立足學(xué)生認(rèn)知?jiǎng)?chuàng)設(shè)化學(xué)課堂探究問(wèn)題

陳文科

摘要：高中化學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望總是在一定情境中發(fā)生的。文章立足學(xué)生認(rèn)知，以“金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”教學(xué)為側(cè)，深入探討與驗(yàn)證化學(xué)課堂如何立足學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展性、片面性以及知識(shí)類比遷移中的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)問(wèn)題，以期為教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：學(xué)生認(rèn)知;探究問(wèn)題;設(shè)計(jì)策略;金屬鈉的性質(zhì)

文章編號(hào)：1008-0546（2019）05-0023-02

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.05.008

高中化學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望總是在一定情境中發(fā)生的。問(wèn)題情境通常發(fā)生在探究學(xué)習(xí)的引入階段，也發(fā)生在完成一個(gè)層次的探究后，重新引起更深入的探究的時(shí)候?；瘜W(xué)課堂問(wèn)題探究情境創(chuàng)設(shè)就是教師從注重對(duì)學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)方式的分析與設(shè)計(jì)角度出發(fā)，成功設(shè)計(jì)課堂教學(xué)問(wèn)題，讓學(xué)生接觸問(wèn)題本身以產(chǎn)生認(rèn)知沖突，引起學(xué)生疑問(wèn)并且刨根究底，親自體驗(yàn)由未知到新知的探索，形成強(qiáng)烈持久的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和發(fā)展需求，從而完成對(duì)探究對(duì)象的判斷以建構(gòu)新的知識(shí)和技能的過(guò)程。

一、立足學(xué)生認(rèn)識(shí)的發(fā)展性設(shè)計(jì)問(wèn)題

“最近發(fā)展區(qū)”理論實(shí)踐指出，高中學(xué)生對(duì)新知識(shí)的認(rèn)知具有自然發(fā)展的正遷移特點(diǎn)。因此，當(dāng)教師進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，新舊知識(shí)若要順利銜接，最好的辦法就是以學(xué)生原有認(rèn)知為基礎(chǔ)，在知識(shí)講解上適當(dāng)加強(qiáng)課程內(nèi)容與生活及社會(huì)和科技發(fā)展的密切聯(lián)系，或者直接加以深化和拓展，立足學(xué)生認(rèn)識(shí)的發(fā)展性特點(diǎn)“階梯式”設(shè)計(jì)并提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂于探究。以“金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，教師利用高鐵、飛機(jī)、輪船的照射燈、中子反應(yīng)堆等圖片展示，創(chuàng)設(shè)課程引入情境，啟發(fā)學(xué)生觀察金屬鈉燈的用途以及啟發(fā)學(xué)生回想金屬鈉的焰色反應(yīng)，然后順勢(shì)引導(dǎo)并走向深入，進(jìn)一步提出鈉的制備與鈉在工業(yè)上用途問(wèn)題。比如操作鈉與水反應(yīng)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)過(guò)程，老師可以喚醒學(xué)生參與的熱情，同時(shí)通過(guò)特殊的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在教學(xué)中將新舊知識(shí)緊密銜接起來(lái)，提出問(wèn)題：為什么鈉保存在煤油中？如果不擦干凈煤油會(huì)有什么可能？為什么可以用小刀切開？為什么鈉表面顏色與小刀切開后顏色不同？為什么會(huì)浮在水面上？為什么會(huì)四處游動(dòng)？為什么溶液會(huì)變成紅色？等等，使知識(shí)階梯式地逐步提高;比如在鈉的燃燒實(shí)驗(yàn)中，老師也可以將新知識(shí)建立在舊知識(shí)的基礎(chǔ)之上，提出以下問(wèn)題：為什么鈉燃燒比鐵和銅燃燒更劇烈？鈉不小心著火怎么滅火呢？啟發(fā)學(xué)生思維進(jìn)一步向縱深發(fā)展，通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生書寫鈉原子結(jié)構(gòu)示意圖，并展開小組討論，促使學(xué)生理解原子結(jié)構(gòu)與金屬鈉單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系，讓學(xué)生的認(rèn)知沿著教師設(shè)好的階梯拾級(jí)而上;比如在過(guò)氧化鈉性質(zhì)的知識(shí)教學(xué)中，可以先用過(guò)氧化氫溶液（雙氧水）的性質(zhì)作為突破口，喚起學(xué)生對(duì)過(guò)氧化物的探究興趣，啟發(fā)學(xué)生對(duì)過(guò)氧化物中化合價(jià)的深刻認(rèn)識(shí)，以及對(duì)過(guò)氧化物的漂白性和強(qiáng)氧化性的認(rèn)識(shí)。通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生查閱課本、結(jié)合所學(xué)知識(shí)，在問(wèn)題與原有知識(shí)之間積極思考與聯(lián)想，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激起學(xué)生內(nèi)在自我發(fā)展需要，最后達(dá)到深刻理解鈉如何從海水中提取及實(shí)際應(yīng)用的教學(xué)目的。由此可見，教師從學(xué)生已有的知識(shí)出發(fā)，通過(guò)設(shè)計(jì)比較情境，讓學(xué)生自然而然地產(chǎn)生疑問(wèn)并進(jìn)行合理調(diào)控，在學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突后，再適時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行比較分析，幫助學(xué)生初步學(xué)會(huì)從化學(xué)的角度提出問(wèn)題、理解問(wèn)題，并發(fā)展應(yīng)用意識(shí)，從而完成知識(shí)的發(fā)展性建構(gòu)。這樣，學(xué)生通過(guò)比較分析輕而易舉就明白了問(wèn)題內(nèi)在根源，既挖掘了知識(shí)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了知識(shí)與能力的遷移與完善。

二、立足學(xué)生認(rèn)識(shí)的片面性設(shè)計(jì)問(wèn)題

在探究學(xué)習(xí)中，當(dāng)學(xué)生對(duì)新知識(shí)、新概念的內(nèi)涵和外延理解得還不夠透徹時(shí)，教師在課堂教學(xué)中為了幫助學(xué)生建立更完善的知識(shí)，可以通過(guò)設(shè)計(jì)更改、拓寬或限定知識(shí)背景的“發(fā)散式”問(wèn)題情境來(lái)促使學(xué)生積極思維、產(chǎn)生疑問(wèn)并發(fā)現(xiàn)原有認(rèn)知上的缺陷，鼓勵(lì)學(xué)生勇敢提出解決這些問(wèn)題的假設(shè)及方案，并從不同角度在收集各種證據(jù)資料基礎(chǔ)上證實(shí)或證明假設(shè)，引發(fā)學(xué)生深入探究與解決中心問(wèn)題有密切聯(lián)系的知識(shí)，形成解決問(wèn)題的一些基本策略，體驗(yàn)解決問(wèn)題策略的多樣性，最后得出科學(xué)結(jié)論，從而完成更加全面的知識(shí)建構(gòu)，深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解亦發(fā)展了學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神。以“金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，教師可以通過(guò)探究鈉與酸反應(yīng)，對(duì)比鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生面臨需要加以解釋的現(xiàn)象或事實(shí)，趁機(jī)對(duì)學(xué)生認(rèn)知進(jìn)行整合，激發(fā)學(xué)生不但嘗試去解釋這些現(xiàn)象、事實(shí)以及它們之間的聯(lián)系，并且親自設(shè)計(jì)出證明假說(shuō)的合理方案，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性與敏捷性。比如讓學(xué)生觀察與思考、輔助動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、學(xué)會(huì)與他人合作并互相交流思維的過(guò)程和結(jié)果等，并適時(shí)提出問(wèn)題：“過(guò)去都以為金屬能與酸反應(yīng)，為什么今天學(xué)的鈉能夠與水反應(yīng)呢？什么樣的金屬才能和水反應(yīng)？金屬與酸反應(yīng)和與水反應(yīng)根本原因是什么？激發(fā)學(xué)生比較和對(duì)照反應(yīng)事實(shí)、現(xiàn)象、行為等，并獨(dú)立做出概括;比如結(jié)合學(xué)生已有的化學(xué)知識(shí)規(guī)律，啟發(fā)學(xué)生是否可以使用鈉置換其他金屬呢？在什么條件下置換才是可行的呢？”同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生勤于動(dòng)手、獲取知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)，進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生觀察分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，引起學(xué)生極大的疑惑，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的強(qiáng)烈興趣和求知欲，讓學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，最后總結(jié)實(shí)驗(yàn)成果，指導(dǎo)小組討論并回答問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)系統(tǒng)的內(nèi)化掌握和熟練應(yīng)用。由于新的知識(shí)總是可以在不同基礎(chǔ)知識(shí)的結(jié)合處產(chǎn)生，因此教師應(yīng)注意設(shè)計(jì)各種不同的問(wèn)題情境，指導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能層層深入解決問(wèn)題，利用各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器、PPT等輔助教學(xué)設(shè)備供學(xué)生分析對(duì)比、去粗取精、把握精髓，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力，透過(guò)現(xiàn)象抽取本質(zhì)，幫助學(xué)生完成知識(shí)的處理和轉(zhuǎn)換，使知識(shí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化。

教師在教學(xué)過(guò)程中為了幫助學(xué)生建立更完善的知識(shí)體系，通過(guò)更改、拓寬或者限定知識(shí)背景來(lái)促使學(xué)生產(chǎn)生疑問(wèn)，激發(fā)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的探索，引起探究從而完成知識(shí)建構(gòu)。此外，還有一種方法是設(shè)計(jì)同時(shí)包含兩個(gè)認(rèn)知應(yīng)用的情境，在學(xué)生原有知識(shí)中增加一些能夠產(chǎn)生干擾的其他因素來(lái)設(shè)計(jì)情境，從而引起學(xué)生產(chǎn)生相關(guān)知識(shí)之間困惑，導(dǎo)致問(wèn)題的產(chǎn)生。如：在金屬鈉的性質(zhì)教學(xué)過(guò)程中，可以設(shè)計(jì)同時(shí)包含兩個(gè)以及以上的認(rèn)知應(yīng)用情景，引起學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用的思考，從而產(chǎn)生新的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

三、立足學(xué)生知識(shí)類比遷移中的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)問(wèn)題

學(xué)習(xí)遷移普遍存在于學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，也早已為人們所認(rèn)識(shí)，是指學(xué)生固有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)新知識(shí)技能的學(xué)習(xí)和應(yīng)用所造成的積極或消極影響。從高中學(xué)生的心智發(fā)展水平角度來(lái)看，新知識(shí)過(guò)于簡(jiǎn)單或難度過(guò)大都會(huì)令學(xué)生興趣驟降、索然無(wú)味，若不及時(shí)抓住學(xué)生理解有關(guān)的教材內(nèi)容時(shí)可能產(chǎn)生的各種困惑，其學(xué)習(xí)的能動(dòng)性和持久性必然難以保持。因此，教師可以把學(xué)生的學(xué)習(xí)從簡(jiǎn)單認(rèn)同和被動(dòng)接受中抽離出來(lái)，故意設(shè)計(jì)容易導(dǎo)致學(xué)生失誤的教學(xué)情境，讓學(xué)生在不知情的情況下被完全吸引并掉人錯(cuò)誤“陷阱”之中。這種有悖常理的疑點(diǎn)，容易產(chǎn)生固有知識(shí)遷移與客觀事實(shí)之間的矛盾，引起學(xué)生認(rèn)知的不平衡和不和諧，促使學(xué)生大腦積極思維，便于教師利用學(xué)生知識(shí)類比遷移特點(diǎn)設(shè)計(jì)問(wèn)題深入探究，幫助學(xué)生初步形成評(píng)價(jià)與反思的意識(shí)。以“金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，教師可以創(chuàng)設(shè)過(guò)氧化鈉作為供氧劑的情境教學(xué)，利用學(xué)生認(rèn)知沖突矛盾，啟發(fā)學(xué)生思考：“為什么過(guò)氧化鈉與水、過(guò)氧化鈉與二氧化碳，都是氧化物卻可以相互接觸產(chǎn)生氧氣？氧化鈉與水、氧化鈉與二氧化碳為什么不同？與已學(xué)的酸性氧化物與堿性氧化物為什么不同？”比如在金屬鈉的性質(zhì)教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)學(xué)生已學(xué)過(guò)的知識(shí)：氯氣與鈉反應(yīng)生成氯化鈉，啟發(fā)出制備金屬鈉是否應(yīng)該采用氯化鈉分解反應(yīng)生成氯氣與鈉？化學(xué)是“變化的科學(xué)”，善于設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)化學(xué)變化過(guò)程中的規(guī)律去引導(dǎo)學(xué)生看到與其觀點(diǎn)相矛盾的觀點(diǎn)和事實(shí)，并組織持不同見解學(xué)生開展分組討論，經(jīng)過(guò)透視學(xué)生的理解，洞察學(xué)生思考方式和經(jīng)驗(yàn)背景等，看到其合理性和局限性，及時(shí)做出相應(yīng)的教學(xué)引導(dǎo)，引發(fā)學(xué)生對(duì)于問(wèn)題的進(jìn)一步思考、提煉和概括。教師利用新舊知識(shí)之間聯(lián)系的線索情境故意導(dǎo)演的錯(cuò)誤或矛盾，更有助于讓學(xué)生建立假說(shuō)并產(chǎn)生批判性思維，找出問(wèn)題的癥結(jié)所在，主動(dòng)探索、自我表現(xiàn)和自主解決問(wèn)題。同時(shí)教師還可以結(jié)合原子結(jié)構(gòu)模型、動(dòng)畫制作、PPT等提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生理解化合價(jià)的作用，對(duì)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行更深層的解釋，從而引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)，加深對(duì)金屬鈉性質(zhì)的理解和運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)物質(zhì)變化觀新的高度。

四、結(jié)論與啟示

思考總是從問(wèn)題開始，高中化學(xué)課堂教學(xué)問(wèn)題探究情境設(shè)計(jì)的成功是設(shè)計(jì)一堂好課的必備因素，是解決如何把課教好的重要前提條件。好的課堂教學(xué)需要好的問(wèn)題探究情境去引導(dǎo)，重視學(xué)生對(duì)知識(shí)的處理方式、學(xué)習(xí)過(guò)程中科學(xué)方法的體驗(yàn)及科學(xué)思維能力的發(fā)展，進(jìn)而開啟學(xué)生智慧，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。一方面，學(xué)生對(duì)教師創(chuàng)設(shè)的情境要有敏感的反應(yīng)，能夠敏銳地捕捉到情境中的不和諧因素，從而提出問(wèn)題，形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀;另一方面，教師在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)問(wèn)題呈現(xiàn)出的支持情境應(yīng)具有良好的引導(dǎo)性，問(wèn)題設(shè)計(jì)應(yīng)具有強(qiáng)烈的吸引力，能夠使學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)中的原有知識(shí)變得活躍、擴(kuò)散、深化、發(fā)展起來(lái)，能夠驅(qū)使學(xué)生產(chǎn)生持久的興趣，能夠幫助學(xué)生明確問(wèn)題的各種要素，從而正確決斷問(wèn)題解決的策略，即學(xué)習(xí)受到問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)而在發(fā)生、發(fā)展中學(xué)。高中化學(xué)教師在備課過(guò)程中，只有很好地把握課堂問(wèn)題探究情境創(chuàng)設(shè)的三個(gè)策略，才能真正引導(dǎo)學(xué)生徹底擺脫“有目的但不知如何達(dá)到”的心理困境，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。