優(yōu)化化學問題情境促進深度學習

黃海淵

摘 要：現(xiàn)階段的課堂教學中，問題情境創(chuàng)設(shè)是有效的教學策略，根據(jù)課堂教學內(nèi)容，構(gòu)建課堂教學情境，指導學生在問題情境中深入思考和學習。高中化學知識難度較大，優(yōu)化問題情境能較好地深化教學目標，促進學生深度學習，達到高效理解知識的效果。

關(guān)鍵詞：高中化學;問題情境;深度學習;策略

高中化學知識內(nèi)容較為抽象，具有非常強的邏輯性，并且化學知識和生產(chǎn)、生活有著密切關(guān)系。作為高中化學教師，借助問題情境構(gòu)建，激發(fā)學生積極主動參與化學學習思考和操作活動，強化探究意識，深入理解知識、內(nèi)化知識，逐步建構(gòu)知識體系，促進學生深度學習，對學生未來發(fā)展有著重要現(xiàn)實意義。

一、基于認知沖突優(yōu)化問題情境

課堂教學方式之一即引發(fā)認知沖突。當學生腦海中存儲的認知和知識經(jīng)驗與新知不符時就會產(chǎn)生認知沖突，進而破壞學生思維平衡，學生就會通過學習維持已有認知與現(xiàn)有觀念平衡。高中化學教師在教學過程中借助認知沖突優(yōu)化問題情境，幫助學生理解化學概念，培養(yǎng)學生良好的批判意識，引導學生開展質(zhì)疑活動。在認知沖突中，主要有沖突情境、意識沖突和沖突解決三個方面內(nèi)容。當學生在學習過程中意識到反常情境就可看作批判與質(zhì)疑，解決沖突即深度理解知識，故而化學教師可基于學生認知沖突優(yōu)化課堂問題情境設(shè)計。例如：在酸的定義和通行知識教學中，先讓學生列舉自身知道的酸的類型，如H2SO4、HNO3、HCl等，隨即讓學生根據(jù)自身理解嘗試闡述什么是酸。一般大部分學生在已有認知觀念和知識經(jīng)驗影響下，認為酸是能夠電離出氫離子的酸性物質(zhì)。結(jié)合學生的認識設(shè)計問題：“NaHSO4呈現(xiàn)出酸性，電離時可以產(chǎn)生氫離子，那么它屬于酸嗎？”毫無疑問，該問題會引發(fā)學生首次認知沖突，讓學生意識到呈現(xiàn)酸性，并且電離出氫離子的物質(zhì)不一定全是酸。在這樣的基礎(chǔ)上，引入酸的概念，“電離時生成的陽離子均為氫離子的化合物可稱之為酸”，深化學生對此概念的理解。隨即化學教師讓學生繼續(xù)列舉常見的酸參與反應(yīng)類型。例如：金屬和酸反應(yīng)后產(chǎn)生氫氣或酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)等，再提出問題：“是不是所有的酸和活潑金屬發(fā)生反應(yīng)都會產(chǎn)生氫氣？”通過問題引發(fā)二次認知沖突，為學生展示金屬和硝酸反應(yīng)的內(nèi)容，讓學生意識到并不是所有的酸都具有酸的通性，加深酸的定義認知，深入理解酸的通性，并形成良好的批判精神與辯證意識，達到深度學習效果。

二、基于學科特征優(yōu)化問題情境

目前很多高中化學教師在教學中以問題鏈形式優(yōu)化問題情境，指導學生深度學習。所謂問題鏈即，圍繞教學目標以及學生已有生活經(jīng)驗、認知水平等將目標要求的知識技能轉(zhuǎn)化為相互關(guān)聯(lián)、獨立且層層遞進的問題組。一般問題鏈涵蓋3個及以上問題，通過設(shè)置批判性、探究性、情境性的問題鏈指導學生建構(gòu)和內(nèi)化化學概念，強化學生批判、創(chuàng)新等高階思維和分析問題、解決問題的能力?；瘜W教師進行問題鏈設(shè)計時，需要保證問題的質(zhì)量，體現(xiàn)出知識之間的聯(lián)系，注重學生課堂主體作用，設(shè)計層次性的問題。高中化學和初中階段相比，無論知識容量和難度均有所加大，出現(xiàn)學習和理解困難是必然的。借助問題情境，優(yōu)化問題鏈設(shè)計，讓學生在適當情境中理解所學概念知識和原理，準確分析化學反應(yīng)過程?？偠灾?，情境問題鏈能調(diào)動學生探究化學知識積極性和主動性，體現(xiàn)現(xiàn)代教育強調(diào)的人文化與生活化，最重要是有利于培養(yǎng)學生微觀探析與宏觀辨識核心素養(yǎng)，為未來發(fā)展做好鋪墊。

以專題“氮與社會可持續(xù)發(fā)展”教學為例，化學教師設(shè)置以下情境問題鏈，促使學生高效理解和掌握該專題重難點知識。問題①：“空氣中漂浮的大量氮氣是否對人體健康造成影響？”問題②：“含氮化合物的現(xiàn)代工業(yè)有哪些？”問題③：“含氮化合物合成過程是否會污染環(huán)境？”問題④“氮肥對農(nóng)作物生長有哪些作用？”通過優(yōu)化情境問題鏈啟發(fā)學生思維，并在此過程中將所學化學知識與現(xiàn)實生活相結(jié)合，從化合物構(gòu)成中明確化學性質(zhì)并探究其作用，樹立正確的化學觀念。再以“氫燃料的應(yīng)用前景”教學為例，可以這樣創(chuàng)設(shè)問題情境，問題①“現(xiàn)實生活中有哪些領(lǐng)域充分利用太陽能？”問題②：“人類運用哪些途徑開發(fā)太陽能？”問題③：“在現(xiàn)實生活中運用太陽能面臨哪些重要問題？”問題④：“太陽能高效利用為人類生活帶來哪些優(yōu)勢？”通過優(yōu)化問題情境促使學生基于宏觀角度辨識化學知識，拓寬學習視野和思維。從上述教學可看出，高中化學教師以問題貫穿教學始終，并基于問題鏈指導學生思考和學習，全面強化學生化學思維與能力，促進深度學習。

三、基于學生學情優(yōu)化問題情境

高中化學教師在課堂教學中應(yīng)做到集思廣益，指導學生從多個角度分析問題，對所學知識才會產(chǎn)生更加深刻的理解，才會積極建構(gòu)知識體系與內(nèi)化知識。雖然目前很多教師都會設(shè)置探討環(huán)節(jié)，然而真正參與探討的只有部分優(yōu)等生或被教師點到名字的學生，根本無法鍛煉部分日常學習中不愿參與探討環(huán)節(jié)的學生，這些學生更不會自主思考與踴躍表達觀點，反思更不知從何談起。對此，高中化學教師應(yīng)緊抓學生思維動態(tài)，關(guān)注動態(tài)生成，優(yōu)化問題情境，充分發(fā)揮課堂探討環(huán)節(jié)優(yōu)勢作用，通過完善抽人提問或隨機點名等方式刺激不同層次學生深入思考，使學生養(yǎng)成主動思考問題習慣，切實促進深度學習，為高效自主學習做好鋪墊。在課堂教學中，應(yīng)當注重學生質(zhì)疑習慣的培養(yǎng)，利用一些不足和錯誤，讓學生認識到每個人都會犯錯，鼓勵學生理解化學知識的同時，針對權(quán)威觀點提出質(zhì)疑，培養(yǎng)學生質(zhì)疑意識和品質(zhì)。以“物質(zhì)的量”教學為例，該單元是高中化學重難點之一，是學生化學微觀和宏觀聯(lián)系的橋梁，讓學生從微觀角度對物質(zhì)和化學反應(yīng)進行分析，加強學生化學思維培養(yǎng)?？v觀以往課堂教學，由于該單元概念知識脫離學生現(xiàn)實生活，大部分學生表示該單元知識抽象難懂。對此，教師根據(jù)學生實際情況，做好問題情境設(shè)計和優(yōu)化，加深學生知識認知，切實開展深度學習活動。

具體來說，可以這樣做。首先優(yōu)化教學情境。教師先提出問題：“小王下個月要辦婚禮，通過網(wǎng)絡(luò)購買口味和類型不同的喜糖，小王想要快速知道每箱喜糖大概有多少，方便平均裝入喜袋，你能想到什么辦法？”之后，讓學生開展課堂討論活動，有的學生認為，可以稱出一顆糖的質(zhì)量，根據(jù)一箱糖的質(zhì)量得出大概的數(shù)量。繼續(xù)提出問題：“一顆糖質(zhì)量較小，隨機有很多誤差，該如何修正？”借助此問題引領(lǐng)學生建立集合體思維方式。學生受到啟發(fā)后提出可將相應(yīng)數(shù)量的喜糖作為基本量進行稱重，得出其質(zhì)量后，基本量×每箱喜糖總體質(zhì)量/相應(yīng)喜糖質(zhì)量=每箱喜糖顆數(shù)。針對學生的回答，教師給予肯定，并且將生活情境和化學問題融合：“結(jié)合上述問題的思考，如何計算一杯水中有多少水分子？”讓學生思考和討論，依然采取相似的思維方式進行計算。在上述教學中，教師從現(xiàn)實生活過渡至化學問題，促使學生對需借助額外物理量加強微觀和宏觀聯(lián)系，讓學生對其有初步的認知，引出物質(zhì)的量的概念。通過這樣的課堂活動方式，調(diào)動學生學習熱情，為深度學習做好鋪墊。其次優(yōu)化教學問題情境?；瘜W教師根據(jù)集合體、基本量等表述，讓學生對“物質(zhì)的量”化學專用名詞進行了解，教師提出問題：“為什么要引入物質(zhì)的量？它的提出發(fā)揮哪些作用？”學生思考后表述：物質(zhì)的量的提出是將一定數(shù)量的微觀粒子和可以稱量的宏觀物質(zhì)聯(lián)系。結(jié)合學生的回答，教師做出補充：“一般在社會生產(chǎn)生活中從宏觀角度實現(xiàn)化學反應(yīng)發(fā)生，對于微觀世界而言，如微粒將需按照一定的個數(shù)才能發(fā)生化學反應(yīng)，需引入物質(zhì)的量解決質(zhì)量、體積間換算問題，再提出問題：“該如何理解物質(zhì)的量？”“什么是國際基本物理量以及有哪些？”通過教師的指導和點撥，讓學生認識到物質(zhì)的量是基本物理量，如長度、質(zhì)量等。物質(zhì)的量表示（某種微粒）集合體中所含微粒數(shù)多少，通過類比理解物質(zhì)的量單位摩爾（符號mol）。在上述教學環(huán)節(jié)中，根據(jù)教材內(nèi)容引入教學資源，提煉其中的有效信息，促使學生深入理解新知。最后優(yōu)化問題鏈，促進核心概念內(nèi)化。問題①物質(zhì)的量描述對象是什么？是否可以說1摩爾氫氣、2摩爾電子、1摩爾氫、1.5摩爾大豆呢？問題②單位物質(zhì)的量（某種微粒）集合體中所含微粒個數(shù)為多少？引出阿伏伽德羅常數(shù)，理解其精確值與近似值。問題③單位物質(zhì)的量的物質(zhì)質(zhì)量為多少？根據(jù)不同的微粒作為教學案例，讓學生理解微粒數(shù)量和質(zhì)量之間的關(guān)系，引出摩爾質(zhì)量。隨即讓學生以小組合作形式分別計算36gC、28gFe、9gH2o、46gNa+所含有的微粒數(shù)。教師基于學生初步理解物質(zhì)的量基礎(chǔ)上設(shè)置問題鏈，使其深化理解物質(zhì)的量概念。與此同時，教師作為指導者和點撥者可以為學生提供更多用于知識建構(gòu)背景信息，使學生主動探究知識，并運用類比、歸納、總結(jié)等方式體會知識概念建構(gòu)過程。教師在概念教學中還可讓學生嘗試運用自身語言表述某個概念，檢驗學生理解和掌握知識程度，便于隨時調(diào)整教學策略，提高學習質(zhì)量。

結(jié)束語

高中化學教師在新課程改革背景下應(yīng)充分優(yōu)化問題情境，發(fā)揮其優(yōu)勢作用，引導學生高效理解和掌握知識，并形成自主探究和思考的學習習慣，促進學生深度學習，不斷提升化學學科關(guān)鍵能力。

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