高中化學主題式教學核心問題的設(shè)計

摘要：課程改革的核心應(yīng)是倡導適應(yīng)時代發(fā)展要求的教學方式，變革陳舊的、阻礙時代發(fā)展的教學方式。主題式教學指的是通過主題背景提出一系列具有邏輯關(guān)系的核心問題，在核心問題的解決過程中，落實素養(yǎng)、能力培養(yǎng)目標的教學活動。主題式教學的核心目標是轉(zhuǎn)變學生的學習方式，發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。在高中化學教學中，教師要分析主題式教學的特點和類型，明晰核心問題設(shè)計的價值；了解核心問題設(shè)計的關(guān)聯(lián)因素，研究核心問題設(shè)計的思路；了解核心問題之間的邏輯關(guān)系，建立教學內(nèi)容與主題情境的聯(lián)系；整合教學內(nèi)容與主題情境，明確核心問題表述的注意事項。

關(guān)鍵詞：主題式教學；核心問題；問題設(shè)計

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）提出了學科核心素養(yǎng)的培育目標，這是對上一輪課程改革提出的三維目標的統(tǒng)整和細化。每一次的課程大綱（課程標準）的改革，教學目標逐漸時代化、精細化，學科教學內(nèi)容一般不會有較大的變化，變化大的是變革教學方式。新課標指出，教學應(yīng)以“素養(yǎng)為本”，在教學方式和學習方式變革上，提出了創(chuàng)設(shè)真實問題情境，精心設(shè)計化學實驗探究活動，實施教—學—評一體化，通過內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化促進學生的學科素養(yǎng)等教學建議。新課標在教學建議中指出，應(yīng)重視STSE內(nèi)容主題、跨學科內(nèi)容主題的選擇和組織，使學生能運用所學知識解釋和解決有關(guān)綜合問題，促進學生化學學科素養(yǎng)的形成和發(fā)展。

一、 核心問題設(shè)計的價值

主題式教學模式建立在建構(gòu)主義教學理論基礎(chǔ)之上。主題式教學指的是課堂教學以項目探究形式或問題解決形式統(tǒng)整書本知識與現(xiàn)實生活、生產(chǎn)和社會中的學科問題，以教學主題為樞紐，在系統(tǒng)內(nèi)諸要素之間彼此聯(lián)系、相互作用與協(xié)調(diào)運行中，以達成學習主體心理結(jié)構(gòu)的完善與自我實現(xiàn)的整體性教學。

主題式教學不是情境素材的疊加，而是充分體現(xiàn)教與學的過程，是一份問題解決研究報告。主題式教學一般需要包含以下六個要素：真實的主題情境、核心問題的設(shè)計、學生參與與活動設(shè)計、問題解決途徑和方法、評價設(shè)計、歸納總結(jié)和知識建構(gòu)。其中，主題情境的選擇、核心問題的設(shè)計是目前主題式教學中的重點。核心問題的價值在于打破學科割裂，實現(xiàn)了學科間、學科內(nèi)學習內(nèi)容的綜合化，使得學生在不同的學習內(nèi)容之間建立有意義的連接，有助于學生獲得整體、全面的知識；核心問題引導學生學習的過程，能引起學生的注意力，激發(fā)學生的興趣，引發(fā)學生的參與熱情；核心問題能引發(fā)學生的認知沖突，發(fā)展學生高階思維，強化學生對學習內(nèi)容的理解；核心問題培養(yǎng)了學生的問題意識和問題解決能力，提升了學生的批判思維能力、創(chuàng)新思維能力、反思能力等高階思維能力，增強了學生的自主探究能力，團隊意識，提高了學生的合作學習能力。新課標與之前版本課程標準相比較，突出強調(diào)基于真實問題情境、知識結(jié)構(gòu)化、教—學—評一體化和實驗探究等。在主題式教學中要設(shè)計核心問題，以問題驅(qū)動教學任務(wù)（教師的教）。在核心問題的解決過程中，涉及學生的活動（學生的學）、活動的過程和結(jié)果的評價（教學評價）。在教學評價時教師要注意評價的形式、評價的內(nèi)容、評價的次數(shù)、評價的深度等，主題式教學是實施教—學—評一體化的有益嘗試。

二、核心問題設(shè)計的思路

核心問題設(shè)計的思路包括：基于學科內(nèi)容本身的內(nèi)在邏輯、基于學科核心素養(yǎng)的培育、基于學生認知規(guī)律、基于以上的融合等。

（一）基于學科內(nèi)容本身的內(nèi)在邏輯

學科內(nèi)容要求發(fā)掘主題的針對性，要求基于主題情境設(shè)計問題。設(shè)計的問題應(yīng)基本包括本節(jié)、本章的主要學科內(nèi)容，核心問題的設(shè)計要基于學科內(nèi)容本身的內(nèi)在邏輯，如體現(xiàn)從微觀到宏觀，從為什么、是什么到怎么辦，由表及里，等等。例如，以葡萄酒與二氧化硫為主題進行的新授課，教師可設(shè)計以下核心問題：葡萄酒在釀制過程中，添加二氧化硫以起到增酸的作用，反映了二氧化硫的哪些性質(zhì)？以此進行二氧化硫酸性氧化物的性質(zhì)和還原性學習。在釀制過程中，二氧化硫添加過量，會導致葡萄酒顏色變淺，說明了二氧化硫的哪些性質(zhì)？以此展開漂白性的學習。葡萄酒在釀制過程中，添加二氧化硫還可以除去硫化氫產(chǎn)生異味，推測可能的原因是？以此開展二氧化硫的氧化性的學習。

（二）基于學科核心素養(yǎng)的培育

新一輪高中課程改革的關(guān)鍵是教學方式和學習方式的改革。主題式教學中的問題設(shè)計思路是基于學生核心素養(yǎng)的培育。例如，以繡球花變色為主題進行水解平衡及其應(yīng)用的復習課，可設(shè)計以下核心問題：繡球花調(diào)藍劑的使用說明是？硫酸鋁呈酸性的原因是？鹽類水解的實質(zhì)及規(guī)律是？從微觀探析角度建立水解平衡的模型；硫酸鋁與其他肥料（NH4NO3、K2CO3等）能否混用？歸納影響水解的因素，從探究角度，建立證據(jù)，合理推理；磷肥（KH2PO4）的用途是？酸堿性判斷，歸納水解平衡常數(shù)的相關(guān)計算，從探究角度，建立證據(jù)，嚴密推理；磷肥（KH2PO4）的工業(yè)制備原理是什么？如何調(diào)控生產(chǎn)KH2PO4的pH值？引導學生分析滴定曲線中的水溶液體系。此外，教師還應(yīng)讓學生從變化觀念和平衡思想角度，宏觀辨識，微觀探究變化，多角度、動態(tài)研究化學反應(yīng)的表象與機理。

（三）基于學生認知規(guī)律

教學的核心是學生的學，教師設(shè)計核心問題除了要基于一定的學科背景之外，更要符合學生的認知規(guī)律。對于有難度的教學內(nèi)容，核心問題設(shè)計尤為關(guān)鍵，要能引領(lǐng)、激發(fā)學生的學習主動性。例如，以運輸濃硫酸的槽罐車為主題，教師設(shè)計了以下核心問題：槽罐車的材質(zhì)為碳鋼，可以是其他金屬嗎？引導學生進行濃硫酸與金屬反應(yīng)的研究；運輸濃硫酸槽罐車需要安裝呼吸安全閥，為什么？引導學生進行濃硫酸吸水性的研究；運輸濃硫酸槽罐車發(fā)生事故，現(xiàn)場蔬菜一片焦黑，散發(fā)出刺鼻氣味，為什么？引導學生進行濃硫酸脫水性、與碳單質(zhì)反應(yīng)的研究，并由濃硫酸與碳單質(zhì)的反應(yīng)，拓展延伸到濃硫酸體現(xiàn)強氧化性的相關(guān)反應(yīng)。本節(jié)課核心問題的設(shè)計按照個別到類別，從特殊到一般的認識思路，符合學生的認知規(guī)律，有利于學生認知的發(fā)展。

三、核心問題的設(shè)計形式

核心問題的設(shè)計形式是依據(jù)事物內(nèi)部各部分之間或事物之間的關(guān)系來確定，包括問題內(nèi)容的確定、內(nèi)容的先后、內(nèi)容之間的關(guān)系等。事物的內(nèi)部各部分之間的關(guān)系包括并列關(guān)系、主次關(guān)系、總分關(guān)系、遞進關(guān)系、因果關(guān)系等；事物或事理的認識過程包括由由表及里、由具體到抽象、由淺入深等。關(guān)系是一種結(jié)構(gòu)，事物之間有以下三種關(guān)系：遞進關(guān)系、并列關(guān)系、層級關(guān)系（包含關(guān)系、排中關(guān)系、矛盾關(guān)系、轉(zhuǎn)化關(guān)系、因果關(guān)系、依存關(guān)系等）?；瘜W學科教學中核心問題的常見設(shè)計形式有：并列式、遞進式（大小、宏微、表里、淺深、小大、分總、總分）、類比式、混合式。

（一）并列式核心問題

并列關(guān)系指的是幾個對象互不隸屬，可以認為是處于同一層級的關(guān)系。例如，基于真實問題情境，以火箭推進器中的反應(yīng)2NO2[]N2O4為主題，研究影響化學平衡移動的因素（如溫度、壓強、濃度等）。再如，以“海洋資源的利用”為主題，進行混合物的分離和提純的教學，教師設(shè)計了以下核心問題：如何從海水中獲取食鹽？研究蒸發(fā)、過濾等操作；如何由海水獲取淡水？研究蒸餾操作；如何從海藻類植物中獲取碘？研究萃取分液操作。并列式核心問題中的問題順序基本不影響教學內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的完整性，不影響問題的解決方式，但要注意問題之間的銜接。

（二）遞進式核心問題

遞進關(guān)系指的是事物幾個發(fā)展階段的關(guān)系，表現(xiàn)為從大到小、由宏觀到微觀、由表及里、由淺入深、以小見大、先分后總、先總后分等形式。例如，以蘋果樹種植時土壤中缺鐵為主題，對鐵及其化合物進行單元復習，教師可設(shè)計以下核心問題：土壤含鐵化合物的成分及性質(zhì)是？如何轉(zhuǎn)化為蘋果樹所需的二價鐵？配制土壤營養(yǎng)液的注意事項有哪些？遞進式核心問題要有一定的先后次序，要遵循循序漸進的原則展開，不可進行跳躍式設(shè)計。

（三）類比式核心問題

類比關(guān)系指的是同類事物或物質(zhì)進行相同點、不同點的比較，提出質(zhì)疑，分析可能原因，設(shè)計實驗或通過計算、討論等方式解決，得出結(jié)論。例如，以鹽類物質(zhì)的蒸發(fā)結(jié)晶為主題，教師可利用FeCl3溶液、NaCl溶液和Fe2（SO4）3溶液蒸發(fā)結(jié)晶實驗中現(xiàn)象的差異，進行“鹽類的水解”的教學。教師設(shè)計了以下核心問題：根據(jù)蒸發(fā)FeCl3溶液的實驗現(xiàn)象，預(yù)測可能發(fā)生的反應(yīng)；為什么加熱FeCl3溶液有HCl氣體揮發(fā)，加熱NaCl溶液無HCl揮發(fā)？為什么加熱FeCl3溶液時酸性增強，而加熱NaCl溶液時仍然顯中性？Fe2（SO4）3溶液可以蒸發(fā)結(jié)晶得到原溶質(zhì)，而FeCl3溶液為什么不可以？如何從FeCl3溶液中獲取原溶質(zhì)？類比式核心問題符合從一般到特殊的認知規(guī)律，教師要引導學生在類比中尋找異常點和探究點。

四、核心問題的設(shè)計表述

在確定與教學內(nèi)容有關(guān)的主題情境背景材料之后，教師需要對教學內(nèi)容與主題情境進行整合，建立兩者的聯(lián)系，這就需要設(shè)計核心問題，以問題驅(qū)動教學，以問題解決帶動知識的建構(gòu)，這其中核心問題的設(shè)計表述至關(guān)重要。

（一）問題內(nèi)容及表述要科學準確

教師可以讓學生明確問題指向，知曉思考方向。在表述核心問題時，教師需要考慮問題的指向，需要回答“是什么”“為什么”還是“怎么辦”，需要考慮學生現(xiàn)有的能力水平和知識儲備。核心問題難度要適中，要接近學生的最近發(fā)展區(qū)，有利于開展師生雙向互動的教學。例如，一位教師以污水的處理為主題，開展“離子反應(yīng)”的教學，設(shè)計了四個核心問題：什么是離子反應(yīng)？離子反應(yīng)的本質(zhì)是什么？離子反應(yīng)發(fā)生的條件是什么？什么是離子方程式？從思維邏輯順序來說，這樣設(shè)計是沒有問題的，但是其中關(guān)于核心問題的表述，還是有所欠缺的。雖然該問題的表述較為明確，但是對于學生來說，由于屬于陌生的概念，因此無法提出合適的方案解決相應(yīng)的問題，同時也無法依據(jù)具體的真實情境提出相應(yīng)的問題。此外，該教師提出的問題屬于歸納性或規(guī)律性的問題，學生很難展開探究。

（二）問題表述要圍繞教學內(nèi)容

核心問題要圍繞著基本的和重要的教學內(nèi)容來提出，這樣有利于學生建構(gòu)知識框架。例如，“金屬的冶煉”一課中，教師可以以周處家族墓發(fā)掘出的金屬飾品及物件作為主題背景，設(shè)計提出以下四個核心問題：一是古代金屬銀、金是如何得到的？二是古代金屬鐵器、銅器是如何冶煉的？三是周處家族墓發(fā)掘出的鋁制品是怎么來的？現(xiàn)代工業(yè)中，金屬鋁是如何冶煉得到的？四是為什么以上冶煉金屬的方法不同？可以采用一種方法做到嗎？前兩個問題學生回憶舊知，加以整合即可解決，第三個問題采用實驗探究的方法，讓學生通過分組實驗探究金屬鋁或者鎂的冶煉，第四個問題在學習以上三種方法的基礎(chǔ)上，歸納提升，引導學生從金屬陽離子的氧化性角度思考問題，同時實現(xiàn)知識的整合和結(jié)構(gòu)化。

（三）問題表述應(yīng)包含問題解決過程中學生的參與形式

核心問題的表述中應(yīng)包含問題解決過程中學生的參與形式。是合作還是獨立，是討論、實驗還是獨立思考，是動手還是動腦，是提出問題還是解決問題等，都需要學生考慮問題解決的具體途徑，都需要教師提供腳手架。教師要使核心問題的解決過程中所用方法，均指向素養(yǎng)的培育。

例如，“碳酸鈉、碳酸氫鈉”的教學，教師可以以制作饅頭時面團為什么變大為主題，設(shè)計核心問題：展示發(fā)酵粉實物，展示成分表（發(fā)酵粉主要成分為碳酸氫鈉和酒石酸），通過實驗探究，設(shè)計實驗一——碳酸氫鈉與酸的反應(yīng)，展示多種發(fā)酵粉的成分表，提問：有什么發(fā)現(xiàn)？市面上的發(fā)酵粉基本上都是碳酸氫鈉，而不是碳酸鈉，這是為什么？設(shè)計實驗二——比較同濃度碳酸氫鈉溶液和碳酸鈉溶液的堿性，提問：選擇碳酸氫鈉作為發(fā)酵粉主要成分的原因并非堿性強弱，這是為什么？ 通過實驗探究，設(shè)計實驗三——比較碳酸鈉和碳酸氫鈉與酸反應(yīng)，探究為什么同濃度碳酸氫鈉、碳酸鈉分別與鹽酸反應(yīng)，碳酸氫鈉產(chǎn)生氣體快？設(shè)計實驗四——往同濃度同體積的碳酸氫鈉溶液和碳酸鈉溶液底部中注入鹽酸，提問：碳酸氫鈉單獨使用，也可以迅速起到發(fā)面作用，但碳酸鈉需要等一段時間才起到發(fā)面作用，這是為什么？設(shè)計實驗五——比較碳酸氫鈉、碳酸鈉的熱穩(wěn)定性，提問：誰的熱穩(wěn)定性更好？以上核心問題的提出與表達，符合學生的最近發(fā)展區(qū)，能圍繞主題情境，以實驗作為手段，以實驗結(jié)果作為證據(jù)，以證據(jù)進行推理，引導學生得出結(jié)論。

主題式教學是以主題情境貫穿課堂的教學，是以核心問題形成問題串，進行知識建構(gòu)的教學。主題式教學的核心問題之間要有一定的聯(lián)系，常見的邏輯關(guān)系為并列式、遞進式或類比式。并列式問題容易異化為拼盤式或題組式問題，如圍繞造紙工藝，就造紙工藝中原料、工藝、廢水成分、廢水處理，研究酸堿鹽、碳循環(huán)、凈水等相關(guān)化學知識，所列問題并無一定的邏輯關(guān)系，所涉及的知識并不能形成系統(tǒng)性的知識脈絡(luò)，也不能形成知識的結(jié)構(gòu)化框架。主題式教學的問題設(shè)計與有背景材料的試題問題設(shè)計側(cè)重點是不同的，前者強調(diào)以真實問題情境設(shè)計核心問題，課堂既有知識的展開，又有知識的結(jié)構(gòu)化。而試題的問題設(shè)計可以是發(fā)散性的，不需要涉及知識的結(jié)構(gòu)化處理。

把教學中的知識以核心問題引出，有利于突出學生的學習過程，用問題導向開展知識建構(gòu)，是“做中學”的一種表現(xiàn)形式。在某一主題下，某些學科知識因為主題情境內(nèi)容、范圍的限制，可能無法設(shè)計成與主題式教學相關(guān)的問題，這需要設(shè)計核心問題之下的子問題，利用聯(lián)想、遷移、類比等手段，進行過渡與銜接，以保證學科知識框架的完整性。如果這類知識難度不大，教師可以以自學資料的形式給出；如果難度大，教師可以另外以課堂問題探究的形式或另外設(shè)置情境，使學生進行深入學習。

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（責任編輯：楊強）