以問題為導(dǎo)向的中學(xué)化學(xué)教學(xué)設(shè)計
——以“甲烷”的教學(xué)為例

李紹仙，夏文鑫，鄧年偉，趙 焱，王宇飛

(云南師范大學(xué)，云南 昆明 650500)

高中階段的學(xué)生對于化學(xué)的學(xué)習(xí)是基于引導(dǎo)和進階基礎(chǔ)的，以生活化情境問題融入學(xué)科，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實際的教學(xué)過程中，教師應(yīng)以提出問題入手，合理創(chuàng)設(shè)相關(guān)教學(xué)疑問，以情境、設(shè)疑、探究、解答，達(dá)到對課堂的高度把握，將知識結(jié)構(gòu)化、模塊化的展示在學(xué)生面前，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，實現(xiàn)高效的課堂教學(xué)目的，為學(xué)生展示一堂多姿多彩的化學(xué)課。

1 以問題為導(dǎo)向的內(nèi)涵和意義

1.1 問題導(dǎo)向式學(xué)習(xí)

問題導(dǎo)向式學(xué)習(xí)(Problem Based Learning，PBL)是由Barrows 教授最先提出的，一種以問題為中心的的教學(xué)方法，簡稱PBL[1]。以學(xué)生為中心，教師引導(dǎo)，通過自主研究、獨立思考和小組討論來解決情境問題。開展研究合作、創(chuàng)新、解決問題的意識和能力。問題導(dǎo)向的化學(xué)探究性學(xué)習(xí)有六個要素: 真實的情境、問題的挖掘、探究的體驗、思維的激發(fā)、解決的模式、類比中致用。問題導(dǎo)向的基本流程為：情境問題-分析問題-解決問題-得出結(jié)論-遷移應(yīng)用[2]。對學(xué)生來說，問題的難度要求適中，易于理解，符合他們的心理年齡特征和知識邏輯順序；問題的設(shè)計要使學(xué)生易于接受，具有一定的探究性，增強他們探究問題的好奇心。

1.2 問題設(shè)計原則

在進行問題設(shè)計過程中，恰當(dāng)?shù)膯栴}設(shè)置才能讓學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)，問題的設(shè)計要有深度、梯度和廣度，同時，注意問題的引導(dǎo)性、啟發(fā)性和探究性。所以，在設(shè)定問題時要考慮以下因素：

1)學(xué)生能通過問題，更好的理解和掌握知識，達(dá)到學(xué)有所用、學(xué)以致用，進而培養(yǎng)學(xué)生的興趣。2)問題要具有邏輯性和層次性。考慮到學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展順序、心理發(fā)展順序和知識的邏輯順序，循序漸進；所設(shè)置的問題難度適中，盡可能的給學(xué)生思考的空間，做到讓學(xué)生“跳一跳才能摘到桃子”，切忌“一口吃掉大胖子”的做法。3)問題要能聯(lián)系生活實際，開放思維，達(dá)到對創(chuàng)新思維能力的鍛煉。

1.3 以問題為導(dǎo)向的意義

問題是促進學(xué)習(xí)興趣發(fā)展，以及引導(dǎo)教學(xué)進行的好幫手。在高中化學(xué)教學(xué)中，教師要主動進行問題教學(xué)，以“問題鏈”作為思維載體，引導(dǎo)學(xué)生進行思維的深入，將問題置于真實的情境之中，以解決生活中實際存在的問題[3]。近年來的高考中，越來越注重化學(xué)與實際生活的聯(lián)系?；趩栴}情境的學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生關(guān)注綠色化學(xué)和環(huán)境保護，促進社會的可持續(xù)發(fā)展，使化學(xué)充斥在生活的方方面面。在新課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，提升學(xué)生的自主建構(gòu)能力，對學(xué)習(xí)有機化學(xué)有一定的空間想象能力，尤其在對有機物結(jié)構(gòu)的認(rèn)識過程中，能有效的提高學(xué)生的結(jié)構(gòu)化水平。甲烷的應(yīng)用和我們的生活息息相關(guān)，在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中創(chuàng)設(shè)有質(zhì)量的問題情境，有助于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，利于學(xué)生主動學(xué)習(xí)意識的激發(fā)、化學(xué)思維的鍛煉和化學(xué)知識應(yīng)用能力的提升。

2 教學(xué)設(shè)計的思路

以問題為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計，力求設(shè)計出有關(guān)鍵立意、多姿多彩的教學(xué)活動，同時，在教學(xué)過程中對學(xué)生的知識接受程度進行診斷，學(xué)生能在本節(jié)課中學(xué)到的知識和掌握的層次進行細(xì)化區(qū)分。學(xué)習(xí)有機化學(xué)，首先要學(xué)習(xí)“甲烷”，既是基礎(chǔ)，也起著承上啟下的作用。同時，在教學(xué)中還要滲透結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的理念，搭建甲烷的立體模型；基于結(jié)構(gòu)及其變化，建立認(rèn)知模型；運用模型來揭示結(jié)構(gòu)的特點，促使學(xué)生在有機化學(xué)學(xué)習(xí)的過程中建立信心，對有機結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的學(xué)習(xí)思路和方法有一定的把握。如圖1。

圖1 甲烷教學(xué)設(shè)計示意圖

3 教學(xué)設(shè)計

3.1 教材分析

烷烴是高中階段學(xué)生接觸有機物的起點，本節(jié)是人教版高中化學(xué)必修第二冊第七章有機化合物第一節(jié)認(rèn)識有機化合物第二課時的內(nèi)容，新課標(biāo)要求通過對典型有機物的學(xué)習(xí)來認(rèn)識碳原子的成鍵特點和官能團的性質(zhì)。認(rèn)識有機物分子結(jié)構(gòu)的重要性，要求學(xué)生知道有機化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，同時對有機物和無機物進行明顯的區(qū)分。初中階段，學(xué)生對于有機化合物只有粗略認(rèn)識，包括一些有機物的概念以及一些有機合成材料的應(yīng)用；高中階段的學(xué)生接觸有機物學(xué)習(xí)前，預(yù)備知識幾乎是空白的。因此，在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，促使學(xué)生了解研究有機物的一般思想和方法是很重要的，對教師的要求也很高，同時對培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)也有一定的幫助。

3.2 學(xué)情分析

有機物的種類繁多，學(xué)生只有初中階段知識的儲備，對有機化合物的學(xué)習(xí)略顯吃力，同時，在本階段學(xué)生的思維能力要有一定的提升，對有機物的結(jié)構(gòu)和模型要有微觀辨識能力?，F(xiàn)階段的學(xué)生還不能從分子結(jié)構(gòu)的角度去學(xué)習(xí)和認(rèn)識甲烷的性質(zhì)。在學(xué)習(xí)有機化合物的第一堂課時，學(xué)生們還學(xué)習(xí)了有機化合物中碳原子的成鍵特點，基于一定的模型建構(gòu)和理論認(rèn)識，為接下來的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。但是，針對有機物性質(zhì)的學(xué)習(xí)是以結(jié)構(gòu)為出發(fā)點的。甲烷的取代反應(yīng)是本節(jié)課學(xué)習(xí)的重點內(nèi)容，斷鍵方式和成鍵原理對于學(xué)生的接受程度來說是相對較困難的。因此，教師在教學(xué)過程中更應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的模型建構(gòu)和理解層次。

3.3 教學(xué)目標(biāo)

1)通過書寫甲烷的電子形式，我們可以從微觀的角度捕捉甲烷的四面體結(jié)構(gòu)和碳原子的結(jié)合特征。2)通過設(shè)計實驗、測試和建立模型，建立了“宏觀、微觀、符號”的三重表征，以識別和理解甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，診斷和發(fā)展學(xué)生對結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的理解，并發(fā)展學(xué)習(xí)有機化合物的結(jié)構(gòu)化思維。3)培養(yǎng)具有化學(xué)意識的學(xué)生思維，了解有機物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用及相互關(guān)系，特別是官能團與有機物性質(zhì)的關(guān)系，能夠識別其主要用途并加以合理利用，具有重要的化學(xué)科學(xué)價值。4)發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題，對信息進行加工，連接不同的知識片段，使學(xué)生能夠應(yīng)用和遷移，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力和創(chuàng)新精神。5)通過分析甲烷的開發(fā)利用等社會熱點問題，能從不同的角度分析化學(xué)與環(huán)境、生態(tài)等實際問題，增強社會責(zé)任感，培養(yǎng)學(xué)生的社會意識和情感態(tài)度價值觀。

3.4 教學(xué)重難點

1)教學(xué)重點：從甲烷的結(jié)構(gòu)來學(xué)習(xí)甲烷的性質(zhì)。

2)教學(xué)難點：甲烷發(fā)生取代反應(yīng)的反應(yīng)歷程和原理。

3.5 教學(xué)過程

“甲烷”的教學(xué)過程如表1所示。

表1 “甲烷”的教學(xué)過程

4 板書設(shè)計

板書設(shè)計如圖2所示。

圖2 板書設(shè)計示意圖

甲烷

1)甲烷的存在及用途

2)甲烷的結(jié)構(gòu)：正四面體結(jié)構(gòu)

3)甲烷的物理性質(zhì)

甲烷氣體極難溶于水，密度比空氣小，無色無味。

4)甲烷的化學(xué)性質(zhì)

①可燃性——氧化反應(yīng)

甲烷一般不與強堿、強酸、酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)。

②取代反應(yīng)

5 小結(jié)

以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方式，引起學(xué)生的思考和積極性:通過聯(lián)系生活實際而獲得生動的認(rèn)識過程，達(dá)到對個人的知識體系的建構(gòu)。甲烷的存在及應(yīng)用、立體構(gòu)型、物理和化學(xué)性質(zhì)都體現(xiàn)了問題引導(dǎo)的作用。其中，甲烷的取代反應(yīng)是性質(zhì)中較為重要的一點，在實驗研究和反應(yīng)過程的模擬中，學(xué)生在對結(jié)構(gòu)模型的搭建和動手操作實驗，觀察現(xiàn)象，形成宏觀到微觀的思路深化。本課著重培養(yǎng)學(xué)生以問題為中心進行學(xué)習(xí)的過程，通過問題鏈的形成，逐步深化、過渡，配合著教學(xué)課件，從宏觀和微觀的結(jié)構(gòu)化水平達(dá)到對學(xué)生的有機化學(xué)學(xué)習(xí)思維的鍛煉，同時關(guān)注學(xué)生的主動性，不僅要注重結(jié)果，更加注重學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的理解層次和掌握的知識能力水平。