基于“問題解決”的高中化學教學設計與實踐

胡先錦

摘要： 順應當前高中教育改革的新方向，基于化學的學科特質(zhì)，著力培養(yǎng)化學思維和科學探究等學科核心素養(yǎng)，以“氯氣的性質(zhì)”為例進行基于“問題解決”的教學嘗試，探索指向核心素養(yǎng)的高中化學教學新樣態(tài)。

關鍵詞： 問題解決； 高中化學； 化學教學； 教學設計

文章編號： 1005-6629（2018）4-0031-05 中圖分類號： G633.8 文獻標識碼： B

化學學科核心素養(yǎng)是學生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是學生具有化學學科特質(zhì)的關鍵能力和必備品格。怎樣的教學樣態(tài)才能更加有效地培育學生發(fā)展核心素養(yǎng)？基于“問題解決”的課堂樣態(tài)是當前學界研究的教學新樣態(tài)，值得我們?nèi)嵺`探索。

1 關于“問題解決”教學

問題解決是伴隨終身的學習能力。就教學而言，這是一種貫穿教學始終的教學實踐與教學方法。所謂問題解決，是師生基于真實生活問題情境，通過科學探究和協(xié)作溝通，共享問題解決方案、共同理解任務、交流觀念和思想，實現(xiàn)由當前目標狀態(tài)到預期目標狀態(tài)轉變的探究活動。問題解決并不是一種具體的教學模式或?qū)W習模式，而是一種基于發(fā)展核心素養(yǎng)視角的，融教學認識觀、價值觀與方法論為一體的課堂教學樣態(tài)[1]。問題解決中的學習由真實情境中的弱結構化、開放性的問題而引發(fā)，有明確的學習目標，但沒有指定達成目標的明確路徑，問題的解決需要學習者在“問題空間”內(nèi)通過個體探究、協(xié)作共享、對話來認知和理解，實現(xiàn)問題的解決，并在問題解決過程中發(fā)展學生的專家思維能力與復雜交往能力。

問題解決教學的基本流程為： 凝練學科觀念，形成探究主題→創(chuàng)設真實情境，生成真實問題→開展科學探究，親歷學科實踐。首先，教師根據(jù)學科課程標準和教學研討，梳理學科基本觀念，建構包含概念結點和相互關系的概念圖譜，為學生提供有利于系統(tǒng)掌握概念之間邏輯關系與結構體系的有價值信息，并由此衍生探究主題。主題的選擇可以圍繞一個大觀念，也可以整合一個教學單元，抑或某個知識難點。但是，主題必須來源于學生所熟悉的或可以熟悉的生活事件或話題。

其次，在生成主題的過程中，就要關注“真實”情境的創(chuàng)設問題。因為主題往往比較上位或宏觀或抽象，如果不與學生生活經(jīng)驗緊密相關，學生依然會一頭霧水，探究就難以深入，問題也就難以生成。什么是真實問題？其“真實性”至少體現(xiàn)為兩個方面： 其一，問題源于學生的真實生活中的熟悉事件，問題的解決對于個人經(jīng)驗具有重要價值。其二，問題解決類似于真正的從業(yè)者在真實境脈中的活動，指向培養(yǎng)陌生情境下的學習思維。但需要注意的是，源于真實境脈中的問題不是被單純地組織到特定學科中去的，必須是為學生參與應用提供多種機會的活動，根本目的在于將基本概念應用于不同情境，學會知識遷移與運用，而不是毫無主線貫穿的分散活動[2]。

第三，問題解決是要引導學生像學科專家或者科學家那樣去思考與解決問題。教師就是要根據(jù)探究主題，創(chuàng)設真實情境，切實組織學生開展師生、生生、生本的多元互動的科學探究，充分調(diào)動與發(fā)揮學生的主體性和創(chuàng)造性，增強學生的主體力量，彰顯生命價值，讓學生經(jīng)歷真實的探究歷程。

2 基于“問題解決”的教學實踐——以“氯氣的性質(zhì)”為例

筆者以“問題解決”的課堂樣態(tài)開設了高一“氯氣的性質(zhì)”（蘇教版，必修1）[3]研討課（本節(jié)課特別設置為60分鐘），探索新形勢下指向培育學生核心素養(yǎng)的高中化學教學。

2.1 教學背景分析與教學流程設計

2.1.1 教學內(nèi)容

氯是一種比較典型的、重要的非金屬元素，是學生學習高中化學的第一種非金屬元素。對氯氣及其重要化合物進行全面而深入的學習和研究，有助于學生初步建立研究物質(zhì)性質(zhì)的基本思路和主要方法，對學生全面認識化學元素，培養(yǎng)良好的化學思維、培育學科核心素養(yǎng)具有重要的作用。

本節(jié)課的教學內(nèi)容主要有氯氣的物理性質(zhì)；氯氣與金屬（鐵、銅）反應；氯氣與非金屬（氫氣）反應；氯氣與水反應，包括氯水的成分、主要性質(zhì)及漂白原理；氯氣與堿的反應（漂白液或漂白粉的制?。Ｆ渲?，重點內(nèi)容是氯氣與水的反應、氯氣與堿的反應；難點內(nèi)容是氯水成分及性質(zhì)的分析和探究。

2.1.2 教學目標

（1） 創(chuàng)設真實問題情境，通過實驗探究研究氯氣的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，培育學生的實驗探究和證據(jù)推理素養(yǎng)，培育創(chuàng)新意識和實踐應用能力；

（2） 能運用氧化還原反應、離子反應的觀點解釋氯氣的某些化學性質(zhì)，能運用化學語言進行正確表述，培育學生的微觀探析、模型認知和變化觀念的素養(yǎng)；

（3） 通過了解氯氣的廣泛應用，體會化學與生產(chǎn)、生活、環(huán)境等之間的關系，培育學生的科學態(tài)度和社會責任感；

（4） 通過氯氣性質(zhì)和用途的學習，體會和初步了解研究物質(zhì)性質(zhì)的基本思路和主要方法，強化實驗探究對化學學習的重要意義。

2.1.3 教學流程設計

本節(jié)課的教學設計是基于元素觀、變化觀和實驗觀等化學基本觀念，在教材分析和課程標準解讀的基礎上，形成氯氣性質(zhì)（重點是氯氣與水的反應及氯水成分、性質(zhì)）的探究主題；以氯氣的生產(chǎn)、運輸、性質(zhì)、用途為主線，創(chuàng)設真實問題情境，以此導入真實的系列化探究問題，比如為什么要大量生產(chǎn)氯氣，為什么用鐵制儲罐、為什么要制成液氯運輸，氯氣的廣泛用途是基于哪些物理性質(zhì)或化學性質(zhì)，如何防止和處理氯氣可能產(chǎn)生的泄漏問題，等等。當然，探究問題的生成一方面來自學生對情境的理解分析和小組討論，另一方面來自教師的課前預設和指向性引導。隨后，以獨立或小組協(xié)作的方式開展科學探究，包括情境分析討論、問題假設猜想、設計方案、實驗操作分工、同伴傾聽對話、教師引導探究、網(wǎng)絡資源查詢、探究成果表達等等。讓化學課程標準或教科書所規(guī)定的必須要掌握的知識技能既成為課堂探究的資源，又生成課堂探究的對象，使得課堂在“情境→問題→探究→解決”中逐步推進或螺旋推進，不斷解決在課堂初始或課堂過程中所提出的問題，在問題的持續(xù)生成和解決中獲得氯氣的相關知識，獲得學科思維的培養(yǎng)和問題解決能力的提升。

2.2 教學過程

2.2.1 教學環(huán)節(jié)1： 創(chuàng)設真實情境，生成探究問題

續(xù) 表

設計意圖： 通過真實情境的創(chuàng)設，讓學生感受氯在社會生產(chǎn)生活中的廣泛應用和重要作用，彰顯化學科學的社會價值，以“意外事故”引發(fā)學生對科學的辯證思考和對化學的正確認知，樹立辯證的、正確的科學價值觀，培育人文情懷和社會責任意識。通過對真實情境的觀察、思考和討論，引發(fā)學生的學習興趣和學習熱情，對氯氣的性質(zhì)進行基于“現(xiàn)象”的推理或猜測，并敢于表達和質(zhì)疑，從而生成關于氯氣性質(zhì)的系列化探究問題，為課堂教學的持續(xù)推進打下埋伏。

2.2.2 教學環(huán)節(jié)2： 協(xié)作科學探究，親歷學科實踐

根據(jù)學生視頻觀察、自主思考、小組討論、交流質(zhì)疑所生成的探究問題，小組成員內(nèi)部分工后進行協(xié)作式的實驗探究，驗證自己或小組提出的推測或猜測。

續(xù) 表

設計意圖： 根據(jù)既定的探究主題，綜合采用實驗探究、自主研讀、小組討論、資料研究等方法推進課堂，引導學生在真實情境中善于和勇于提出問題，積極開展自主學習和協(xié)作探究，從而培養(yǎng)學生的問題解決能力和實踐創(chuàng)新能力；采用多種教學方式，也旨在引導學生進行多樣化、協(xié)作化的學習，明白科學探究不僅只有實驗操作；以解決問題的教學指向，強化學生的探究意識、社會責任感和科學精神。

2.2.3 教學環(huán)節(jié)3： 總結分享交流，達成學以致用

設計意圖： 通過對現(xiàn)場救援的討論，引領學生在環(huán)境保護、食品安全、化學品生產(chǎn)儲運等方面形成自我保護和緊急救助能力，主動參與化學相關的社會議題的討論，提高學生的決策意識和能力，增強團隊意識和協(xié)作互助能力，提高學生解決復雜情境中實際問題的能力。同時，在討論中鞏固氯氣性質(zhì)的相關內(nèi)容，并以思維導圖的形式將知識和思維結構化，為今后的其他元素及其化合物的學習做好方法論上的鋪墊。

3 教學反思

從課堂目標達成來看，本節(jié)課的教學容量的確較大，但是在真實情境下生成系列探究問題，通過獨立或小組協(xié)作的方式開展實驗方案設計、信息綜合處理和實際問題的討論決策，較好地達成了既定教學目標，也較好地探索了指向核心素養(yǎng)培育的課堂樣態(tài)。從教學情境創(chuàng)設來看，本節(jié)課的視頻化教學情境作為經(jīng)過筆者加工的、與教學目標切合的、包含了知識和問題的真實事件，基本達成了激發(fā)學生的學習興趣，幫助學生發(fā)現(xiàn)和提出問題，引發(fā)學生主動協(xié)作探索、共同解決問題、獲得學科知識、形成問題解決能力和培育核心素養(yǎng)的價值追求。從課堂生態(tài)來看，課堂中學生的主動參與意識較為強烈，小組內(nèi)的協(xié)作氛圍較好，很好地體現(xiàn)了“問題解決”的基本原則和教學法要素。當然，本節(jié)課的教學設計和課堂實際中還存在著問題，課堂時間安排還是不夠合理，有些前松后緊；對學生生成問題的結構化整合效果還不夠理想，使得問題的學科邏輯性和思維邏輯性還不夠好；在課堂中教師“講”的稍多，學生主動性可以更好地激發(fā)；問題的引領和設計還可以在思維結構和素養(yǎng)指向上更加優(yōu)化；學習小組的協(xié)作探究還需要更好的指導，等等。

參考文獻：

[1][2]張紫屏.論協(xié)作式問題解決[J].教育發(fā)展研究，2016，（2）： 28～34.

[3]王祖浩主編.普通高中化學課程標準實驗教科書·化學1[M].南京： 江蘇鳳凰教育出版社，2014.