基于“問(wèn)題鏈”在元素及其化合物教學(xué)中的實(shí)踐

戴明

摘 要：《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中將科學(xué)探究與創(chuàng)新中的問(wèn)題意識(shí)，作為五大核心素養(yǎng)之一。本文圍繞“起”、“承”、“轉(zhuǎn)”、“合”四個(gè)要素，搭建元素及其化合物教學(xué)中的“問(wèn)題鏈”，“問(wèn)題鏈”中四要素循環(huán)作用、互為補(bǔ)充，一方面提升了元素及其化合物教學(xué)效果；另一方面促進(jìn)了學(xué)生在不斷建構(gòu)中提升化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}鏈；四要素；元素及其化合物；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2018）13-023-2

一、“問(wèn)題鏈”在化學(xué)教學(xué)中的價(jià)值

學(xué)習(xí)總是從問(wèn)題開始，問(wèn)題總是與學(xué)習(xí)伴行，所有問(wèn)題解決必定以對(duì)問(wèn)題存在的認(rèn)識(shí)為開始[1]?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）中指出“能發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題；能從問(wèn)題和假設(shè)出發(fā)，依據(jù)探究目的，設(shè)計(jì)探究方案，運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究”?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)一步指出“真實(shí)、具體的問(wèn)題情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺(tái)，為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供了真實(shí)的表現(xiàn)機(jī)會(huì)。因此教師在教學(xué)中應(yīng)重視創(chuàng)設(shè)真實(shí)且富有價(jià)值的問(wèn)題情境，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展”。教學(xué)活動(dòng)中，教師往往會(huì)將復(fù)雜的“母問(wèn)題”拆解成若干“子問(wèn)題”，通過(guò)一系列“子問(wèn)題”的解決，最終完成問(wèn)題的求解。筆者認(rèn)為，無(wú)論是“母問(wèn)題”還是“子問(wèn)題”，都不是簡(jiǎn)單的師生之間的問(wèn)與答，而是一個(gè)個(gè)有中心的、有目的的、有邏輯聯(lián)系的師生雙邊活動(dòng)載體，它像一條鎖鏈，把課堂問(wèn)題和教學(xué)目標(biāo)緊緊地連在一起。

“所謂‘問(wèn)題鏈，是教師為了實(shí)現(xiàn)一定的教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生的已有知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中將要產(chǎn)生或可能產(chǎn)生的困惑，將教材知識(shí)轉(zhuǎn)換成為層次鮮明、具有系統(tǒng)性的一連串的學(xué)習(xí)問(wèn)題，是一組有中心、有序列、相對(duì)獨(dú)立而又相互關(guān)聯(lián)的問(wèn)題”[2]。“問(wèn)題鏈”是一個(gè)有機(jī)的教學(xué)整體，以鏈狀結(jié)構(gòu)環(huán)環(huán)相扣，體現(xiàn)問(wèn)題間的能級(jí)增益和學(xué)科思維的推進(jìn)深化[3]?！皢?wèn)題鏈”教學(xué)可以顯著提高課堂教學(xué)效率，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)化學(xué)知識(shí)、化學(xué)方法和化學(xué)觀念的結(jié)構(gòu)化，因此受到師生的普遍歡迎。

二、高中元素及其化合物的教學(xué)現(xiàn)狀

一直以來(lái)，元素及其化合物是高中化學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)，如何提升元素及其化合物課堂教學(xué)效果，是化學(xué)教育工作者們思考的問(wèn)題。目前教學(xué)中主要存在三個(gè)方面的問(wèn)題，一是，元素及其化合物部分約占高中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的60%左右，知識(shí)點(diǎn)分散繁雜，學(xué)生難以將知識(shí)串成線、擴(kuò)成面，最終實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化，學(xué)生受制于拓展能力和遷移能力不夠，難以形成研究物質(zhì)的一般思路與方法。二是，教師教學(xué)主要遵循“物質(zhì)→組成→結(jié)構(gòu)→性質(zhì)（物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)）→存在→制法→用途→保存→檢驗(yàn)”的主線展開，結(jié)構(gòu)條理清晰，環(huán)節(jié)銜接緊湊，教師容易把控，但課堂中教師預(yù)設(shè)多、學(xué)生生成少；教師講授多、學(xué)生實(shí)驗(yàn)少。三是學(xué)生學(xué)習(xí)元素及其化合物知識(shí)的課時(shí)不足，以江蘇省為例，現(xiàn)行的高考模式是“3+學(xué)業(yè)水平測(cè)試+綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)”，化學(xué)作為學(xué)業(yè)水平測(cè)試的科目，化學(xué)成績(jī)不計(jì)入高考總分，所以化學(xué)周課時(shí)數(shù)普遍較少。因此，如何在有限課時(shí)內(nèi)，提升元素及其化合物的教學(xué)效果，已經(jīng)成為每位化學(xué)教育工作者直面的課題。

三、基于四要素的“問(wèn)題鏈”是提升元素及其化合物教學(xué)效果的有效途徑

筆者通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐認(rèn)為，基于四要素的“問(wèn)題鏈”很好的回應(yīng)了元素及其化合物教學(xué)的期待與要求?！皢?wèn)題鏈”的設(shè)計(jì)中，需要發(fā)揮“起”、“承”、“轉(zhuǎn)”、“合”四個(gè)要素各自的功能（見上圖1），四個(gè)要素間互為補(bǔ)充、循環(huán)作用，形成一個(gè)螺旋上升的結(jié)構(gòu)?！捌稹钡穆潼c(diǎn)是引入型問(wèn)題和差異型問(wèn)題，注重物質(zhì)的展示與性質(zhì)的回顧?！俺小钡穆潼c(diǎn)是驗(yàn)證型問(wèn)題和探究型問(wèn)題，以課堂實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案和合作建構(gòu)，達(dá)到鍛煉思維、促進(jìn)學(xué)生不斷構(gòu)建自身知識(shí)結(jié)構(gòu)的目的?！稗D(zhuǎn)”的落點(diǎn)是遞進(jìn)型問(wèn)題和遷移型問(wèn)題，是建立在認(rèn)識(shí)物質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步凸顯化學(xué)的普遍性、獨(dú)特性和深刻性，發(fā)展應(yīng)用原理與方法的能力?！昂稀钡穆潼c(diǎn)是診斷型問(wèn)題和總結(jié)型問(wèn)題，注重通過(guò)評(píng)價(jià)與反思，形成結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化的知識(shí)與能力結(jié)構(gòu)。

從“問(wèn)題鏈”上問(wèn)題的構(gòu)成來(lái)看，“起”、“承”、“轉(zhuǎn)”、“合”四個(gè)要素的基礎(chǔ)是師生的問(wèn)題，問(wèn)題既包含教師的課前預(yù)設(shè)，又包含來(lái)自于課堂中師生合作、生生合作等活動(dòng)中產(chǎn)生的個(gè)體性和普遍性問(wèn)題。從要素的相互關(guān)系來(lái)看，要素間相互交融，“合”不是問(wèn)題解決的終點(diǎn)，“合”更是發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題的起點(diǎn)，通過(guò)問(wèn)題鏈條的咬合，最終實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及再發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題的目的。

以下筆者將以本人執(zhí)教的一節(jié)課為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明基于四要素的“問(wèn)題鏈”課堂教學(xué)過(guò)程。教學(xué)內(nèi)容來(lái)自于蘇教版《化學(xué)1》專題四第一單元《含硫化合物的性質(zhì)與應(yīng)用》，課題為《二氧化硫的性質(zhì)》。

四、例談基于四要素的“問(wèn)題鏈”的教學(xué)實(shí)踐

教師組織學(xué)生學(xué)習(xí)閱讀材料。學(xué)生交流，并歸納二氧化硫的物理性質(zhì)。

教師展示放在充滿二氧化硫氣體集氣瓶中褪色的花瓣。引導(dǎo)學(xué)生思考褪色原因，并設(shè)計(jì)與褪色有關(guān)的三個(gè)實(shí)驗(yàn)?！緦W(xué)生實(shí)驗(yàn)1】 依次完成三個(gè)實(shí)驗(yàn)：各取8mL加了少許酚酞的氫氧化鈉溶液、0.5mol/L酸性高錳酸鉀溶液和品紅溶液，分別滴加4mL二氧化硫的水溶液，振蕩，溶液顏色均褪去。

【教師提問(wèn)1】 二氧化硫和二氧化碳都是酸性氣體，二氧化碳的水溶液是否也會(huì)出現(xiàn)相似的現(xiàn)象呢？【學(xué)生實(shí)驗(yàn)2】 與上述學(xué)生實(shí)驗(yàn)1類似，各取8mL三種溶液，分別滴加4mL二氧化碳水溶液，振蕩，三種溶液顏色均無(wú)明顯變化。

【教師提問(wèn)2】 通過(guò)兩次實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)二氧化硫具有哪些化學(xué)性質(zhì)？學(xué)生在教師引導(dǎo)下，對(duì)二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行討論和整理。特別是結(jié)合硫元素化合價(jià)，對(duì)其氧化性和還原性進(jìn)行預(yù)測(cè)。

【教師總結(jié)】 因?yàn)槎趸蛑辛蛟貫?4價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，通常二氧化硫、亞硫酸等都具有較強(qiáng)的還原性。教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?！緦W(xué)生實(shí)驗(yàn)3】 各取8mL溴水、新制氯水，分別滴加4mL二氧化硫的水溶液，振蕩，溶液顏色均褪去。

【教師提問(wèn)3】 根據(jù)閱讀材料中對(duì)漂白的定義，上述滴加少許酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去，可能有哪些原因？并如何證明？學(xué)生熱烈討論褪色原因，有的說(shuō)是二氧化硫與酚酞發(fā)生反應(yīng)，有的說(shuō)因?yàn)槎趸蚴撬嵝詺怏w，與溶液中的堿發(fā)生反應(yīng)。教師引導(dǎo)學(xué)生，共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

【教師實(shí)驗(yàn)1】 取上述褪色后的溶液，等量分裝入兩支試管。向其中一支滴加2～3滴酚酞溶液，振蕩，無(wú)明顯變化；向另一支滴加2～3滴3mol/L氫氧化鈉溶液，振蕩，溶液變?yōu)榧t色。學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象，討論得出褪色的原因是二氧化硫的酸性所致。

【學(xué)生提問(wèn)1】 那剛剛品紅溶液的褪色是不是也是因?yàn)槎趸虻乃嵝运履兀?/p>

【教師實(shí)驗(yàn)2】 取3mL品紅溶液，滴加2mol/L稀硫酸溶液，振蕩，無(wú)明顯變化。

教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)褪色的溶液（滴加二氧化硫水溶液的品紅）進(jìn)行加熱?！緦W(xué)生實(shí)驗(yàn)4】 在褪色的溶液的試管口套上一只小氣球，對(duì)溶液進(jìn)行加熱，片刻后溶液恢復(fù)紅色，從酒精燈上移開后多次振蕩試管，紅色又褪去。

學(xué)生疑惑不已。

【教師提問(wèn)4】 氯氣具有強(qiáng)氧化性，能否使品紅溶液褪色呢？原理是什么？與二氧化硫相同嗎？【學(xué)生實(shí)驗(yàn)5】 取3mL品紅溶液，滴加2mL新制的氯水溶液，振蕩，紅色褪去。對(duì)褪色后的溶液加熱，溶液無(wú)明顯變化。

學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行討論。

【教師總結(jié)】 上述過(guò)程體現(xiàn)了二氧化硫的漂白性，區(qū)別于吸附型漂白和氧化型漂白，我們一般稱之為加合型漂白。二氧化硫與品紅這種有機(jī)色質(zhì)結(jié)合生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)，加熱后無(wú)色物質(zhì)分解，品紅又恢復(fù)成原來(lái)的紅色。學(xué)生整理三類漂白代表物質(zhì)以及漂白原理，進(jìn)一步完成對(duì)二氧化硫化學(xué)性質(zhì)的總結(jié)。

【學(xué)生提問(wèn)2】 瓶裝紅葡萄酒里面含有二氧化硫，是不是天長(zhǎng)日久以后，經(jīng)過(guò)漂白，就變成了白葡萄酒了？

【教師回答】 紅酒輔料二氧化硫的作用主要是殺菌和抗氧化。二氧化硫能漂白某些有機(jī)色質(zhì)，但漂白范圍比較窄，工業(yè)上一般漂白紙漿以及草帽等編織物。學(xué)生對(duì)二氧化硫的漂白本質(zhì)與范圍進(jìn)行深層次探究。

【教師提問(wèn)5】 向酸性高錳酸鉀溶液中通入二氧化硫氣體，紫紅色褪去，是否也可以說(shuō)明二氧化硫具有漂白性？經(jīng)過(guò)討論，師生共同得出結(jié)論，漂白一般都有褪色現(xiàn)象，但褪色并非一定是漂白所致。教師提問(wèn)5中的褪色是二氧化硫還原性的體現(xiàn)。

圍繞二氧化硫性質(zhì)中的“三點(diǎn)一處”（重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)和易錯(cuò)處），教師設(shè)計(jì)針對(duì)性的問(wèn)題，當(dāng)堂訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生在出錯(cuò)和糾錯(cuò)中獲得真知和技能。當(dāng)堂檢測(cè)內(nèi)容及測(cè)試反饋見后。

教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生，以本節(jié)課中一系列“褪色”實(shí)驗(yàn)為主線，分析實(shí)驗(yàn)中二氧化硫體現(xiàn)出的各種性質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

課堂中安排了當(dāng)堂檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，基于四要素的“問(wèn)題鏈”課堂教學(xué)效果是令人滿意的，比較好地完成了既定教學(xué)目標(biāo)。

筆者在多年教學(xué)實(shí)踐中深刻體會(huì)到，基于四要素的“問(wèn)題鏈”教學(xué)是提升元素及其化合物教學(xué)效果的有效途徑，同時(shí)也是踐行新課改提出的“教、學(xué)、評(píng)”一體化教學(xué)的有效抓手之一?！皢?wèn)題鏈”上的四要素，立足學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，通過(guò)充滿沖突性、邏輯性、激勵(lì)性和驅(qū)動(dòng)性的活動(dòng)，一方面讓學(xué)生更高效地掌握元素及其化合物知識(shí)，提升課堂教學(xué)效果；另一方面促進(jìn)學(xué)生在“問(wèn)題鏈”的螺旋上升中，不斷建構(gòu)、不斷重組和不斷反思，提升化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，師生通過(guò)展現(xiàn)和揭示學(xué)習(xí)過(guò)程與思想方法，使問(wèn)題的解決過(guò)程具有普遍的知識(shí)性和方法論的意義。

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