以“問題解決”促進“深度學習”的教學實踐與反思

佘佩

摘 要：“問題解決”作為一種教學樣態(tài)、學習方式，通過解析其問題意識、情景意識、活動意識以及遷移意識的思想內(nèi)涵，進行“問題解決”教學實踐，能有效促進“深度學習”在知識結(jié)構(gòu)化、思維高階化、任務(wù)情境化、活動多樣化等方面的實現(xiàn)，進而培育學科核心素養(yǎng)。本文建立了“問題解決”促進“深度學習”的認識模型，并以蘇教版“原電池”一課進行探索實踐。

關(guān)鍵詞：問題解決;深度學習;核心素養(yǎng);原電池

《普通高中化學課程標準（2017年版）》在課程性質(zhì)中指出，化學學科核心素養(yǎng)是學生必備的科學素養(yǎng)，是學生終身學習和發(fā)展的重要基礎(chǔ)[1]。學生的終身學習和發(fā)展離不開日益豐富的認知結(jié)構(gòu)，更離不開高階的思維水平以及面對復(fù)雜問題情境時遷移知識的能力，而這些方面正是“深度學習”的基本特征與實質(zhì)。因此，“深度學習”是新一輪基礎(chǔ)教育改革的實踐方向，是實現(xiàn)“知識為本”向“素養(yǎng)為本”轉(zhuǎn)化的有效方法，它有助于實現(xiàn)學生的學會學習和終身學習。在教學實踐中，知識的生成與生長需要介質(zhì)才能實現(xiàn)，“問題解決”是促進其生成和生長的重要介質(zhì)?！皢栴}解決”是一種基于發(fā)展學生核心素養(yǎng)，融教學認識觀、價值觀與方法論為一體的教學樣態(tài)和學習方式[2]。“問題解決”不等同于簡單的“解決問題”，它在微觀層面上具有系統(tǒng)性的理念及理論，因此在教學上的實施具有可操作性。通過對其教學思想的逐步解析，發(fā)現(xiàn)實施“問題解決”的化學教學，能有效促進學生深度學習的發(fā)生。

1.以“問題解決”促進“深度學習”的教學內(nèi)涵

1.1“深度學習”的實現(xiàn)路徑

隨著新一輪基礎(chǔ)教育的改革，發(fā)展學生核心素養(yǎng)的提出，信息時代的來臨，深度學習的研究愈加深入。目前深度學習國內(nèi)外的研究已有很多，筆者通過查閱文獻，概括出深度學習的三個基本特征：注重培養(yǎng)批判性等高階思維、強調(diào)知識的遷移以及面向問題的解決。楊玉琴教授等認為促進深度學習的教學應(yīng)從培養(yǎng)高階思維的目標、組織結(jié)構(gòu)化的學習任務(wù)、鑲嵌于整個教學過程中的評價活動等幾方面予以設(shè)計[3]?；谝陨系难芯亢蛯ι疃葘W習的理解，如圖1所示，總結(jié)出實現(xiàn)深度學習的路徑為：知識結(jié)構(gòu)化、思維高階化、任務(wù)情境化、活動多樣化以及面對新情境下的遷移。那么，通過什么樣的教學樣態(tài)或?qū)W習方式能促進學生的深度學習呢？

1.2“問題解決”的意識體現(xiàn)

問題解決作為一種貫穿教學始終的教學思想，包含問題意識、情境意識、活動意識以及遷移意識[4]。對于問題意識從兩方面理解，第一，教師要從整體上對教學過程進行設(shè)計、實施與評價;第二，在設(shè)計的過程中，要注意逐步提升學生的問題解決能力。因此，在實施問題解決的化學教學中，結(jié)合課程標準內(nèi)容要求，注意問題設(shè)計的整體性、問題與問題之間的能力由低到高的遞進關(guān)系。其次，問題要以真實的生活情境呈現(xiàn)，抽象的學科問題只有融入到真實情境中才能適切地得到學生的理解，這就是情境意識。新課標指出“教師在教學中應(yīng)重視創(chuàng)設(shè)真實且富有價值的問題情境，促進學生化學學科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展”、“真實的STSE問題和化學史實等，都是有價值的情境素材”[5]，如本節(jié)“原電池”的教學，選取了“迅猛增長的燃油汽車對環(huán)境的危害，燃料電池代替燃油”的情境，提出“從化學視角解釋燃料電池是如何提供電能的？”的問題;在原電池構(gòu)成要素這一難點的突破中，采用化學史情境，通過形象生動的表達方式外顯素材，如科學家們的隔空對話、顫抖青蛙腿的動畫等，引領(lǐng)學生穿越時空，身臨其境地感受科學家的探究歷程。當知識問題化、問題情境化后，活動意識指的是課堂要以學生為中心，應(yīng)設(shè)計多樣化的活動形式，讓學生主動參與、具身探究化學問題，在具體的活動中解決問題、建構(gòu)知識、訓練思維。在整個活動中，教師要做一個審時度勢的“旁觀者”，有意識地設(shè)計評價方案，對學生在活動中的外在表現(xiàn)加以分析，及時糾正認知偏差，隨時關(guān)注學生的學習狀態(tài)等，使“教、學、評”活動有機結(jié)合，同步實施，形成合力。最后，教師在實施問題解決的化學教學中，應(yīng)有意識地培養(yǎng)學生在新的情境下，遷移所學知識來解決新問題的能力，以期適應(yīng)現(xiàn)在和未來的社會發(fā)展。

1.3以“問題解決”促進“深度學習”的教學內(nèi)涵

基于以上對問題解決教學思想的分析與領(lǐng)會，在問題解決的教學實踐中，注重核心素養(yǎng)所強調(diào)的問題、情境、活動融為一體。首先，教師根據(jù)課程標準的內(nèi)容要求形成教學目標，提煉出本節(jié)課所要解決的核心大問題，進而創(chuàng)設(shè)與之相關(guān)的大情境和對應(yīng)的學生大活動。在解決復(fù)雜大問題過程中，教師需要逐步解析，螺旋遞進，分解為小問題鏈，每個小問題鏈都貫穿在具體的小情境鏈中，并對應(yīng)小活動鏈予以解決[6]。這樣的教學設(shè)計，從大問題和小問題鏈的角度看，教師整體設(shè)計了具有能力層次的一系列問題，形成了螺旋式上升的問題鏈，如“給實驗桌上氫氧燃料電池的原型命名→說明構(gòu)成要素→解釋反應(yīng)原理→建立原理模型”等一系列的驅(qū)動型問題鏈，在這個過程中，后面的問題需要使用前面所積累的知識和方法，促進了知識的縱向生長和橫向聯(lián)結(jié)，豐富了學生的認知結(jié)構(gòu)，使知識結(jié)構(gòu)化;與此同時，具有能力層次的一系列問題從低階開始逐步向高階發(fā)展，訓練了思維從低到高的深度延展，學生的思維伴隨著知識的積累得到了同層次性的高階化發(fā)展。這兩方面正是深度學習發(fā)生的關(guān)鍵節(jié)點，所以從這個角度看問題解決為促進深度學習提供了有力保障。從大情境和小情境鏈的角度看，連貫性的情境素材創(chuàng)設(shè)，一來有助于學生對抽象化學科問題的理解，二來在課堂上習得了不同情境下解決問題的方法，有助于他們適應(yīng)未知社會的發(fā)展需要。如“分析原電池的構(gòu)成要素”，挖掘了科學發(fā)展過程中科學家們所面對的問題，幫助學生還原當時科學家們研究問題的思路與方法，真實感受到問題解決的思維歷程，促進學生認識思路的結(jié)構(gòu)化[7]。從這個角度來看問題解決為促進深度學習提供了情感支持和方法需要，為學會學習和終身學習奠定基礎(chǔ)。從大活動和小活動鏈的角度看，引導學生通過小組合作、實驗探究、討論交流等多樣化方式解決問題，在活動過程中，教師的評價貫穿其中，通過自評、互評，及時引導學養(yǎng)成生積極思考和善于反思的學習品質(zhì)，為深度學習提供強有力的保證。最后，學生在問題解決過程中學會了面對新情境進行合理遷移，對深度學習的促進作用不言而喻。綜上所述，基于問題解決的教學思想進行的教學實踐，從多方面、有效地促進深度學習的發(fā)生。

2.以“問題解決”促進“深度學習”的教學實踐

“原電池”是高中化學必修課程中的核心內(nèi)容之一，是高一學習應(yīng)學習的重點內(nèi)容。以原電池為例認識化學能可以轉(zhuǎn)化為電能，該內(nèi)容安排了兩課時，第一課時的重難點是：形成物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀、能量觀的基本觀念，強化宏微思維，通過科技發(fā)展史認識原電池的基本要素，建構(gòu)原電池的原理模型。

2.1教學目標

能夠從物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量角度系統(tǒng)認識化學反應(yīng);理解原電池的概念;能通過分析歸納法掌握原電池的構(gòu)成要素;使用模型法和三重表征法認識原電池的原理模型;（理解、分析層次）

會利用氧化還原反應(yīng)設(shè)計原電池;利用原電池原理模型解釋氫氧燃料電池、評價生活中常見的一次電池、二次電池;（評價、創(chuàng)造層次）

能夠通過實驗法、歸納法等以及挖掘科學發(fā)展史的小情境，真實地展現(xiàn)科學家們當時所面臨的問題，感受問題解決的思維歷程，發(fā)展認識事物的科學觀念與方法;并結(jié)合生活中的電池，關(guān)注與化學有關(guān)的熱點問題，發(fā)展“綠色化學”觀念;（應(yīng)用層次）

2.2基于“問題解決”的教學設(shè)計

【大情境】：習近平總書記強調(diào)：金山銀山就是綠水青山。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國小汽車的使用量迅猛增長，燃油汽車的排放越來越成為大的污染源，新能源技術(shù)（如燃料電池）汽車的開發(fā)應(yīng)運而生。

【大問題】：燃料電池是如何提供電能的？

【大活動】：嘗試從最簡單的燃料電池——氫氧燃料電池探究電能是如何產(chǎn)生的。

學習評價1：通過從物質(zhì)與能量變化角度分析并記錄兩個反應(yīng)，以及對氫氧燃料電池實驗演示的觀察，檢測與發(fā)展學生實驗探究反應(yīng)實質(zhì)的水平。

學習評價2：通過對比原型電池和成熟電池，引導學生認識事物的一般規(guī)律——從簡單的模型認識。通過對原型電池命名的討論與交流，激發(fā)學生對概念形成的興趣。

學習評價3：通過閱讀科學家“隔空對話”的反饋與交流，以及不同人物采用替代青蛙的驗證材料的實驗演示和實踐活動，并從中歸納原電池的構(gòu)成要素，感受學生思維的延伸、知識的生成，情緒和興趣的盎然。

學習評價4：通過師生對話、生生交流與互相點評，了解學生對原電池原理的認知進階?；趯W生的認知水平，不斷調(diào)整原電池原理的認識過程，保證學生學習狀態(tài)，保持學習熱情。

學習評價5：通過自主思考、互相交流與教師引導，總結(jié)兩個具體的原電池原理，進而分析一般原電池原理的模型，感受建模思維的重要性，及時診斷學生的思維發(fā)展水平。

學習評價6：通過分享對新聞的感受，體會化學與科學、技術(shù)、社會和環(huán)境（STSE）的關(guān)系，診斷學生對化學價值的認識水平。

2.3教學反思

從整體的教學設(shè)計上看，精選真實問題與情境，活動層層推進。以大問題、大情境、大活動的結(jié)構(gòu)為引領(lǐng)，以問題鏈、情境鏈、活動鏈為驅(qū)動，將碎片化的知識在真實復(fù)雜的情境下進行重整，按照思維邏輯和認知規(guī)律幫助學生形成一個認知的有機整體，并在實際應(yīng)用問題中遷移學科知識、認識思路和方法，從而實現(xiàn)深度學習所強調(diào)問題、情境與活動三位一體。從過程性評價（課上的提問、點評等）和結(jié)果性評價（課后作業(yè)、學習任務(wù)等）看，學生在知識結(jié)構(gòu)和思維水平均達到了應(yīng)有的水平，整堂課氣氛活躍又不失有序，學生學習狀態(tài)良好，課后很多同學就燃料電池的應(yīng)用前景與教師交流，說明學生的視野已由課堂知識拓展到社會生活。筆者相信，通過問題解決的教學實踐，深度學習已然在學生身體里發(fā)生。

參考文獻

[1][5]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：1-73，

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

[3]楊玉琴，倪娟.促進“深度學習”的教學設(shè)計[J].化學教育，2016，（37）：5-8.

[4]俞照安，郭琴.問題解決策略促進歷史對話教學[J].中學歷史教學參考，2019，（3）：26-27.

[6][7]韋存容，葉靜.基于“問題解決”的高中化學教學設(shè)計探討與實踐[J].化學教學，2020，（4）：38-39.