中。由于化學(xué)學(xué)科以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，同時(shí)具有嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性、抽象性以及廣泛的應(yīng)用性等特點(diǎn)，學(xué)生的周圍存在著大量的原始化學(xué)問(wèn)題，為原始化學(xué)問(wèn)題的教學(xué)價(jià)值的發(fā)揮提供了可能和廣闊的空間。因此，積極探索原始化學(xué)問(wèn)題在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的教學(xué)價(jià)值，積極促進(jìn)原始化學(xué)問(wèn)題在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中有關(guān)可行性和有關(guān)普及性的問(wèn)題，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、問(wèn)題解決能力和創(chuàng)造性能力，有著十分重要的意義。

（收稿日期：2014-10-20）