真實問題情境在發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)中的價值初探

□馮洪明

（諸暨市草塔中學(xué)，浙江諸暨 311812）

課堂走筆

真實問題情境在發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)中的價值初探

□馮洪明

（諸暨市草塔中學(xué)，浙江諸暨 311812）

“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)重要內(nèi)容之一?；瘜W(xué)教學(xué)中倡導(dǎo)真實問題情境是化學(xué)教學(xué)的本原回歸，也是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的現(xiàn)實要求。教學(xué)中利用真實問題情境的客觀真實性、開放性、隱蔽性，可以促進化學(xué)學(xué)習(xí)方式和教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。

真實問題情境；核心素養(yǎng)；化學(xué)教學(xué)

新課改的核心要求是發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，通過基于核心素養(yǎng)的教學(xué)，幫助學(xué)生形成必備品格和關(guān)鍵能力，讓學(xué)生能適應(yīng)社會發(fā)展，會生活。生活中處處是化學(xué)，化學(xué)即生活。因此，在化學(xué)教學(xué)中引入一些與化學(xué)有密切關(guān)聯(lián)的真實問題情境是可能的，也是十分必要的，這是化學(xué)教學(xué)本原的回歸?；瘜W(xué)教學(xué)中合理利用生活中的真實問題情境可促進教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，充分發(fā)揮化學(xué)學(xué)科獨特的育人功能。

一、真實問題情境在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)中的教學(xué)價值

（一）真實問題情境可促進學(xué)習(xí)方式和教學(xué)方式的變革

按皮亞杰認知發(fā)展雙重建構(gòu)理論，認知發(fā)展可分為內(nèi)化建構(gòu)和外化建構(gòu)。內(nèi)化建構(gòu)是把知識結(jié)構(gòu)從外部層次、外部平面投射到主體的內(nèi)部層次、內(nèi)部平面上去。而外部建構(gòu)則是把主體內(nèi)部的圖式投射到外部層次、外部平面上去[1]。顯見，學(xué)生知識的掌握和能力的發(fā)展應(yīng)該是內(nèi)化建構(gòu)和外化建構(gòu)同時得以發(fā)展的過程。

分析現(xiàn)行的化學(xué)教學(xué)過程不難發(fā)現(xiàn)基本上是一種模式。課前教師總是竭力地收集各種信息與經(jīng)典習(xí)題，用心地備著課，生怕有知識點被遺漏。課堂上，教師有條不紊地組織著教學(xué)中的各個環(huán)節(jié)，教室似乎成了教師個人進行才藝展示的舞臺。教師面面俱到地解釋著知識條目，力求“講深講透”，生怕學(xué)生聽后還留有疑難。課后，又精心地布置各式各樣的習(xí)題，滿懷信心地希望學(xué)生馬上能掌握所學(xué)知識，并學(xué)會了運用知識解決問題。這樣的教學(xué)過程，教師向?qū)W生傳授的是經(jīng)過教師抽象與概括的系統(tǒng)間接經(jīng)驗，從認知本質(zhì)分析是一個認知內(nèi)化建構(gòu)的過程?？梢娔壳暗幕瘜W(xué)教學(xué)過分地重視認知發(fā)展的內(nèi)化建構(gòu)，學(xué)生無論是聽課還是練習(xí)幾乎都圍繞著內(nèi)化建構(gòu)展開的，而外化建構(gòu)卻是處于被忽略的境地。然而，外化建構(gòu)卻是學(xué)生運用課堂上所學(xué)知識對真實問題情境進行因果解釋的過程，只有在知識外化的過程中學(xué)生的思維能力、科學(xué)方法能力才能得以充分培養(yǎng)，關(guān)鍵能力才能得到發(fā)展，這也正是新課改發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)所倡導(dǎo)和追求的。

“真實問題情境”來源于生活，真實問題情境的合理解決為認知發(fā)展的外化建構(gòu)搭建了一個理想的“平臺”。

由于真實問題情境中“問題情境”產(chǎn)生的條件是隱藏于真實現(xiàn)象之中的，甚至都沒有一般化學(xué)習(xí)題中常常給定的反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件等信息。因此，在真實問題情境解決時首先需對“真實問題情境”反映的“問題情境”作必要的認識與概括以形成問題表征，然后通過分析、抽象等方法將“問題情境”抽象為化學(xué)習(xí)題。這個過程的難度較大，也是決定著能否真正實現(xiàn)認知發(fā)展外化建構(gòu)的關(guān)鍵步驟，需要學(xué)生綜合運用所學(xué)的知識來完成。所以通常情況下可以在教師的指導(dǎo)下來完成。最后便是問題解決了，在這一過程中常常是通過假設(shè)、類比等科學(xué)方法來實現(xiàn)的。圖1是以“食品包裝中脫氧劑的主要成分”為例的真實問題情境解決的一般過程流程圖[2]。

圖1

顯然，在教學(xué)中引入這類真實的問題情境，學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣得以充分激發(fā)，可充分體現(xiàn)教學(xué)中學(xué)生的主體地位，切實有效地轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式與教師的教學(xué)方式。教學(xué)中，課堂不再是教師一個人的舞臺，知識傳授不該是簡單的“給予”。同時學(xué)生必須認識到知識習(xí)得不應(yīng)該是被動地“接受”，學(xué)習(xí)不可能靠“等”“要”，切實轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，在探索中真實地體會“學(xué)以致用”，主動獲得知識。

（二）真實問題情境有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

在化學(xué)教學(xué)中引入習(xí)題的初衷是為方便學(xué)生鞏固已學(xué)的知識，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識解決實際問題的能力。然而現(xiàn)階段，習(xí)題在教學(xué)中比重過大，習(xí)題的作用被過高地估計，這嚴重妨礙學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。

一般的化學(xué)習(xí)題粗看也是在反映生產(chǎn)、生活中與化學(xué)學(xué)科有關(guān)的問題情境，但是在化學(xué)習(xí)題編撰過程中這些問題情境已被人為作了抽象與概括，有的化學(xué)習(xí)題甚至是憑空編造出來，存在科學(xué)性錯誤，這些經(jīng)加工后以習(xí)題形式呈現(xiàn)給學(xué)生的化學(xué)問題情境已明顯模型化和理想化，失去了問題情境的原汁原味。因此，如果教學(xué)只是希望學(xué)生通過“刷題”來幫助知識的理解與掌握的話，那么漸漸地學(xué)生的思維方式會明顯趨于程式化，最終學(xué)生幾乎養(yǎng)成了條件反射式的所謂解題模式與方法，化學(xué)學(xué)習(xí)將會被簡單地理解為“演算”，久而久之學(xué)生只會“模仿”，解決實際問題的創(chuàng)新思維和能力未能得到發(fā)展，教學(xué)中學(xué)生能力的培養(yǎng)成了一句空話，這顯然與化學(xué)教學(xué)中發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的要求相去甚遠。相反，如果能在教學(xué)中適時地引入一些真實問題情境，學(xué)生在這些真實問題情境的解決中沒有既成的模式可以“套用”，必須通過獨立思考，嘗試使用多種不同的問題解決方案，并比較它們的優(yōu)劣，最后選擇最為合理的路途進行問題解決。顯然，這樣借助真實的問題情境原生態(tài)的特點，利用真實問題情境解決來實現(xiàn)知識的理解與鞏固，學(xué)生創(chuàng)造性思維一定能得到充分的培養(yǎng)。

新削的蘋果表面極易變色，這是生活中一個極為尋常的真實問題情境，學(xué)生易作出“蘋果顏色變化”肯定與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的判斷，因此，也一定十分愿意去弄清其中變色的原因?？墒窃趥鹘y(tǒng)的教學(xué)中真的是鮮有機會把這個真實問題情境置于課堂上進行分析與討論。一是學(xué)生無從下手，不知道該用什么化學(xué)知識或原理來解釋這個“顏色變化”。二是教師認為“蘋果顏色變化”不就是因為氧化還原反應(yīng)嗎，一句話的事，沒必要放在課堂上再花大量的時間讓學(xué)生來討論解決。

在前不久的一次市級化學(xué)復(fù)習(xí)研討課上，筆者試著將這個被許多化學(xué)教師認為可以用一句話來解釋的“變色現(xiàn)象”作為高三復(fù)習(xí)氧化還原反應(yīng)的情境材料帶進了課堂，教學(xué)效果出乎意料。

一上課，為便于觀察與實驗，筆者選擇用榨汁機將一個蘋果與一個去皮的橙一起榨成了汁，并將果汁一半裝入礦泉水瓶密封，另一半置于錐形瓶中。

化學(xué)老師上課榨果汁！學(xué)生意外，弄不清楚老師究竟要做什么？學(xué)生們疑慮重重。

此時筆者便把“變色現(xiàn)象”的事實拋給了學(xué)生，并要求學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識作出自己認為最合理的解釋。

經(jīng)過一段時間的思考與同學(xué)間交流討論，老師開始詢問學(xué)生的討論結(jié)果，比較多的同學(xué)認為是蘋果汁和橙汁間發(fā)生了某種反應(yīng)引起了顏色的變化。當然也有同學(xué)否定了這個理由，因為生活中同時喝蘋果汁和橙汁時并沒有引起身體的不適(說明兩者沒有發(fā)生反應(yīng))。正當山窮水盡的時候，有一個聲音冒了出來：裝在礦泉水瓶中的果汁沒有變色！

這真可謂是一石濺起千層浪。為什么礦泉水瓶中的果汁沒有發(fā)生變色呢？

這時有部分思維敏捷的學(xué)生得出了這樣的結(jié)論：果汁露置于空氣中發(fā)生顏色變化，是因為被空氣中的氧氣氧化而引起顏色變化的。至此“變色現(xiàn)象”得到了合理解釋。

通過上述一番思辨學(xué)生們?nèi)杂X得意猶未盡，為什么喝商品化的蘋果汁和橙汁時未發(fā)現(xiàn)果汁顏色有變化？

可能是商家在果汁中添加了某些物質(zhì)。那加入的物質(zhì)又該具有什么性質(zhì)呢？是還原性。

筆者在PPT中出示了某品牌蘋果汁的成分說明書證實了學(xué)生的猜測。

追問：在化學(xué)反應(yīng)中又有哪些常見的物質(zhì)可以作為還原劑呢？這些物質(zhì)間的還原性大小順序又該怎么證明呢？

隨著問題的一個個提出又一個個被解決，學(xué)生十分順利地完成了氧化還原反應(yīng)知識的復(fù)習(xí)，復(fù)習(xí)課的教學(xué)目標順利達成。

一節(jié)四十五分鐘的課，學(xué)生的注意力能始終集中在課堂中，顯然這樣的課堂教學(xué)是有效的。學(xué)生提出了很多圍繞“氧化還原反應(yīng)”的問題，并順利地在老師引導(dǎo)下完成解答，顯然這樣的課堂是高效的。

真實問題情境的解決需要學(xué)生從多個角度去探尋問題情境背后隱藏的知識，要求極高，學(xué)生的思維能力得到了充分的培養(yǎng)。有些“問題情境”的解決不可能僅憑學(xué)生一己之力來實現(xiàn)，需要在教師的引導(dǎo)下，通過同伴間合作共同完成，這又培養(yǎng)了學(xué)生的團隊協(xié)作能力。

二、教學(xué)啟示

“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一?；瘜W(xué)教學(xué)中要發(fā)展學(xué)生這一學(xué)科核心素養(yǎng)，就要求在教學(xué)中必須注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生從問題假設(shè)出發(fā)，確定探究目的，設(shè)計探究方案，并進行實驗探究。

事實上，真實問題情境以其客觀真實性、開放性、條件隱蔽性等特點已經(jīng)越來越引起人們的重視，越來越多的教師意識到應(yīng)將它引入學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中。利用真實問題情境既可以豐富教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，也可以促使教師將教學(xué)內(nèi)容重新作結(jié)構(gòu)化設(shè)計，促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式和教師教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變。通過真實問題情境解決，幫助學(xué)生學(xué)到化學(xué)知識，了解、熟悉和找出解決問題的最佳途徑，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

［1］雷永生.皮亞杰發(fā)生認識論述評［M］.北京：人民出版社，1987：117.

［2］徐盼盼，王文英，周青.原始化學(xué)問題在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的價值初探［J］.中學(xué)化學(xué)，2015（2）：6-8.