[摘 要]核心問題是課堂教學的關(guān)鍵著力點,對探究活動起著重要的引領作用。為了助力深度探究并優(yōu)化高中化學課堂教學,文章深入探討了如何設計與提煉核心問題,并提出了五個具體策略:一是潛心研讀教材,整體把握,在關(guān)聯(lián)處凝練;二是基于學生經(jīng)驗,引發(fā)沖突,在需要時質(zhì)疑;三是學生主體發(fā)問,親歷發(fā)現(xiàn),在困惑處創(chuàng)生;四是設計輔助問題,適當取舍,梳理問題序列;五是注重實踐操作,尊重差異,課后反思優(yōu)化。
[關(guān)鍵詞]核心問題;高中化學;氧化還原反應;教學策略
[中圖分類號]" " G633.8" " " " " " " " [文獻標識碼]" " A" " " " " " " " [文章編號]" " 1674-6058(2025)02-0050-04
著名哲學家波普爾曾說:“科學與知識的增長始于問題,終于問題?!碑斍?,越來越多的教育者開始關(guān)注“問題教學”,而核心問題無疑是“問題教學”研究中的一個重要切入點。核心問題是課堂的核心,它不僅為科學探究定下了基調(diào),還引領著科學探究的方向。
一、問題的提出
教師在進行教學設計和課堂教學時,需精心設計問題。問題是思維的起點,也是化學探究的觸發(fā)器。但是,當前教學存在問題零散化的現(xiàn)象,零散的問題往往低效甚至無效,導致學生的思維處于低迷狀態(tài),嚴重影響教學的效果和質(zhì)量。
現(xiàn)象一:問題繁多,思考空間受限
問題本應是激發(fā)思維、促進學習的有效手段,但在許多課堂中,問題卻繁多瑣碎,導致學生思考的空間變得狹窄,而過多的問題也使得學生思考的時間非常有限,思維無法充分展開。
現(xiàn)象二:問題零散,重點聚焦缺乏
教師在設計問題時,往往缺乏對教學目標和教學重難點的深入剖析,導致問題零散,缺乏指向性,使得學生在回答問題時容易偏離教師的意圖,無法觸及重難點,從而浪費時間。
現(xiàn)象三:問題淺顯,引導作用不足
問題可以分為呈現(xiàn)型、發(fā)現(xiàn)型、創(chuàng)造型三類。然而,在實際教學中,呈現(xiàn)型問題屢見不鮮,發(fā)現(xiàn)型問題和創(chuàng)造型問題卻極少涉及。教師過多地采用無價值的牽引性問題,且這些問題多停留在知識的表層,無法有效引導學生深入思考,從而限制了學生思維的拓展。
二、核心問題的概念及其特征
核心素養(yǎng)、核心概念、核心問題在高中化學課堂教學中是一個統(tǒng)一的整體,它們相互嵌合,共同構(gòu)成高中化學課堂教學的核心框架。其中,核心問題起著引領探究活動的作用。因此,核心問題與其他問題相比,有著特殊的地位。它直接指向核心概念和核心素養(yǎng),是其他問題產(chǎn)生的基礎和源頭。一堂化學課中可能僅包含一至兩個核心問題,其特殊性也決定了它具備以下特點。
(一)提綱挈領,綱舉目張
核心問題在課堂中的地位最高,也最為關(guān)鍵,往往開門見山,直接觸及教學的核心要點,而且能將課堂教學導向明確的目標,使得教學過程清晰流暢。
(二)重點聚焦,指向明確
核心問題指向核心概念,是一堂課的支架和主線,能夠有效突出教學重點,并助力突破教學難點。通過核心問題,教師可以引申出新的關(guān)聯(lián)問題,從而幫助學生在解決問題的過程中快速建構(gòu)起知識框架。
(三)激發(fā)挑戰(zhàn),適度開放
核心問題應具有一定的挑戰(zhàn)性,以引發(fā)學生的認知沖突。基于學生的“最近發(fā)展區(qū)”設計具有一定難度的核心問題,讓學生能夠通過“跳一跳”摘到“果子”,從而激發(fā)他們的學習積極性和求知欲。同時,要注意問題的開放程度要適中,避免學生偏離學習主題。
核心問題的幾個顯著特征之間相互關(guān)聯(lián)、相互影響,為化學課堂注入了更多的活力,也使教師在課堂教學中更為得心應手、游刃有余。值得注意的是,在化學課堂中核心問題的呈現(xiàn)形式不應僅限于疑問句,有時也可以是一個核心探究任務。
三、基于核心問題優(yōu)化課堂教學的策略
核心問題的把握是否精準直接影響教學的效果。那么,教師該如何設計與提煉出有效的核心問題,從而為化學課堂增添助力呢?圖1是以氧化還原反應單元教學為例,基于核心問題優(yōu)化課堂教學的設計思路,為高中化學課堂教學提供了明確指導。
教師應依據(jù)教學內(nèi)容和具體學情來精準提煉核心問題,并圍繞這些核心問題設計輔助問題,同時也可以鼓勵學生自主提出核心問題。
(一)潛心研讀教材,整體把握,在關(guān)聯(lián)處凝練
在凝練核心問題前,教師應先深入研讀教材。只有研透教材的橫向聯(lián)系與縱向聯(lián)系,以及新舊知識之間的關(guān)聯(lián),才能準確把握教學的重難點,從而提煉出有價值的核心問題。
1.研透教材內(nèi)容,直擊核心
“氧化還原反應”內(nèi)容的特點是概念多、抽象且理論性強。在研讀教材時,教師需要把握初中知識、高中必修知識、高中選修知識之間的關(guān)聯(lián),即“得氧、失氧→元素化合價升降→電子轉(zhuǎn)移”,從宏觀視角(元素)到微觀視角(電子),由表及里,環(huán)環(huán)相扣,逐步揭示氧化還原反應的本質(zhì),引導學生建構(gòu)氧化還原反應的認知模型。只有厘清教材中的核心概念及其特征,并圍繞學情、教學目標以及重難點等因素,遵循螺旋上升的梯度原則才能設計出直擊要點的核心問題。
核心問題:回顧初中所學的氧化反應和還原反應的概念,從得失氧和化合價變化的角度,對比分析CuO+ H2=Cu+ H2O和2Na+Cl2=2NaCl這兩個反應,歸納什么是氧化還原反應,并思考氧化還原反應是否同時進行。
上述兩個反應的相同之處在于都涉及電子的轉(zhuǎn)移和化合價的變化,不同之處則在于反應物和生成物的性質(zhì)及反應條件。通過對比分析,可以得出:氧化還原反應的特征是反應前后元素化合價發(fā)生了變化。因此,在教學中教師可以利用這一點來完善和強化氧化還原反應的概念,培養(yǎng)學生的分析能力。
2.建立系統(tǒng)思維,整合重構(gòu)
教師在研透教材的基礎上,還需用全局的眼光和系統(tǒng)的思維去創(chuàng)設核心問題,必要時可以在整體把握教材的前提下打破原有的知識結(jié)構(gòu),進行重新整合,實現(xiàn)重構(gòu)。
核心問題:對比分析Cl2+H2O HCl+HClO和2KMnO4[△]K2MnO4+MnO2+O2↑這兩個反應,還可以得出什么結(jié)論?
上述兩個反應中均只有一種元素的化合價發(fā)生變化,且同一種物質(zhì)在反應中表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。將此核心問題納入教學,有助于學生從全局角度理解氧化還原反應的多樣性及其應用,培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維。同時,這一做法能打破傳統(tǒng)知識框架,促進深度學習,提高學生對化學反應機制的綜合理解能力。
(二)基于學生經(jīng)驗,引發(fā)沖突,在需要時質(zhì)疑
在設計核心問題時,教師不僅要深入研究教材,還應當充分研究學生?;趯W生已有經(jīng)驗和思維困惑點來提出問題,以此引發(fā)學生的認知沖突,進而設計學生感興趣的實際問題。
1.喚醒已有經(jīng)驗,點燃探究熱情
在核心問題的驅(qū)動下喚醒學生已有的知識經(jīng)驗,以有效激發(fā)學生的探究熱情。
核心問題:你知道化學中有哪四種基本反應類型嗎?請根據(jù)反應Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2分析并歸納氧化還原反應與四種基本反應類型之間的關(guān)系,以及思考這兩種分類方式是否存在交叉。
2.引發(fā)認知沖突,深刻建構(gòu)概念
設計能夠引發(fā)學生認知沖突的核心問題,促使他們的思維產(chǎn)生劇烈的碰撞,從而深刻建構(gòu)核心概念,突破思維枷鎖。
核心問題:從動畫角度觀察并分析反應2Na+Cl2[ △ ]2NaCl,思考如何從電子轉(zhuǎn)移的角度認識氧化還原反應。
在教學中,這個核心問題將引導學生從電子轉(zhuǎn)移的角度進行分析,進而發(fā)現(xiàn)氯原子和鈉原子之間發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移,分別形成了陰離子和陽離子,雙方的最外層電子都達到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。通過這樣的分析,學生能夠更深入地了解氧化還原反應的本質(zhì)。同時,教師還可以適當拓展,介紹元素的電負性、反應物的電子結(jié)構(gòu)等因素對化合價變化的影響。這樣不僅能夠培養(yǎng)學生的邏輯思維能力,還能夠激發(fā)他們探索化學反應機制的興趣,從而建構(gòu)相關(guān)知識體系。
(三)學生主體發(fā)問,親歷發(fā)現(xiàn),在困惑處創(chuàng)生
化學課堂活動真正走向探究的重要標志是學生主體的積極參與。因此,核心問題既可由教師提出,更應鼓勵學生自主設計,通過生成、提煉和整合問題來深化探究。
1.親歷探究過程,創(chuàng)生問題
給予學生自主探究和親身體驗的機會,以激發(fā)他們的好奇心,進而產(chǎn)生諸多疑問。通過適當?shù)慕涣骱鸵龑?,學生便能夠提出具有探究價值的問題。然而,教師在課堂中有時會無意識地削弱學生的主體地位,直接將問題拋給學生,導致學生只能被動思考,從而失去自主發(fā)現(xiàn)問題的機會。
核心問題:將鋅片和銅片的一端分別用導線連接至電流表的兩端,另一端則插入CuSO4溶液中,形成閉合回路。觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn),說明有電流產(chǎn)生。電流是微觀粒子的什么行為所導致的呢?
這樣的問題能幫助學生深入探討電流的本質(zhì),如電子的移動和離子的導電性,進而揭示化學反應和物理過程之間的內(nèi)在聯(lián)系。
2.鼓勵大膽質(zhì)疑,多維整合
“學起于思,思源于疑。”質(zhì)疑是科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的表現(xiàn)。教師應聚焦核心問題,引導學生討論交流,并鼓勵他們大膽質(zhì)疑,使他們能夠在核心問題的引導下發(fā)現(xiàn)新的問題,形成問題串,從而推動教學深入。
核心問題:閱讀人教版高中化學教材必修一第25頁,觀察圖1-15,思考氧化劑和還原劑、還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物的定義,并指出它們之間的關(guān)系。
這樣的問題能引導學生深入思考氧化還原反應中的電子轉(zhuǎn)移,加深對氧化還原反應的機制和組成的理解,促進學生的深入學習和應用能力的發(fā)展。
(四)設計輔助問題,適當取舍,梳理問題序列
在化學教學過程中,教師應引導學生圍繞核心問題展開探究,適時提出輔助問題,以問題串不斷激發(fā)學生思考,使課堂主線分明,充滿探究氛圍。
1.分析權(quán)重主次,適當取舍
教學中若問題過多,容易造成學生思考空間不足。因此,需要適當取舍問題,以序列化的問題引導學生持續(xù)學習,促進課堂活動有序高質(zhì)展開。
問題1:元素的化合價與得失電子、氧化性、還原性有什么關(guān)系?元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)是否一定被氧化?
問題2:根據(jù)氧化性和還原性的定義,你能列出哪些常見的氧化劑和還原劑?
根據(jù)問題的權(quán)重主次進行適當取舍,可以減輕學生的認知負擔,同時讓學生有足夠的時間與空間去自主探究。
2.提取內(nèi)在聯(lián)系,連點成線
好的輔助問題能夠引導學生圍繞實際問題的解決展開深入探究。在選擇和提出輔助問題時,不僅要注意問題的內(nèi)在聯(lián)系,還要注意問題的邏輯性,根據(jù)問題間的聯(lián)系和邏輯連點成線。
問題1:結(jié)合離子的檢驗方法,你能思考并設計實驗來驗證物質(zhì)的氧化性和還原性嗎?
問題2:已知H2O2無色,具有氧化性,能氧化Fe2+;FeCl2溶液顯淺綠色,F(xiàn)eCl3溶液顯黃色,F(xiàn)eCl3溶液遇KSCN溶液顯血紅色?;谶@些信息,請利用提供的試劑,設計合理、有效的實驗方案,完成探究實驗(略)。
這樣的問題設計促使學生將理論知識應用于實踐,從而培養(yǎng)他們的實驗設計和分析能力,同時加深他們對氧化劑和還原劑的理解,進而更好地掌握氧化還原反應的實際應用。
(五)注重實踐操作,尊重差異,課后反思優(yōu)化
教師在設計核心問題和輔助問題時,更多考慮的是知識形成的邏輯順序,而在課堂實踐中往往會發(fā)現(xiàn)這些順序與學生的認知順序并不完全吻合。這主要是因為教師忽略了學生之間以及班級之間存在的客觀差異。因此,教師課后還應多進行反思,并對核心問題進行優(yōu)化。
1.關(guān)注學生差異,調(diào)整策略
學生的個體差異決定了教師應因材施教,實施差異化教學。對于不同學習水平和背景的學生,教師應調(diào)整教學內(nèi)容的深度和難度,以確保所有學生都能夠理解相關(guān)知識,學有所成。在實際操作中,核心問題的設計也需要充分考慮學生的個體差異。
核心問題:相比于雙線橋法,還有一種方法能更直觀地表示反應中電子轉(zhuǎn)移的情況,這種方法就是單線橋法。請閱讀人教版高中化學教材必修一第25頁中的兩個反應表達式,分析它們的特點,指出被還原和被氧化的元素分別是什么,并用單線橋法表示2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反應中的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。
這樣的核心問題設計,不僅能夠幫助學生厘清氧化還原反應的基本原理,還能通過更直觀的表示方法糾正學生對電子轉(zhuǎn)移的誤解。教師還可以針對學生的理解程度,調(diào)整教學策略,幫助學生克服化學反應理解中的困惑,提升化學思維能力。
2.多方評價提升,反思優(yōu)化
核心問題與關(guān)鍵問題設計是否合理,在課堂實踐中會得以體現(xiàn),如從學生的答疑情況、參與度以及活動開展的順利程度等方面就可以看出。學生是課堂的主體,他們的反饋是最具權(quán)威性的評價。此外,在公開課中,專家與聽課教師的評價有助于教師更好地提煉和運用核心問題。
問題1:請思考物質(zhì)氧化性和還原性的強弱與哪些因素有關(guān),并列舉判斷物質(zhì)氧化性和還原性強弱的基本方法。
問題2:金屬陽離子是否只具有氧化性?已知物質(zhì)的氧化性和還原性的強弱關(guān)系,如何判斷某一氧化還原反應能否發(fā)生?
以上核心問題旨在引導學生深入理解物質(zhì)的氧化性和還原性強弱的判斷方法,并探討相關(guān)的化學反應原理。通過討論,學生可以掌握基本方法,例如通過元素在周期表中的位置和標準電極電勢值來判斷物質(zhì)的氧化性和還原性。在進一步探究中,學生會了解到金屬陽離子主要表現(xiàn)氧化性,但并非絕對。還原性的強弱與物質(zhì)失電子的能力、原子結(jié)構(gòu)、核外電子排布等因素相關(guān)。通過多方評價和反思,學生能夠鞏固知識、發(fā)現(xiàn)學習中的問題,從而優(yōu)化學習策略,提升化學素養(yǎng)。
四、反思與總結(jié)
科學探究是培育核心素養(yǎng)的重要途徑,核心問題是開展科學探究的重要前提。我們在核心問題的研究道路上不斷探索,同時也遇到了一些新的疑問,希望在后續(xù)的研究中能夠逐步解決。
其一,化學內(nèi)容包羅萬象,針對不同的內(nèi)容和知識板塊,我們需要不斷調(diào)整和完善策略,并在實際操作中有所側(cè)重,以確保策略更具適切性。
其二,核心問題引領的探究學習往往會引發(fā)新的問題。因此,我們需要把握問題要旨,創(chuàng)設高質(zhì)量問題,使課堂提問從“小步子”邁向“大問題”。為了使核心問題能夠更好地助力化學課堂探究,我們應讓問題更精練、更深入、更聚焦。這樣,不僅能夠開闊學生的思考空間,促進學生化學學習的深入開展,還能有效提升學生的化學學科核心素養(yǎng)。
[" "參" "考" "文" "獻" "]
[1]" 張玉清.基于問題驅(qū)動的“教、學、評”一體化的教學模式研究:以“氧化還原反應”單元教學為例[J].化學教與學,2022(16):47-49.
[2]" 嚴金花.基于真實問題情境的教學:以氧化還原反應的教學設計為例[J].化學教與學,2020(11):45-48,44.
[3]" 侯延寧.高中化學“問題鏈”課堂的構(gòu)設與反思[J].中學化學教學參考,2019(10):35-36.
[4]" 羅晶,張英鋒.基于情境以問題驅(qū)動建構(gòu)認知模型的教學實踐:以“氧化還原反應”為例[J].化學教與學,2021(24):9-12.
[5]" 曹滿莉.中學化學“氧化還原反應”核心概念的提取與研究[J].化學教與學,2019(1):8-12.
(責任編輯" " 羅" " 艷)