基于问题解决的知识建构——初中化学教科书中“燃烧条件”内容的比较分析

建构主义是20世纪90年代以来，在国际教育界和心理学界凸现的一种理论思潮，它对世界范围内的课程与教学改革产生了重要影响。建构主义学习理论的核心思路就是倡导基于问题解决的学习，以问题为中心组织和引导学生学习。在新一轮基础教育课程改革中，应如何贯彻和体现建构主义思想呢？本文通过对人民教育出版社、上海教育出版社、山东教育出版社分别出版的三套义务教育化学课程标准实验教科书（以下简称人教版、上教版、鲁教版）中(燃烧条件)的内容进行比较，说明基于问题解决的知识建构在化学教科书编制中的应用，希望对今后教材的编制与使用提供一些启示。
　　
　　一、基于问题解决的知识建构的意义
　　
　　建构的意义是学生通过新旧知识经验之间的相互作用来形成和扩建自己的知识结构。建构主义作为一种新的学习理论，在知识观、学生观和学习观上提出了一系列新的解释。充分强调了学习的主动建构性、社会性以及情境性。以建构主义的基本观点为基础，基于它们对传统教学的弊端的剖析。建构主义者从不同的角度提出了许多改革教学的思路和设想，而在这些设想中有一条被广泛采用的基本思路，这就是通过高水平的思维来学习，基于问题解决来建构知识。即就学习内容设计问题"或由学生提出问题，让学习者通过解决问题来获得相应的问题图式以及相关的观念性。理解，一般而言，高水平问题比低水平问题更能激发学习者的求知欲望，更能使学习者投入到更高水平的认知加工活动中"更能促进新旧知识的联系与整合。学习者从自身已有知识经验出发，分析当前问题的基本结构"洞察问题中所隐含的基本关系，进行辨别、分析、综合和推论，与其他同学讨论交流，最终解决问题。问题解决活动会使学习者更主动、更广泛、更深入地激活自己的原有经验，理解分析当前的问题情境，对知识产生更深刻的理解，其结果可能是对原有知识经验的丰富、充实，也可能是对原有知识经验的调整、重构。问题解决学习的提出，为教学改革提供了新的思路与启示，已成为当前教育研究的热点。因此，如何在教科书中设计，运用问题解决学习也就成为评判一本教科书质量高低的一个重要依据，对近年来中学化学教科书内容的设计产生了深远的影响。
　　
　　二、三种教科书中“燃烧条件”内容的设计
　　
　　三种教科书虽然在体系编排、内容选择、呈现顺序等方面各不相同，但都符合课程标准的要求。每本教科书都有自己的特色，下面以“燃烧条件”内容的编写设计为例进行分析说明。
　　
　　1、人教版化学教科书
　　
　　人教版化学教科书通过三幅图画，说明人们的生活和社会的发展与燃烧的密切联系。虽然图画鲜明生动，但这样的引入在启迪学生思维方面比另两种教科书要稍差一些，而且在学生没有充分思考的情况下直接过渡到“燃烧的条件”显得衔接不够。对于这部分内容，人教版教科书相应地安排了“活动与探究”栏目并设计了在不同条件下、温度不同、有氧无氧，观察红磷、白磷是否燃烧的实验，让学生通过讨论得出燃烧的条件。这个实验的知识含量比较高，体现了通过实验引导学生学会科学探究的独特价值，使学生在探究活动中逐步得出燃烧的条件，体验探究过程，并逐步形成科学探究能力。但教科书对学生的已有经验重视不够，毕竟学生在日常生活和前面的学习当中都积累了一定的与燃烧有关的知识，在学习这部分内容时，学生必然会有意无意地与自己已有知识经验相联系，对于这一知识点，在教学中应关注学生的已有知识经验。
　　
　　2、上教版化学教科书
　　
　　上教版化学教科书首先以“你已经知道什么”栏目展开"引导学生积极回顾已有知识经验，从而推出燃烧的定义，继而以“活动与探究”栏目引导学生得出燃烧的条件，其中设计了这样几个探究性实验：分别点燃蘸有酒精、水的小棉花球，分别点燃两只蜡烛，将其中一只蜡烛用透明的玻璃杯罩住，对比现象；分别点燃小木条和煤块，比较点燃的难易，让学生通过解释不同现象的产生原因，从而总结出燃烧应具备的条件。对于燃烧，学生们可以说是最熟悉不过的了，而对从学生所亲历的事件中产生的一些实际问题进行探究，是开展探究式学习的有效切入点。上教版教科书从学生的已有知识经验出发，建立了新旧知识的联系及新知识的生长点，所安排的实验也都是与学生的日常生活经验密切相关的。这样设计，体现了教科书充分考虑学生的已有经验、兴趣和需要，注重从学生的生活经验出发来建构学习情境，激发探究兴趣的特点"使学生感到化学就在身边、有趣易学，但选取的这几个实验内容相对来说认知难度偏低，知识价值含量不高，没有起到充分启迪学生思维的作用，也难以有效地培养学生的创新精神。
　　
　　3、鲁教版化学教科书
　　
　　鲁教版教科书对于这部分内容的编排，既联系了学生的已有经验，又给学生提供了探究学习的开放空间，更重要的是充分运用了问题解决的方法来建构新知识，具有很高的知识价值。在编排体系上，鲁教版教科书与上教版、人教版教科书截然不同。首先，它以生动真实的文字描述了韩国大邱市地铁列车着火时的慌乱场面，使学生们不由自主地置身于当时的危险情境之中，学生已有的知识经验被迅速激活，大大激发了学生学习和探究的兴趣，从而以强烈的愤悱状态进入下面的学习。教科书接着笔锋一转，联系学生已有知识经验提出问题，回想一下，在不同的情形下都用过哪些灭火方法？为什么这些方法能够灭火？这些问题不是只要求学生回答一些事实性信息的低水平问题，而是需要更精细思维的高水平问题，这样的高水平问题可以充分活化学生的已有知识经验，使学生的思维迅速从基态跃迁到激发态。
　　
　　在针对问题解决方面，考虑到高水平问题的思考与解答对部分学生具有一定难度，教科书又举了，往着火的木柴上覆盖沙子的例子，并说明了灭火原因。这样既给学生的思维指明了方向，又没有禁锢他们的思维，并且给学生留下了开放性的独立思考空间，有利于学生自主思考与推理，培养了学生的创新精神，提高了学生的思维能力。在已有知识经验的基础上，学生们在交流讨论完各自的想法之后，会自然地把所有的灭火方法按照灭火原因，即教科书中所列出的三种主要目的#进行分类。这样，灭火的原因在学生头脑中就条理化了，然后通过分析灭火的原理，来达到推出物质燃烧条件的目的，使知识得到了进一步的升华。通过问题解决为新旧知识经验的同化和顺应提供了理想的平台，完成了知识的建构，这也是科学探究学习活动的重要特征。
　　
　　总之，鲁教版教科书对教科书内容的编排体现了基于问题解决来建构知识的思路。它打破常规，从一个崭新的角度编排教科书，使学习活动真正切入到学生的经验世界当中，为学生提供了既能反映所要学习的知识又能与学生现有知识经验相关联的高水平问题，把学习设置到有意义的问题情境中，通过让学生合作交流来解决问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，形成解决问题的技能及自主学习能力。知识的获得是在教科书的适度引导下，在基于对学生已有知识和认知水平的正确把握基础上的一个新旧知识经验充分相互作用，学生独立思考，自主探究，通过问题解决来建构知识的过程。