基于問題解決的中考實(shí)驗(yàn)探究專題復(fù)習(xí)

付元興 李瑤

摘要：以真實(shí)問題解決的實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)，借用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)方法，采用小組合作學(xué)習(xí)模式，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)模型，井應(yīng)用模型解決實(shí)際問題。培養(yǎng)科學(xué)探究能力，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：問題解決核心素養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究專題復(fù)習(xí)

文章編號(hào)：1008-0546（2020）05-0083-04 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.05.022

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》提出了化學(xué)課程“以發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨，重視開展‘素養(yǎng)為本的教學(xué)”。學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)不僅適用于高中化學(xué)，對(duì)于與其銜接的初中化學(xué)同樣具有指導(dǎo)意義?！读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》規(guī)定，初中化學(xué)課程包括“科學(xué)探究”“身邊的化學(xué)物質(zhì)”“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”“物質(zhì)的化學(xué)變化”“化學(xué)與社會(huì)發(fā)展”五個(gè)內(nèi)容主題。五個(gè)內(nèi)容主題體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科對(duì)學(xué)生的發(fā)展價(jià)值。與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)相呼應(yīng)。義務(wù)教育化學(xué)課程也應(yīng)以學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展為基本目標(biāo)，只是更側(cè)重基礎(chǔ)性。如何在初中階段開展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)呢？課標(biāo)明確提出：“倡導(dǎo)真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)”?？梢娫诮虒W(xué)中開展基于問題解決的課堂教學(xué)必將成為核心素養(yǎng)落地的有效途徑。為此筆者設(shè)計(jì)了《基于問題解決的實(shí)驗(yàn)探究專題復(fù)習(xí)》，在2019年重慶市優(yōu)質(zhì)課大賽中，榮獲重慶市“一等獎(jiǎng)”。下面將本教學(xué)設(shè)計(jì)做一介紹，與大家共享。

一、背景分析

1.基于課程

新課標(biāo)下的中考總復(fù)習(xí)，并不是對(duì)已學(xué)知識(shí)的簡單重復(fù)和再現(xiàn)，而是從更高層次、更新角度對(duì)所學(xué)知識(shí)、技能和方法，進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)和再學(xué)習(xí)的過程。以素養(yǎng)為本的理念開展問題解決的復(fù)習(xí)，既能將復(fù)習(xí)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自身的內(nèi)在需求，也必將成為提升學(xué)生素養(yǎng)的一種有效途徑。

2.基于教材

本節(jié)內(nèi)容在教材中幾乎沒有集中講授，也無專門介紹，而是以“探究”分散于各章節(jié)，新授課中85%是以演示為主，在九年級(jí)下的第70頁才以習(xí)題形式出現(xiàn)了探究的雛形。內(nèi)容分散不系統(tǒng)，但其又為提升學(xué)科素養(yǎng)所必備的載體，也是中考必考的內(nèi)容，因此急需讓學(xué)生建立起對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的整體認(rèn)識(shí)。

3.基于學(xué)情

復(fù)習(xí)到后期，作為即將步入高中的學(xué)生，已經(jīng)具備實(shí)驗(yàn)探究的相關(guān)知識(shí)，但其對(duì)科學(xué)探究的認(rèn)識(shí)大多停留在“紙上談兵”階段，缺乏從真實(shí)情境中尋找問題、探究問題的機(jī)會(huì)，因此教師需為其搭建平臺(tái)，讓他們?cè)诨顒?dòng)中建構(gòu)并應(yīng)用實(shí)驗(yàn)探究模型，以達(dá)到中考需求和素養(yǎng)發(fā)展需求。

4.基于考情

縱觀近三年的重慶中考題（見表1），實(shí)驗(yàn)探究占比大，考查面廣，內(nèi)容關(guān)聯(lián)性、綜合性強(qiáng)，難度較大，這也成了學(xué)生丟分的主要因素。因此，無論從核心素養(yǎng)還是中考的角度，實(shí)驗(yàn)探究專題復(fù)習(xí)的開展都是很有必要的。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

1.教學(xué)目標(biāo)

（1）復(fù)習(xí)鞏固離子的檢驗(yàn)。

（2）建構(gòu)并應(yīng)用模型，以此為載體提高學(xué)生的解題能力和培養(yǎng)學(xué)生的模型認(rèn)知、社會(huì)責(zé)任等科學(xué)素養(yǎng)。

2.教學(xué)重難點(diǎn)

本節(jié)課的重點(diǎn)為建構(gòu)并運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究模型，難點(diǎn)為模型中方案的設(shè)計(jì)。

3.教法學(xué)法

為了突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，本節(jié)課采用了探究法、討論法、問題驅(qū)動(dòng)法和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)法。

4.教學(xué)思路

本節(jié)課我將沿著情境、問題、活動(dòng)的主線開展教學(xué)，借助3個(gè)環(huán)節(jié)，在情境導(dǎo)人，問題思考，實(shí)踐活動(dòng)中，引領(lǐng)學(xué)生從知識(shí)的記憶，到模型的建構(gòu)、運(yùn)用，最后提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。（見圖1）

三、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)1.知識(shí)回顧

情境導(dǎo)人：以新聞簡訊為切入點(diǎn)。中國財(cái)經(jīng)報(bào)道：某企業(yè)一批次氫氧化鈉產(chǎn)品抽檢不合格，不合格項(xiàng)目為碳酸鈉含量超標(biāo)。

教師：氫氧化鈉中怎么會(huì)有碳酸鈉呢？

學(xué)生：變質(zhì)原因分析，2NaOH+CO₂==Na₂CO₃+H₂O。

教師：變質(zhì)的氫氧化鈉中混有碳酸鈉，怎么檢驗(yàn)其成分呢？

設(shè)計(jì)意圖：喚醒學(xué)生的記憶，為自主探究鋪墊知識(shí)基礎(chǔ)。

環(huán)節(jié)2.建構(gòu)模型

教師：實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，借助新聞內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)新的情境，賦予學(xué)生質(zhì)檢員的身份，讓學(xué)生提出問題、猜想、各小組經(jīng)過思考討論后形成方案。

學(xué)習(xí)活動(dòng)1：探究NaOH是否變質(zhì)

學(xué)生：設(shè)計(jì)方案并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：為了拓寬學(xué)生的思路，增強(qiáng)學(xué)生的科技意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，教師又特別給出數(shù)字化實(shí)驗(yàn)方案，讓各小組用不同的方案進(jìn)行探究，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

教師（追問）：變質(zhì)后的NaOH還能合格嗎？給出參考資料。

[參考資料1]隔膜法生產(chǎn)的NaOH，Na₂CO₃%≤1.6%為合格品。

學(xué)習(xí)活動(dòng)2：探究NaOH是否合格

學(xué)生：小組分析、討論;形成定量實(shí)驗(yàn)方案：可采用氣體法和沉淀法。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識(shí)能力，根據(jù)資料學(xué)生很容易知道下一步需做定量研究，經(jīng)過深度討論最終形成定量實(shí)驗(yàn)方案。從定性到定量，培養(yǎng)學(xué)生更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維。

教師：引導(dǎo)學(xué)生回顧探究過程，建構(gòu)出實(shí)驗(yàn)探究模型。

學(xué)習(xí)活動(dòng)3：建構(gòu)模型

學(xué)生：提出問題→猜想→設(shè)計(jì)方案→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→結(jié)論

教師：補(bǔ)充完善，形成規(guī)律，建構(gòu)實(shí)驗(yàn)探究的模型。（見圖3）

設(shè)計(jì)意圖：從解決問題的實(shí)際過程中總結(jié)提煉，建構(gòu)認(rèn)知模型，建立實(shí)驗(yàn)探究的思維框架。為接下來應(yīng)用模型解決問題提供依據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理、模型認(rèn)知和科學(xué)探究等核心素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)3.應(yīng)用模型

教師：首先是應(yīng)對(duì)中考需求，以近三年出現(xiàn)頻率最高的兩類探究題型為例，引領(lǐng)學(xué)生應(yīng)用模型，提煉解題方法，便于針對(duì)性的自主復(fù)習(xí)。

學(xué)習(xí)活動(dòng)4：聚焦中考、提煉方法（見圖4）

總結(jié)：將題干套人模型，進(jìn)行題干拆解，注意突破，提煉方法。

教師：建構(gòu)模型的價(jià)值除了體現(xiàn)在考場上拿高分，更應(yīng)該體現(xiàn)在解決實(shí)際問題上，思維的發(fā)展只有在實(shí)踐的土壤中才能生長，接下來就是應(yīng)用模型解決生活實(shí)際問題。

學(xué)習(xí)活動(dòng)5：解決實(shí)際問題、共建美好家園

教師：習(xí)總書記說過：“綠水青山才是金山銀山”，這樣的環(huán)境大家愿意居住嗎？這是某皮蛋廠排放的污水，從圖中可以看出呈強(qiáng)堿性。我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》pH=6.5-8.5，可見上述水是不利于健康的。這樣的水怎么辦呢？

學(xué)生：先分析確定污水的成分，處理后再排放。

教師：請(qǐng)你幫環(huán)保部門確定該污水中的成分，根據(jù)你的結(jié)論給該廠提出一些科學(xué)的處理建議（見圖5）。

設(shè)計(jì)意圖：環(huán)境問題是生活中常見的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主探究皮蛋廠排放的強(qiáng)堿性廢水的成分，學(xué)生根據(jù)參考資料提出猜想、設(shè)計(jì)方案、驗(yàn)證，并根據(jù)結(jié)論提出科學(xué)的污水處理建議。

[參考資料2]腌制皮蛋的主要原料為熟石灰、純堿和食鹽。

教師：為了進(jìn)一步提升學(xué)生的能力，我留下了這樣一個(gè)課后任務(wù)，將探究皮蛋廠污水成分的過程設(shè)計(jì)為實(shí)驗(yàn)探究題，讓學(xué)生站在出題者的角度，去思考實(shí)驗(yàn)探究題中會(huì)如何設(shè)問（圖6）。

設(shè)計(jì)意圖：從學(xué)生熟悉的氫氧化鈉變質(zhì)出發(fā)建構(gòu)模型，到最終能夠運(yùn)用模型自主探究污水處理的相關(guān)內(nèi)容，4個(gè)環(huán)節(jié)由淺入深，循序漸進(jìn)，學(xué)生在討論、分享、探索和實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)了重難點(diǎn)的突破。

四、教學(xué)反思

1.教學(xué)主張

化學(xué)是一門與生產(chǎn)生活密切關(guān)聯(lián)的學(xué)科，能夠解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題，才能更好體現(xiàn)化學(xué)的學(xué)科價(jià)值、社會(huì)價(jià)值。因此，在問題解決的實(shí)驗(yàn)探究專題復(fù)習(xí)教學(xué)中，筆者堅(jiān)持三“出發(fā)”：中考考情出發(fā)，從化學(xué)與生產(chǎn)生活的聯(lián)系出發(fā)，從知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)。努力體現(xiàn)三“關(guān)注”：關(guān)注實(shí)驗(yàn)探究的命題趨勢，關(guān)注生活中的真實(shí)化學(xué)問題及解決，關(guān)注實(shí)驗(yàn)探究思維模型的建構(gòu)和應(yīng)用。

2.教學(xué)實(shí)踐

基于問題解決的復(fù)習(xí)要素主要有三點(diǎn)：創(chuàng)設(shè)與復(fù)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的情境，在情境中發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題，應(yīng)用化學(xué)知識(shí)，展開問題解決的系列學(xué)習(xí)活動(dòng)。本課筆者正是沿著這一主線展開學(xué)習(xí)與實(shí)踐活動(dòng)的。學(xué)生在情境中感受學(xué)科價(jià)值，在問題與活動(dòng)中形成高階思維形成、鞏固化學(xué)知識(shí)、提升實(shí)踐能力。

3.教學(xué)評(píng)價(jià)

現(xiàn)在看來，對(duì)于本課的設(shè)計(jì)有如下優(yōu)點(diǎn)：從生活情境中生成化學(xué)知識(shí)，再回歸生活，用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，以這條主線貫穿整個(gè)課堂，既能引起學(xué)生興趣，又符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，達(dá)到了學(xué)以致用的目的;學(xué)生活動(dòng)以小組合作為主，能讓學(xué)生在團(tuán)結(jié)協(xié)作中實(shí)現(xiàn)共同成長;數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的加入使實(shí)驗(yàn)更高效，現(xiàn)象更直觀，結(jié)論更客觀;模型的建構(gòu)與應(yīng)用增強(qiáng)了學(xué)生的應(yīng)考能力和實(shí)踐能力。也培養(yǎng)了學(xué)生模型認(rèn)知、證據(jù)推理等素養(yǎng)。不足的地方有2點(diǎn)，本課的設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力要求較高，有的學(xué)生跟不上節(jié)奏，參與度不夠。由于學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)較多，教學(xué)時(shí)間顯得倉促。

4.學(xué)生收獲

從需在教師引導(dǎo)下設(shè)計(jì)方案，到能自主設(shè)計(jì)方案，再到能自己設(shè)計(jì)探究題，學(xué)生已不再是知識(shí)的接受者，而是知識(shí)的探索者。以下分別為學(xué)生自主探究污水成分的方案（圖7），依據(jù)污水處理的探究過程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)探究題（圖8）。