问题设计差之毫厘 课堂效果谬以千里

魏明

摘要：通过对氮及其氧化物同课异构中问题设计的反思，发现问题设计的差异性主要体现在：情景材料的设计、问题侧重点的关注、问题形式的设计，这导致了课堂教学效果相差甚远。进而得出：体现生活情境性、注重问题具身性、依托实验设疑性等问题设计的策略。

关键词：问题设计；高阶思维；教学细节；教学效果

文章编号：1008-0546（2017）07-0051-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.014

问题是激发学习者思维的源泉，是维系学习者持续不断思考的动力。课堂教学中，问题是进行高阶思维能力培养的最有效手段，是促进学习者高阶思维能力教学设计的核心[1]。氮元素是高中化学必修1中继氯、硫学习之后又一重要的非金属元素，是对氧化还原反应知识的重要运用。“氮及其氧化物的性质”的内容在整个必修1中既要前面的知识铺垫，又是对知识的深入理解，这对学生一个学期的化学学习起到举足轻重的作用。课堂教学中创设高质量、高水平问题是发展学习者高阶思维的关键[2]。怎样才能围绕本节课教什么、应怎样教、教学目标如何更好达成而设计出独具特色的问题链？恰好有两位老师对本节课进行“同课异构”，笔者对比分析了两位老师的整个教学过程，展示研究过程中值得思考的课堂细节——问题设计，以供商榷。

一、 实录两位教师课堂教学片断

根据两位教师课堂活动设计的顺序，分别截取“新课导入”“师生互动”“实验活动”“引领总结”四个教学片断[3]。

1. 教师1的课堂教学片段

片段1：新课导入

学生自学苏教版必修1中96和97页相关内容，提出问题（1）组成蛋白质的主要元素是什么？（2）植物生长必需的营养元素有哪些？（3）火箭推进剂成分有哪些？

学生思考讨论。

片段2：实验活动

学生观看实验视频：N2与O2反应、NO2与H2O反应

学生讨论视频中的实验现象。

片段3：师生互动

教师提问：从上述实验可比较得出NO和NO2的颜色、状态、气味、密度、溶解度等哪些物理性质？学生回答的很好，都是非常标准的答案。

教师提问：氮元素有哪些化合价，对应的氧化物分别是什么？学生回答，教师补充并写出板书。

教师提问：能否写出实验视频中二氧化氮与水反应的方程式？

请学生上黑板书写这一方程式。

教师提问：如何判断产物有硝酸生成？怎样求出此硝酸的浓度？教师提示视频中试管的三分之一体积，并进一步得出歧化反应的概念。学生记录。

教师追问：如何才能让溶液充满整个试管？通入何种气体，且需要此气体的量是多少？引导学生运用氧化还原反应书写、配平方程式。

教师进一步追问：如果开始试管中都是NO气体，通入多少氧气可以使试管中充满溶液？（用方程式说明）

教师图片展示：酸雨的危害。提问：通常用碱处理氮氧化物等污染性气体，写出NaOH分别与二氧化氮、一氧化氮和二氧化氮的混合气体反应的两个方程式？学生练习，教师再次从氧化还原反应知识配平方程式，并引出“归中反应”概念。

片段4：引领总结

从三个方面：气体共存、气体溶解于水是否发生氧化还原、环境污染等设计问题，巩固本节课内容。

2. 教师2的课堂教学片段

片段1：新课导入

教师提问：大家说说我们生活当中有哪些物质含有氮元素，或者是学习过的？学生纷纷举手回答，学生1：N2、化肥中的氨肥；学生2：蛋白质；学生3：有一种作为麻醉剂的笑气，一氧化二氮；学生4：硝酸，等等。学生积极参与。展示学习目标和学习重点难点，明确学习任务。

片段2：师生互动

教师提问：问题1.氮元素有用吗？

教师补充：PPT展示，肽键、血红蛋白、叶绿素结构式，可以看出氮是组成生命的重要元素，有叶绿素才有植物的光合作用，总之一句话：氮是生命的基础。另外在尖端的航天航空方面，氮元素组成的物质作为燃料。

教师提问：氮元素常见的价态有哪些，对应有哪些物质？学生回答，老师补充并写板书。

教师提问：问题2.氮气有用吗？学生1：金属焊接时作保护气；（教师补充：说明氮气化学性质稳定。）学生2：冷却超导材料（教师评价：很有研究价值）；学生3：制硝酸（教师评价：很好，学以致用）。教师总结：所以化学对人类文明的伟大贡献之一就是和氮气紧紧连在了一起！

片段3：实验活动

教師提问：问题3.如何用实验证明氮气、氮氧化物的重要性质？教师展示实验视频：（1）液态氮气降低电阻，灯泡变亮；（2）悬浮物品；（3）活的金鱼在液氮中冻僵再放入水中又活了； （4）氮气和氧气放电反应。教师及时讲解视频中关键点。

教师演示实验1：二氧化氮与水的反应（试管中的红棕色变无色），用针管向该试管注入空气，无色又变为红棕色，取试管中溶液，检验为酸性。学生写出相关方程式。

教师演示实验2：现有一试管二氧化氮：（1）将其倒置于盛水的烧杯中，一段时间后，观察现象。（2）如果想使试管充满液体，怎么办？（3）如果试管内是NO， 怎么使试管充满液体？

片段4：师生互动

挖掘实验价值：根据实验2，能否从方程式角度予以解释？NO2与H2O反应生成HNO3和NO，NO与O2反应生成NO2，NO2又与H2O反应生成HNO3和NO，NO再与O2反应生成NO2，这进入“死循环”，如何走出“死循环”？分析3NO2+H2O■2HNO3+NO，2NO+O2■2NO2这两个方程式，“消去”NO，用叠加方程式方法得出相关方程式。

教师提问：问题4.NO、NO2有用吗？

图片：1998年诺贝尔奖获得者伊格纳罗对一氧化氮通血路的研究；二氧化氮在化学反应和火箭燃料中作氧化剂，在生产中作催化剂。

问题5. 比较NO、 NO2有哪些重要性质？从三个方面物理性质、化学性质、收集方法完成表格。思考：如何除去NO中的NO2？学生演示实验：NO2使湿润KI-淀粉试纸变蓝。学生基本都能很好完成。

问题6. NO、NO2有什么危害？展示表格：不同浓度的NO2（ppm）对人体的危害。展示图片：一氧化氮和二氧化氮对环境的污染。形成硝酸型酸雨、形成光化学烟雾：NO2+O2 →O3，O3+CxHy→有毒烟雾、破坏臭氧层O3 →O2，NO作为催化剂。

问题7.如何产生NO、NO2的？人们采取哪些措施防止和减少NOx对环境的污染？学生1：化石燃料燃烧的废气、使用清洁能源（教师评价：思路很清晰，从源头遏制）；学生2：汽车尾气，汽车安装尾气转化装置；学生3：硝酸工厂、氮肥厂、金属的冶炼厂的废气，用尾气处理，通入NaOH溶液。教师追问并写板书：NO+NO2+ NaOH■ ？，教师提示分析价态，得出产物为正三价，根据前面价态与对应的物质得出亚硝酸钠，进而巩固用氧化还原反应知识配平。教师继续提问：如果单一气体NO2，用NaOH溶液处理，产物有哪些？教师补充“归中”“歧化”概念。

片段5：引领总结

教师提问：

1.结合本节课所学知识请用箭头标出常见含氮物质的转化关系？

2. 你的疑问有哪些？

巩固练习1：某校八年级（上）语文期中考试试题中涉及到的化学方程式有哪些？

巩固练习2：图片氮的循环，氮的固定

课后作业：学生调查研究“硝酸型酸雨的危害”。

二、 两位教师课堂教学中问题设计的比较

问题设计是课堂教学设计的一个重要组成部分，可以把教学中其它各个要素进行衔接和控制，更好地服务于学生。

1. 共同之处

（1）教学内容中穿插问题，能更好突破教学难点，突出教学重点，都做到以问题的方式引起学生的思考。

（2）用教学手段设置问题，在实验中都积极设置一些问题，配合实验步骤的进行，起到对关键现象、结论的提示、总结作用。

（3）在问题设计方式中都运用到递进追问式，有利于问题的解决和知识点的深入理解，并进行了适度的拓展延伸。

2. 问题设置的差异

（1）情景材料的设置不同

在新课导入时，教师1直接让学生预习本节课内容的时间略长，这使后面很多問题的设置显得空洞，以及问题的回答显得单一，整节课有时变成一种验证性的课堂，减少了课堂生成性知识的产生；用视频实验为情景材料，学生竟然“能闻到视频中气体的味道？”而教师2从学生已有的知识设问，既为本节课的后续学习做好铺垫，又使学生参与的积极性和学习的热情被充分调动和激发；教师运用“真实”实验为情景材料，设计问题有效突破本节课重难点，并且克服了教师1课堂上关于此内容空洞讲解时出现的“课堂较为沉闷，部分学生学习感到吃力”现象。

（2）课堂问题关注的重点不同

在师生互动的过程中，教师1注重学科知识的学习，所设计的一切问题都是为了解决学科知识中存在的认知困难，为“求知”而单纯地“教知”，不是鲜活的生命体之间的对话，学生的惟命是从，教师的绝对权威，不利于知识生成过程中的思维能力培养。教师2注重知识存在的情境，关注知识存在的价值和意义，强调学生核心素养的培养。在问题预设时，能够切身感受学生的所思所想，并在课堂中及时“调试”学生的思维热情，让学生充分发表观点和想法，实现不同个体的不同认知习惯和认知方式，达到了学生思维的升格和知识的意义增值。

（3）归纳总结时问题设计形式不同

同样是对本节课教学目标的考查，但教师1纯粹从“知识考知识”角度设计问题，形式单一，内容单调，学生易滋生乏味心理。教师2则通过化合价图式、自主提问、创设语文试题中存在的化学知识情境、调查研究等方式，既有学生本人自主回顾又有自行讨论本节课所学过的三维目标；对知识归纳总结时，所设计问题角度新颖，鼓励学生在阅读中寻找化学知识，课堂气氛活跃，所以教师能够全方位分析考查学生对本节课教学目标的达成情况。

三、 两节课教学效果评价

1. 过程与方法的融合相去甚远

两个教师在整个教学过程中，实验方法的运用也导致教学效果差异较大。两位教师都有实验，但教师1可能由于NO和NO2都有毒，所有实验都采用视频化，让学生感觉本节课知识离自己“很遥远”。而教师2连续的演示实验，让学生很亲近，便于在整个实验过程围绕问题进行积极思考，更容易体会到实验的真实性、亲切感，凸显学生的主体性，让学生主动参与到复杂问题的解决，并提供了有效的思维建模过程，有利于培养学生缜密性的思维过程，有利于学生自主构建知识。如学习叠加方程式时，用死循环设置“思考囚笼”，师生探讨后，学生顿悟后自主走出“囚笼”。

2. 情感和态度的体验迥然差异

知识的掌握不能仅仅依靠记忆、练习等简单粗暴的“原始手段”，甚至还停留在“把学生当作空的容器，直接倾倒即可”的浅层次理解中，一味地夯实单调乏味的学科知识，为考试不择手段，这样掌握的知识纯粹是无本之木、无源之水，不久便会成为朽木或枯竭，遗忘速度很快，学生学得很累，教师教得很累。学生易滋生厌学情绪，兴趣更是无从谈起。从教师2的问题设计中不难发现，始终坚守“浅”入“深”出的原则，“浅”可以让学生人人有话说，让每位学生感受到知识不是离自己很遥远，近在身边，学会很有价值，在学习的过程中感受很轻松；“深”是学生自发的钟情于化学的魅力，激发学习化学的兴趣。通过学生积极参与回答问题，讲述自己的观点，还有教师2的恰合时宜的点评，更是让学生体会到成就感。同时通过教师2课堂学生的回答，如一氧化二氮可作为麻醉剂，听课老师也觉得学生的视野是宽广的，学生是一个个有储备信息的“活体”，不是任人摆布的产品。

3. 知识与能力的生成云泥之别

下面以教师2的问题设计为例，进行全面、细致分析（见表1）。

教师2整个课堂设计以6个问题为问题主干，再配以细节性的分问题为辅助。这些问题的特点：（1）从点成线、线到面的覆盖，如从学生所熟知的氮气用途提问、再扩充其它用途最后到氮气可以得到氮氧化物，中间穿插氮气的稳定性和化学键特点，这样的设计问题思路使学生对氮气有了彻底的全面的了解和学习。（2）知识点由浅入深的水到渠成，如演示实验2：二氧化氮与水的反应，从方程式知可以反应，到溶液充满试管的设问，以及学生思考回答，最终上升到理论上的氧化还原反应分析，并探讨孕育出叠加方程式的方法，最后再到NO的类比分析；实验与理论有序衔接，相互验证；教师运用自如，学生轻松获知，思维的进阶性在潜移默化中得到培养，兴趣在自我效能感提升中得到强化，学生分析问题、解决问题的能力得到提升。观察现象、研讨本质、反馈验证这正是真实实验情境下的独特优势，这也是视频实验所无法比拟的。

四、 课堂教学中问题设计的策略

通过上述问题设计的对比分析，不同教师对相同教学内容的不同问题设计，教学效果是大相径庭。聆听了教师1、教师2的教学体会和其他听课专家精彩的点评，并结合笔者的反思，得出在课堂教学中问题设计的策略。

1. 设计的问题体现生活情境性

中学生有一定的生活体验，注重感性认识，浅显的自主理性分析；对生活问题具有很强的好奇心和探究欲。如果能把握学生的年龄特点，运用其特征于教学中会起到事半功倍的效果。学生的理性分析可以以感性认识为基础，激发好奇心，增强求知欲。作为课堂教学中最常见、最有效的问题设计，必须从学习者真实的生活情境中提出，有利于学习者产生持久的内驱力。最大限度地将知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观牢牢地“锁定”在现实情境里，以求得学生思维上的同步和心理上的共鸣。传统的教学是知识性质然后用途特点，现在很多教师先从用途设计问题，最后探讨本质知识。这就是先感性感知生活情境，后理性分析知识本质，符合学生认知特点。

2. 设计的问题要具有具身性

按照建构主义学习理论，个体的知识是由人建构起来的，也就是说，学习是面对新信息、新概念、新现象或新问题时，学习者必须激活头脑中的先前知识经验，通过高层次思维活动，即需要付出高度心理努力，有目的、有意义、连贯地对知识进行分析、综合、应用、反思和评价的认知活动[4]。自身性问题是指在地位上能够消除对学生的“专制”，在问题的锲入上关注学生自身特点，在知识的形成中侧重思维的过程性发展。要想使学生的高阶思维得到长久提升，就需要注重自身性问题所提供的高效的思维建模過程。便于学生主动参与课堂教学，尤其在解决复杂问题过程中，为做出决策进行信息搜集、筛选信息、假设验证。

3. 设计的问题要以实验为依托

问题与思维有着高度的契合性，实验中的异常现象不仅可以培养人的洞察力、辨识力和判断力，还能激发人的敏锐智慧、反思能力，以及创造能力和独立思考的能力[5]。因为实验是一个生动、形象的过程，所以学生在这一过程中自发的高度集中注意力，能及时快速地调动自己好奇心，激发求知的欲望。如果此时能够预设一些问题，或根据生成性问题进行探究，学生会积极主动地参与。这时教师会发现学生很多“闪光点”，他们真的是“活”个体。以实验为依托而设计的问题，一方面这些问题往往具有进阶性特点，有效地激发学生高阶思维，另一方面学生会感到极强的新鲜感，没有固有知识的束缚，自由展开想象的翅膀，因为实验会为你提供公平的答案，从而提高化学课堂的师生幸福指数。

参考文献

[1] 钟志贤.促进学习者高阶思维发展的教学设计假设[J].电化教育研究，2004（12）：21-28

[2] 孙天山.基于“问题”的高阶思维课堂教学架构研究[J].中学化学教学参考，2016（5）：1-5

[3] 王先锋.教学设计相差一小步课堂效果则差一大步——对“硫代硫酸钠与反应速率的影响因素”同课异构后的反思[J].中学化学教学参考，2012（3）：28-29

[4] 陈琦，刘儒德.当代教育心理学（第2版）[M].北京：北京师范大学出版社，2007：185-186，370

[5] 石敬珠.教师课堂提问策略建构：问题设计的观察视角研究[J].中学化学教学参考，2012（5）：3-5