真实问题情境在发展学生化学核心素养中的价值初探

冯洪明

摘 要：“科学探究与创新意识”是化学学科核心素养重要内容之一。化学教学中倡导真实问题情境是化学教学的本原回归，也是发展学生核心素养的现实要求。教学中利用真实问题情境的客观真实性、开放性、隐蔽性，可以促进化学学习方式和教学方式的转变，实现学生创造性思维能力的培养。

关键词：真实问题情境；核心素养；化学教学

新课改的核心要求是发展学生的核心素养，通过基于核心素养的教学，帮助学生形成必备品格和关键能力，让学生能适应社会发展，会生活。生活中处处是化学，化学即生活。因此，在化学教学中引入一些与化学有密切关联的真实问题情境是可能的，也是十分必要的，这是化学教学本原的回归。化学教学中合理利用生活中的真实问题情境可促进教学方式和学习方式的转变，有利于培养学生的创造性思维，充分发挥化学学科独特的育人功能。

一、 真实问题情境在发展学生核心素养中的教学价值

（一）真实问题情境可促进学习方式和教学方式的变革

按皮亚杰认知发展双重建构理论，认知发展可分为内化建构和外化建构。内化建构是把知识结构从外部层次、外部平面投射到主体的内部层次、内部平面上去。而外部建构则是把主体内部的图式投射到外部层次、外部平面上去[1]。显见，学生知识的掌握和能力的发展应该是内化建构和外化建构同时得以发展的过程。

分析现行的化学教学过程不难发现基本上是一种模式。课前教师总是竭力地收集各种信息与经典习题，用心地备着课，生怕有知识点被遗漏。课堂上，教师有条不紊地组织着教学中的各个环节，教室似乎成了教师个人进行才艺展示的舞台。教师面面俱到地解释着知识条目，力求“讲深讲透”，生怕学生听后还留有疑难。课后，又精心地布置各式各样的习题，满怀信心地希望学生马上能掌握所学知识，并学会了运用知识解决问题。这样的教学过程，教师向学生传授的是经过教师抽象与概括的系统间接经验，从认知本质分析是一个认知内化建构的过程。可见目前的化学教学过分地重视认知发展的内化建构，学生无论是听课还是练习几乎都围绕着内化建构展开的，而外化建构却是处于被忽略的境地。然而，外化建构却是学生运用课堂上所学知识对真实问题情境进行因果解释的过程，只有在知识外化的过程中学生的思维能力、科学方法能力才能得以充分培养，关键能力才能得到发展，这也正是新课改发展学生核心素养所倡导和追求的。

“真实问题情境”来源于生活，真实问题情境的合理解决为认知发展的外化建构搭建了一个理想的“平台”。

由于真实问题情境中“问题情境”产生的条件是隐藏于真实现象之中的，甚至都没有一般化学习题中常常给定的反应物、生成物、反应条件等信息。因此，在真实问题情境解决时首先需对“真实问题情境”反映的“问题情境”作必要的认识与概括以形成问题表征，然后通过分析、抽象等方法将“问题情境”抽象为化学习题。这个过程的难度较大，也是决定着能否真正实现认知发展外化建构的关键步骤，需要学生综合运用所学的知识来完成。所以通常情况下可以在教师的指导下来完成。最后便是问题解决了，在这一过程中常常是通过假设、类比等科学方法来实现的。图1是以“食品包装中脱氧剂的主要成分”为例的真实问题情境解决的一般过程流程图[2]。

显然，在教学中引入这类真实的问题情境，学生化学学习的兴趣得以充分激发，可充分体现教学中学生的主体地位，切实有效地转变了学生的学习方式与教师的教学方式。教学中，课堂不再是教师一个人的舞台，知识传授不该是简单的“给予”。同时学生必须认识到知识习得不应该是被动地“接受”，学习不可能靠“等”“要”，切实转变学习方式，在探索中真实地体会“学以致用”，主动获得知识。

（二） 真实问题情境有利于培养学生的创造性思维

在化学教学中引入习题的初衷是为方便学生巩固已学的知识，培养学生应用化学知识解决实际问题的能力。然而现阶段，习题在教学中比重过大，习题的作用被过高地估计，这严重妨碍学生创造性思维能力的培养。

一般的化学习题粗看也是在反映生产、生活中与化学学科有关的问题情境，但是在化学习题编撰过程中这些问题情境已被人为作了抽象与概括，有的化学习题甚至是凭空编造出来，存在科学性错误，这些经加工后以习题形式呈现给学生的化学问题情境已明显模型化和理想化，失去了问题情境的原汁原味。因此，如果教学只是希望学生通过“刷题”来帮助知识的理解与掌握的话，那么渐渐地学生的思维方式会明显趋于程式化，最终学生几乎养成了条件反射式的所谓解题模式与方法，化学学习将会被简单地理解为“演算”，久而久之学生只会“模仿”，解决实际问题的创新思维和能力未能得到发展，教学中学生能力的培养成了一句空话，这显然与化学教学中发展学生核心素养的要求相去甚远。相反，如果能在教学中适时地引入一些真实问题情境，学生在这些真实问题情境的解决中没有既成的模式可以“套用”，必須通过独立思考，尝试使用多种不同的问题解决方案，并比较它们的优劣，最后选择最为合理的路途进行问题解决。显然，这样借助真实的问题情境原生态的特点，利用真实问题情境解决来实现知识的理解与巩固，学生创造性思维一定能得到充分的培养。

新削的苹果表面极易变色，这是生活中一个极为寻常的真实问题情境，学生易作出“苹果颜色变化”肯定与化学反应有关的判断，因此，也一定十分愿意去弄清其中变色的原因。可是在传统的教学中真的是鲜有机会把这个真实问题情境置于课堂上进行分析与讨论。一是学生无从下手，不知道该用什么化学知识或原理来解释这个“颜色变化”。二是教师认为“苹果颜色变化”不就是因为氧化还原反应吗，一句话的事，没必要放在课堂上再花大量的时间让学生来讨论解决。

在前不久的一次市级化学复习研讨课上，笔者试着将这个被许多化学教师认为可以用一句话来解释的“变色现象”作为高三复习氧化还原反应的情境材料带进了课堂，教学效果出乎意料。

一上课，为便于观察与实验，笔者选择用榨汁机将一个苹果与一个去皮的橙一起榨成了汁，并将果汁一半装入矿泉水瓶密封，另一半置于锥形瓶中。

化学老师上课榨果汁！学生意外，弄不清楚老师究竟要做什么？学生们疑虑重重。

此时笔者便把“变色现象”的事实抛给了学生，并要求学生根据已学知识作出自己认为最合理的解释。

经过一段时间的思考与同学间交流讨论，老师开始询问学生的讨论结果，比较多的同学认为是苹果汁和橙汁间发生了某种反应引起了颜色的变化。当然也有同学否定了这个理由，因为生活中同时喝苹果汁和橙汁時并没有引起身体的不适（说明两者没有发生反应）。正当山穷水尽的时候，有一个声音冒了出来：装在矿泉水瓶中的果汁没有变色！

这真可谓是一石溅起千层浪。为什么矿泉水瓶中的果汁没有发生变色呢？

这时有部分思维敏捷的学生得出了这样的结论：果汁露置于空气中发生颜色变化，是因为被空气中的氧气氧化而引起颜色变化的。至此“变色现象”得到了合理解释。

通过上述一番思辨学生们仍觉得意犹未尽，为什么喝商品化的苹果汁和橙汁时未发现果汁颜色有变化？

可能是商家在果汁中添加了某些物质。那加入的物质又该具有什么性质呢？是还原性。

笔者在PPT中出示了某品牌苹果汁的成分说明书证实了学生的猜测。

追问：在化学反应中又有哪些常见的物质可以作为还原剂呢？这些物质间的还原性大小顺序又该怎么证明呢？

随着问题的一个个提出又一个个被解决，学生十分顺利地完成了氧化还原反应知识的复习，复习课的教学目标顺利达成。

一节四十五分钟的课，学生的注意力能始终集中在课堂中，显然这样的课堂教学是有效的。学生提出了很多围绕“氧化还原反应”的问题，并顺利地在老师引导下完成解答，显然这样的课堂是高效的。

真实问题情境的解决需要学生从多个角度去探寻问题情境背后隐藏的知识，要求极高，学生的思维能力得到了充分的培养。有些 “问题情境”的解决不可能仅凭学生一己之力来实现，需要在教师的引导下，通过同伴间合作共同完成，这又培养了学生的团队协作能力。

二、教学启示

“科学探究与创新意识”是化学学科核心素养的重要内容之一。化学教学中要发展学生这一学科核心素养，就要求在教学中必须注重培养学生发现和提出有探究价值的问题的能力，引导学生从问题假设出发，确定探究目的，设计探究方案，并进行实验探究。

事实上，真实问题情境以其客观真实性、开放性、条件隐蔽性等特点已经越来越引起人们的重视，越来越多的教师意识到应将它引入学生的学习过程中。利用真实问题情境既可以丰富教学内容，激发学生学习化学的兴趣，也可以促使教师将教学内容重新作结构化设计，促进学生学习方式和教师教学方式的转变。通过真实问题情境解决，帮助学生学到化学知识，了解、熟悉和找出解决问题的最佳途径，培养学生的创新精神和实践能力。

参考文献：

[1]雷永生.皮亚杰发生认识论述评[M].北京：人民出版社，1987：117.

[2]徐盼盼，王文英，周青.原始化学问题在中学化学教学中的价值初探[J].中学化学，2015（2）：6-8.