基于問題解決教學(xué)促進(jìn)初中生化學(xué)深度學(xué)習(xí)

王德強(qiáng) 徐作培

深度學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要途徑，具有課堂導(dǎo)向作用，也是評(píng)價(jià)課堂質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。教師要探究促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略，主動(dòng)改變傳統(tǒng)教學(xué)策略，更新自身教育思想，提高自身專業(yè)能力，基于深度學(xué)習(xí)特點(diǎn)和要求，運(yùn)用問題解決策略開展教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生在問題導(dǎo)向下實(shí)現(xiàn)化學(xué)深度學(xué)習(xí)，提高自身綜合能力，逐漸形成創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。

一、問題解決策略促進(jìn)初中生化學(xué)深度學(xué)習(xí)的可行性

學(xué)生開展學(xué)習(xí)活動(dòng)需要依托化學(xué)問題，而學(xué)習(xí)的目標(biāo)是解決生活中出現(xiàn)的問題，由此可見，問題與學(xué)習(xí)是相輔相成的關(guān)系。雖然學(xué)生通過學(xué)習(xí)未必可以解決生活中的所有問題，但學(xué)習(xí)活動(dòng)需要在解決問題中開展，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的目標(biāo)。

（一）深度學(xué)習(xí)

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有兩種學(xué)習(xí)方式可以選擇，一是整體理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，掌握知識(shí)中蘊(yùn)含的意義，是深度學(xué)習(xí)；二是側(cè)重學(xué)習(xí)內(nèi)容中的事實(shí)，重視教師提出的考驗(yàn)和問題，是淺層學(xué)習(xí)。我國(guó)從2005年逐漸開始研究深度學(xué)習(xí)理念，并明確其定義：是指學(xué)習(xí)者在理解學(xué)習(xí)內(nèi)容的同時(shí)辯證性地學(xué)習(xí)其中的內(nèi)涵和思想，并將其吸收到已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，運(yùn)用不同的思維方式將原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)遷移到新知學(xué)習(xí)中，解決學(xué)習(xí)過程中遇到的問題和困難，做出相應(yīng)對(duì)策。結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)深度學(xué)習(xí)的研究可以總結(jié)以下幾點(diǎn)特征。

1.重視化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。

建構(gòu)主義提出：“學(xué)習(xí)不是機(jī)械性記憶和理解的過程，而是運(yùn)用自身知識(shí)儲(chǔ)備經(jīng)過分析、探究、內(nèi)化化學(xué)知識(shí)形成結(jié)構(gòu)化知識(shí)體系的過程”。而深度學(xué)習(xí)體現(xiàn)在學(xué)生的不同學(xué)習(xí)視角，如學(xué)生從宏觀、微觀、符號(hào)角度對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解和表示，但是三個(gè)不同的學(xué)習(xí)視角代表著初中化學(xué)不同的思維方式，對(duì)學(xué)生形成化學(xué)思維具有不可替代的作用，有利于學(xué)生突破化學(xué)知識(shí)表層理解進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的認(rèn)知，從而辯證性地學(xué)習(xí)、理解、內(nèi)化新知，形成高階思維。

2.重視原有知識(shí)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

學(xué)生可以在不同情境、環(huán)境、氛圍中應(yīng)用原有知識(shí)學(xué)習(xí)新知，建立新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，形成新的知識(shí)結(jié)構(gòu)，通過新知與問題之間的聯(lián)系性解決實(shí)際問題，達(dá)到學(xué)習(xí)新知過程中問題解決的目的。

3.重視學(xué)科中的問題解決。

學(xué)生學(xué)習(xí)以解決問題為最終目的，而面對(duì)生活中的突發(fā)問題需要學(xué)生在深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上解決。由此可見，深度學(xué)習(xí)不僅體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和繁雜性，還體現(xiàn)在問題解決中，要想游刃有余地解決生活中的問題，就要深度理解化學(xué)知識(shí)，形成獨(dú)到的見解和運(yùn)用方法，不斷提升自身的思維水平，提升問題解決能力。綜上所述，問題解決是促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。

（二）問題解決

問題解決具有明顯的標(biāo)志，即問題具有指向性、操作性和認(rèn)知操作性，將傳統(tǒng)教學(xué)與問題解決教學(xué)相比，問題解決具有以下特點(diǎn)。

1.情境性特點(diǎn)。

問題解決重視學(xué)生的意義和探究性，強(qiáng)調(diào)復(fù)雜、探究性教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，通過學(xué)生之間的合作和探討解決問題，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)深度學(xué)習(xí)目標(biāo)，形成問題意識(shí)，逐漸形成獨(dú)立、主動(dòng)的學(xué)習(xí)能力。優(yōu)質(zhì)的問題情境可以促使學(xué)生進(jìn)行沉浸式學(xué)習(xí)，深入探索化學(xué)知識(shí)，自主建構(gòu)化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)，解決生活中遇到的問題。

2.思維操作性特點(diǎn)。

問題的解決是循序漸進(jìn)的過程，思維操作性是指學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行驗(yàn)證、推理、反思、評(píng)價(jià)的解題過程，便于教師同一時(shí)間管理不同能力和不同認(rèn)知水平的學(xué)生，使學(xué)生可以在面對(duì)問題時(shí)嘗試解決，體會(huì)解決問題的樂趣。

3.序列性特點(diǎn)。

問題解決是逐漸向教育目標(biāo)過渡的過程，具有繁雜、多變的特點(diǎn)，需要學(xué)生具有系列性、連貫性的序列思維，而學(xué)生思維連貫程度直接影響問題解決。思維序列是學(xué)生對(duì)問題假設(shè)、驗(yàn)證、猜想的過程。綜上所述，問題解決具有較強(qiáng)的序列性和程序性，不同問題需要不同的思維序列。

4.認(rèn)知性特點(diǎn)。

問題解決過程中，教師提出的問題普遍與學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)具有一定的關(guān)聯(lián)性，問題蘊(yùn)含的探究性可以引出學(xué)生認(rèn)知沖突和思維障礙，促使學(xué)生主動(dòng)思考、探究化學(xué)問題。而這一過程需要學(xué)生的認(rèn)知參與，并依托認(rèn)知計(jì)劃問題解決過程和方式，提高問題解決效率和有效性。

（三）問題解決與深度學(xué)習(xí)之間的關(guān)系

通過深入分析問題解決以及深度學(xué)習(xí)的含義和特點(diǎn)可知，促進(jìn)化學(xué)深度學(xué)習(xí)需要依托問題解決，而問題解決需要依賴深度學(xué)習(xí)，同時(shí)，問題解決是落實(shí)深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，是深度學(xué)習(xí)的重要體現(xiàn)形式，二者相互促進(jìn)、相互影響。由此可見，問題解決策略在初中化學(xué)中促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)具有較強(qiáng)的可行性。

二、問題解決促進(jìn)初中生深度學(xué)習(xí)的策略

在初中化學(xué)中應(yīng)用問題解決促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)活動(dòng)，對(duì)問題的設(shè)計(jì)具有一定要求，需要教師精心設(shè)計(jì)問題和問題在課程中的體現(xiàn)形式，發(fā)揮問題解決的作用，促使學(xué)生深度學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)。

（一）立足化學(xué)知識(shí)設(shè)置問題，促進(jìn)學(xué)生逐層深入探究

學(xué)生在傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)模式下的學(xué)習(xí)活動(dòng)以死記硬背為主，僅將化學(xué)知識(shí)記憶在腦海中，缺乏深度理解和掌握，對(duì)新知的運(yùn)用以模仿和機(jī)械套用為主，屬于淺層學(xué)習(xí)，不利于學(xué)生靈活、巧妙地運(yùn)用新知解決生活和學(xué)習(xí)中遇到的問題。而問題解決教學(xué)策略可以有效解決以上問題，促使學(xué)生深度學(xué)習(xí)，但是需要教師將化學(xué)知識(shí)問題化。立足于化學(xué)知識(shí)設(shè)置問題可以使學(xué)生將問題作為學(xué)習(xí)的起始，通過問題難度、廣度、深度的拓展激活思維的靈活程度，逐漸形成化學(xué)學(xué)習(xí)興趣和探究興趣，使學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望處于高水準(zhǔn)，積極補(bǔ)充自身的不足，實(shí)現(xiàn)化學(xué)學(xué)習(xí)能力的綜合發(fā)展。

例如，在初中化學(xué)滬教版教材九年級(jí)上冊(cè)“常見的化學(xué)反應(yīng)——燃燒”一課教學(xué)中，本課圍繞燃燒的原理、條件等知識(shí)展開，是學(xué)生生活中接觸頻率較高的內(nèi)容，如燃?xì)?、火機(jī)、火柴等。教師在基于知識(shí)設(shè)計(jì)化學(xué)教學(xué)問題時(shí)，要重視對(duì)化學(xué)知識(shí)的分析和探究。這部分內(nèi)容涵蓋燃燒條件、完全燃燒和不完全燃燒、燃燒引發(fā)的爆炸、防火與滅火知識(shí)，是學(xué)生首次接觸化學(xué)變化知識(shí)，對(duì)學(xué)生而言具有一定的難度。加上九年級(jí)的化學(xué)是學(xué)生整體化學(xué)學(xué)習(xí)生涯中的基礎(chǔ)階段，對(duì)學(xué)生具有啟蒙的作用，需要教師精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)，為學(xué)生形成良好的化學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維方式奠定基礎(chǔ)。在此之前，學(xué)生學(xué)習(xí)過“身邊的化學(xué)物質(zhì)”相關(guān)知識(shí)，與本課教學(xué)內(nèi)容具有一定的聯(lián)系，教師設(shè)計(jì)問題時(shí)，可以將兩部分知識(shí)進(jìn)行有機(jī)整合，促使學(xué)生通過原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)自主探索新知，促使學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

問題設(shè)計(jì)如下：鎂、木炭、鐵絲、蠟燭在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生怎樣的現(xiàn)象？完全燃燒與不完全燃燒有什么差異？有哪些助燃方式？二氧化碳、氧氣在燃燒中充當(dāng)什么角色？燃燒受哪些條件影響？怎樣防止生物品燃燒？知識(shí)問題化是利用問題解決促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，教師設(shè)計(jì)問題時(shí)要由整體到局部地分析知識(shí)特點(diǎn)、作用等，在充分了解化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，把握小結(jié)中知識(shí)點(diǎn)順序和結(jié)構(gòu)，促使學(xué)生思考化學(xué)問題，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

（二）立足化學(xué)問題設(shè)置情境，促使學(xué)生沉浸化學(xué)課堂

將化學(xué)問題轉(zhuǎn)化為教學(xué)情境是激發(fā)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣、促使學(xué)生沉浸式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，所以，教師要重視問題情境的創(chuàng)設(shè)，推動(dòng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。而將問題轉(zhuǎn)化為情境需要教師考慮學(xué)生興趣的激發(fā)，避免出現(xiàn)強(qiáng)硬式的教學(xué)現(xiàn)象?；诖耍處煒?gòu)建問題情境時(shí)可以立足于生活實(shí)際，將問題與生活緊密相連。傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)更側(cè)重學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的識(shí)記，忽略了學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)主動(dòng)性的調(diào)動(dòng)，導(dǎo)致學(xué)生自身具備的探究欲望和對(duì)化學(xué)的好奇心未能在化學(xué)課堂中充分激發(fā)，不利于學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)活動(dòng)。同時(shí)，將問題情境與生活元素相結(jié)合，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生參與化學(xué)情境的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生主動(dòng)將原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)應(yīng)用到新知學(xué)習(xí)中，從而將課堂還給學(xué)生，使學(xué)生基于問題結(jié)構(gòu)構(gòu)建相對(duì)完善的知識(shí)體系。設(shè)計(jì)問題情境時(shí)，教師要把握學(xué)生學(xué)情，根據(jù)學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)問題情境的難度和深度，使問題情境貼合學(xué)生最近發(fā)展區(qū)，使學(xué)生在解決問題的過程中內(nèi)化新知，提高化學(xué)能力。

例如，在初中化學(xué)滬教版教材九年級(jí)上冊(cè)“身邊的化學(xué)物質(zhì)”教學(xué)中，本課圍繞氧氣、二氧化碳、自然中的水、氧氣和二氧化碳的提取等內(nèi)容展開，與學(xué)生實(shí)際生活緊密相連，是學(xué)生生活中不可或缺的部分。教師設(shè)計(jì)問題情境時(shí)，可以基于不同小節(jié)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)生活化的問題，創(chuàng)設(shè)貼合學(xué)生實(shí)際的問題情境，使學(xué)生在情境導(dǎo)向下將化學(xué)與生活相聯(lián)系，樹立生活意識(shí)，促使學(xué)生在生活中進(jìn)一步探究化學(xué)，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

基于“性質(zhì)活潑的氧氣”，教師可以運(yùn)用信息技術(shù)展示紅磷燃燒實(shí)驗(yàn)和魚在水中擺動(dòng)魚鰓的視頻，并設(shè)計(jì)以下問題：氧氣有什么性質(zhì)？對(duì)生活具有什么作用？魚在水中靠什么呼吸？氧氣溶于水嗎？生活中缺乏氧氣會(huì)怎樣？氧氣通過什么產(chǎn)生？氧氣以怎樣的形式存在于生活中？基于“奇妙的二氧化碳”，教師可以展示動(dòng)物到山洞中，忽然倒地死亡的視頻，設(shè)計(jì)以下問題：動(dòng)物死亡的原因是什么？二氧化碳是有害物質(zhì)嗎？空氣中是否存在二氧化碳？打開飲料時(shí)出現(xiàn)的氣體是什么？如果生活中的二氧化碳全部消失會(huì)怎樣？二氧化碳有什么作用？怎樣辨別氧氣和二氧化碳？二氧化碳具有怎樣的性質(zhì)？使學(xué)生基于生活探索逐漸形成化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，主動(dòng)參與問題情境，基于生活實(shí)際解決問題，促使學(xué)生將生活經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到化學(xué)課堂中，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)的好奇心和探索欲，幫助學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

（三）立足化學(xué)真實(shí)情境構(gòu)建，促使學(xué)生產(chǎn)生濃厚興趣

學(xué)生的學(xué)習(xí)與情境具有密切聯(lián)系，學(xué)習(xí)情境與學(xué)習(xí)貼合度越高，與學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和感受越接近，學(xué)習(xí)效率自然越高，利于學(xué)生快速進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)。而具有真實(shí)性的問題情境會(huì)帶給學(xué)生強(qiáng)烈的體驗(yàn)和感受，快速激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性，進(jìn)一步強(qiáng)化情境與學(xué)生的關(guān)聯(lián)性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的直觀性和具象性，使學(xué)生在不斷解決問題的過程中探索化學(xué)問題的意義和價(jià)值，感受解決問題的樂趣，促使學(xué)生增加化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備。

例如，在初中化學(xué)滬教版教材九年級(jí)上冊(cè)“金屬防護(hù)和廢金屬回收”教學(xué)中，本課圍繞金屬保護(hù)措施和廢金屬回收方式以及意義展開。教師開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，可以立足于“減少鐵資源對(duì)環(huán)境的破壞”這一素材創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，提出相關(guān)問題：廢舊的鐵會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，對(duì)動(dòng)植物、土地、空間會(huì)造成一定污染，怎樣減少鐵資源對(duì)環(huán)境的污染呢？怎樣延長(zhǎng)金屬材料的使用壽命？怎樣防止金屬生銹？廢金屬的回收可以用于哪些領(lǐng)域？引導(dǎo)學(xué)生開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)，探究金屬生銹的原因，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解和識(shí)記金屬防護(hù)措施，將金屬生銹原因與金屬防護(hù)、廢金屬回收知識(shí)有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生明確金屬防護(hù)和廢金屬回收的意義，樹立環(huán)保意識(shí)和環(huán)保思維，在深度掌握金屬防護(hù)和廢金屬回收知識(shí)的同時(shí)完成知識(shí)遷移，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

（四）立足問題情境解決問題，促使學(xué)生深度學(xué)習(xí)

在初中化學(xué)中實(shí)施問題解決策略，教師不僅要重視化學(xué)問題和教學(xué)情境的設(shè)計(jì)，更要重視問題解決過程的設(shè)計(jì)，使學(xué)生在教師有目的、有計(jì)劃的引導(dǎo)下深度探索數(shù)學(xué)知識(shí)，從而真正進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)。

例如，在初中化學(xué)滬教版九年級(jí)下冊(cè)“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)6：粗鹽的初步提純”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，圍繞粗鹽提純方式展開。教師在開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要設(shè)置真實(shí)的教學(xué)情境，如鹽場(chǎng)老板因機(jī)器損壞難以繼續(xù)提純粗鹽，需要學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)幫助他度過商業(yè)危機(jī)，通過這一情境引出整體性問題：怎樣運(yùn)用所學(xué)知識(shí)將粗鹽提純？此時(shí)學(xué)生的責(zé)任感和好奇心被充分調(diào)動(dòng)，教師要抓住學(xué)生內(nèi)在動(dòng)力豐富的時(shí)機(jī)，提出相應(yīng)的教學(xué)問題，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探究欲望，如粗鹽是什么？怎樣去除粗鹽中的可溶性雜質(zhì)？怎樣檢驗(yàn)純化后食鹽中的可溶性雜質(zhì)是否去除？重結(jié)晶法可以將食鹽提純到怎樣的程度？促使學(xué)生調(diào)動(dòng)已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)儲(chǔ)備探究問題，開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)，提高問題解決效率。學(xué)習(xí)活動(dòng)體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)性和探究性特點(diǎn)，需要教師在教學(xué)活動(dòng)中適當(dāng)給予學(xué)生幫助和指導(dǎo)。并且，在開展問題解決教學(xué)時(shí)，基于初中學(xué)生能力和粗鹽提純實(shí)驗(yàn)難度，教師可以以小組的方式開展教學(xué)活動(dòng)，通過不同學(xué)生的思考方式解決化學(xué)問題，拓展學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)深度，進(jìn)一步探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，提高學(xué)生的認(rèn)知水平。

三、結(jié)語

綜上所述，將問題解決法應(yīng)用于初中化學(xué)教學(xué)中，教師不僅要重視問題設(shè)計(jì)和問題情境設(shè)計(jì)，還要重視問題解決過程設(shè)計(jì)，為學(xué)生深度學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)提供明確導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生的求知欲望和好奇心，使學(xué)生由內(nèi)而外地喜歡化學(xué)，從而增強(qiáng)問題解決的主動(dòng)性，發(fā)揮問題解決策略在化學(xué)教學(xué)中的作用，促使學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，提高自身的綜合能力。

注：本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“深度學(xué)習(xí)視域下初中化學(xué)問題情境設(shè)計(jì)研究”（課題編號(hào)：E-b/2020/25）的階段性成果。