基于“问题解决”的高中化学教学设计与实践

胡先锦

摘要： 顺应当前高中教育改革的新方向，基于化学的学科特质，着力培养化学思维和科学探究等学科核心素养，以“氯气的性质”为例进行基于“问题解决”的教学尝试，探索指向核心素养的高中化学教学新样态。

关键词： 问题解决； 高中化学； 化学教学； 教学设计

文章编号： 1005-6629（2018）4-0031-05 中图分类号： G633.8 文献标识码： B

化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分，是学生具有化学学科特质的关键能力和必备品格。怎样的教学样态才能更加有效地培育学生发展核心素养？基于“问题解决”的课堂样态是当前学界研究的教学新样态，值得我们去实践探索。

1 关于“问题解决”教学

问题解决是伴随终身的学习能力。就教学而言，这是一种贯穿教学始终的教学实践与教学方法。所谓问题解决，是师生基于真实生活问题情境，通过科学探究和协作沟通，共享问题解决方案、共同理解任务、交流观念和思想，实现由当前目标状态到预期目标状态转变的探究活动。问题解决并不是一种具体的教学模式或学习模式，而是一种基于发展核心素养视角的，融教学认识观、价值观与方法论为一体的课堂教学样态[1]。问题解决中的学习由真实情境中的弱结构化、开放性的问题而引发，有明确的学习目标，但没有指定达成目标的明确路径，问题的解决需要学习者在“问题空间”内通过个体探究、协作共享、对话来认知和理解，实现问题的解决，并在问题解决过程中发展学生的专家思维能力与复杂交往能力。

问题解决教学的基本流程为： 凝练学科观念，形成探究主题→创设真实情境，生成真实问题→开展科学探究，亲历学科实践。首先，教师根据学科课程标准和教学研讨，梳理学科基本观念，建构包含概念结点和相互关系的概念图谱，为学生提供有利于系统掌握概念之间逻辑关系与结构体系的有价值信息，并由此衍生探究主题。主题的选择可以围绕一个大观念，也可以整合一个教学单元，抑或某个知识难点。但是，主题必须来源于学生所熟悉的或可以熟悉的生活事件或话题。

其次，在生成主题的过程中，就要关注“真实”情境的创设问题。因为主题往往比较上位或宏观或抽象，如果不与学生生活经验紧密相关，学生依然会一头雾水，探究就难以深入，问题也就难以生成。什么是真实问题？其“真实性”至少体现为两个方面： 其一，问题源于学生的真实生活中的熟悉事件，问题的解决对于个人经验具有重要价值。其二，问题解决类似于真正的从业者在真实境脉中的活动，指向培养陌生情境下的学习思维。但需要注意的是，源于真实境脉中的问题不是被单纯地组织到特定学科中去的，必须是为学生参与应用提供多种机会的活动，根本目的在于将基本概念应用于不同情境，学会知识迁移与运用，而不是毫无主线贯穿的分散活动[2]。

第三，问题解决是要引导学生像学科专家或者科学家那样去思考与解决问题。教师就是要根据探究主题，创设真实情境，切实组织学生开展师生、生生、生本的多元互动的科学探究，充分调动与发挥学生的主体性和创造性，增强学生的主体力量，彰显生命价值，让学生经历真实的探究历程。

2 基于“问题解决”的教学实践——以“氯气的性质”为例

笔者以“问题解决”的课堂样态开设了高一“氯气的性质”（苏教版，必修1）[3]研讨课（本节课特别设置为60分钟），探索新形势下指向培育学生核心素养的高中化学教学。

2.1 教学背景分析与教学流程设计

2.1.1 教学内容

氯是一种比较典型的、重要的非金属元素，是学生学习高中化学的第一种非金属元素。对氯气及其重要化合物进行全面而深入的学习和研究，有助于学生初步建立研究物质性质的基本思路和主要方法，对学生全面认识化学元素，培养良好的化学思维、培育学科核心素养具有重要的作用。

本节课的教学内容主要有氯气的物理性质；氯气与金属（铁、铜）反应；氯气与非金属（氢气）反应；氯气与水反应，包括氯水的成分、主要性质及漂白原理；氯气与碱的反应（漂白液或漂白粉的制取）。其中，重点内容是氯气与水的反应、氯气与碱的反应；难点内容是氯水成分及性质的分析和探究。

2.1.2 教学目标

（1） 创设真实问题情境，通过实验探究研究氯气的物理性质和化学性质，培育学生的实验探究和证据推理素养，培育创新意识和实践应用能力；

（2） 能运用氧化还原反应、离子反应的观点解释氯气的某些化学性质，能运用化学语言进行正确表述，培育学生的微观探析、模型认知和变化观念的素养；

（3） 通过了解氯气的广泛应用，体会化学与生产、生活、环境等之间的关系，培育学生的科学态度和社会责任感；

（4） 通过氯气性质和用途的学习，体会和初步了解研究物质性质的基本思路和主要方法，强化实验探究对化学学习的重要意义。

2.1.3 教学流程设计

本节课的教学设计是基于元素观、变化观和实验观等化学基本观念，在教材分析和课程标准解读的基础上，形成氯气性质（重点是氯气与水的反应及氯水成分、性质）的探究主题；以氯气的生产、运输、性质、用途为主线，创设真实问题情境，以此导入真实的系列化探究问题，比如为什么要大量生产氯气，为什么用铁制储罐、为什么要制成液氯运输，氯气的广泛用途是基于哪些物理性质或化学性质，如何防止和处理氯气可能产生的泄漏问题，等等。当然，探究问题的生成一方面来自学生对情境的理解分析和小组讨论，另一方面来自教师的课前预设和指向性引导。随后，以独立或小组协作的方式开展科学探究，包括情境分析讨论、问题假设猜想、设计方案、实验操作分工、同伴倾听对话、教师引导探究、网络资源查询、探究成果表达等等。让化学课程标准或教科书所规定的必须要掌握的知识技能既成为课堂探究的资源，又生成课堂探究的对象，使得课堂在“情境→问题→探究→解决”中逐步推进或螺旋推进，不断解决在课堂初始或课堂过程中所提出的問题，在问题的持续生成和解决中获得氯气的相关知识，获得学科思维的培养和问题解决能力的提升。

2.2 教学过程

2.2.1 教学环节1： 创设真实情境，生成探究问题

续 表

设计意图： 通过真实情境的创设，让学生感受氯在社会生产生活中的广泛应用和重要作用，彰显化学科学的社会价值，以“意外事故”引发学生对科学的辩证思考和对化学的正确认知，树立辩证的、正确的科学价值观，培育人文情怀和社会责任意识。通过对真实情境的观察、思考和讨论，引发学生的学习兴趣和学习热情，对氯气的性质进行基于“现象”的推理或猜测，并敢于表达和质疑，从而生成关于氯气性质的系列化探究问题，为课堂教学的持续推进打下埋伏。

2.2.2 教学环节2： 协作科学探究，亲历学科实践

根据学生视频观察、自主思考、小组讨论、交流质疑所生成的探究问题，小组成员内部分工后进行协作式的实验探究，验证自己或小组提出的推测或猜测。

续 表

设计意图： 根据既定的探究主题，综合采用实验探究、自主研读、小组讨论、资料研究等方法推进课堂，引导学生在真实情境中善于和勇于提出问题，积极开展自主学习和協作探究，从而培养学生的问题解决能力和实践创新能力；采用多种教学方式，也旨在引导学生进行多样化、协作化的学习，明白科学探究不仅只有实验操作；以解决问题的教学指向，强化学生的探究意识、社会责任感和科学精神。

2.2.3 教学环节3： 总结分享交流，达成学以致用

设计意图： 通过对现场救援的讨论，引领学生在环境保护、食品安全、化学品生产储运等方面形成自我保护和紧急救助能力，主动参与化学相关的社会议题的讨论，提高学生的决策意识和能力，增强团队意识和协作互助能力，提高学生解决复杂情境中实际问题的能力。同时，在讨论中巩固氯气性质的相关内容，并以思维导图的形式将知识和思维结构化，为今后的其他元素及其化合物的学习做好方法论上的铺垫。

3 教学反思

从课堂目标达成来看，本节课的教学容量的确较大，但是在真实情境下生成系列探究问题，通过独立或小组协作的方式开展实验方案设计、信息综合处理和实际问题的讨论决策，较好地达成了既定教学目标，也较好地探索了指向核心素养培育的课堂样态。从教学情境创设来看，本节课的视频化教学情境作为经过笔者加工的、与教学目标切合的、包含了知识和问题的真实事件，基本达成了激发学生的学习兴趣，帮助学生发现和提出问题，引发学生主动协作探索、共同解决问题、获得学科知识、形成问题解决能力和培育核心素养的价值追求。从课堂生态来看，课堂中学生的主动参与意识较为强烈，小组内的协作氛围较好，很好地体现了“问题解决”的基本原则和教学法要素。当然，本节课的教学设计和课堂实际中还存在着问题，课堂时间安排还是不够合理，有些前松后紧；对学生生成问题的结构化整合效果还不够理想，使得问题的学科逻辑性和思维逻辑性还不够好；在课堂中教师“讲”的稍多，学生主动性可以更好地激发；问题的引领和设计还可以在思维结构和素养指向上更加优化；学习小组的协作探究还需要更好的指导，等等。

参考文献：

[1][2]张紫屏.论协作式问题解决[J].教育发展研究，2016，（2）： 28～34.

[3]王祖浩主编.普通高中化学课程标准实验教科书·化学1[M].南京： 江苏凤凰教育出版社，2014.