基于“问题链”在元素及其化合物教学中的实践

戴明

摘 要：《普通高中化学课程标准（2017年版）》中将科学探究与创新中的问题意识，作为五大核心素养之一。本文围绕“起”、“承”、“转”、“合”四个要素，搭建元素及其化合物教学中的“问题链”，“问题链”中四要素循环作用、互为补充，一方面提升了元素及其化合物教学效果；另一方面促进了学生在不断建构中提升化学学科核心素养。

关键词：问题链；四要素；元素及其化合物；教学

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2018）13-023-2

一、“问题链”在化学教学中的价值

学习总是从问题开始，问题总是与学习伴行，所有问题解决必定以对问题存在的认识为开始[1]。《普通高中化学课程标准（2017版）》（以下简称《课程标准》）中指出“能发现和提出有探究价值的问题；能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究”。《课程标准》进一步指出“真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。因此教师在教学中应重视创设真实且富有价值的问题情境，促进学生化学学科核心素养的形成与发展”。教学活动中，教师往往会将复杂的“母问题”拆解成若干“子问题”，通过一系列“子问题”的解决，最终完成问题的求解。笔者认为，无论是“母问题”还是“子问题”，都不是简单的师生之间的问与答，而是一个个有中心的、有目的的、有逻辑联系的师生双边活动载体，它像一条锁链，把课堂问题和教学目标紧紧地连在一起。

“所谓‘问题链，是教师为了实现一定的教学目标，根据学生的已有知识或经验，针对学生学习过程中将要产生或可能产生的困惑，将教材知识转换成为层次鲜明、具有系統性的一连串的学习问题，是一组有中心、有序列、相对独立而又相互关联的问题”[2]。“问题链”是一个有机的教学整体，以链状结构环环相扣，体现问题间的能级增益和学科思维的推进深化[3]。“问题链”教学可以显著提高课堂教学效率，提升学生自主学习能力，促进化学知识、化学方法和化学观念的结构化，因此受到师生的普遍欢迎。

二、高中元素及其化合物的教学现状

一直以来，元素及其化合物是高中化学教学的难点，如何提升元素及其化合物课堂教学效果，是化学教育工作者们思考的问题。目前教学中主要存在三个方面的问题，一是，元素及其化合物部分约占高中化学教学内容的60%左右，知识点分散繁杂，学生难以将知识串成线、扩成面，最终实现结构化，学生受制于拓展能力和迁移能力不够，难以形成研究物质的一般思路与方法。二是，教师教学主要遵循“物质→组成→结构→性质（物理性质、化学性质）→存在→制法→用途→保存→检验”的主线展开，结构条理清晰，环节衔接紧凑，教师容易把控，但课堂中教师预设多、学生生成少；教师讲授多、学生实验少。三是学生学习元素及其化合物知识的课时不足，以江苏省为例，现行的高考模式是“3+学业水平测试+综合素质评价”，化学作为学业水平测试的科目，化学成绩不计入高考总分，所以化学周课时数普遍较少。因此，如何在有限课时内，提升元素及其化合物的教学效果，已经成为每位化学教育工作者直面的课题。

三、基于四要素的“问题链”是提升元素及其化合物教学效果的有效途径

笔者通过多年的教学实践认为，基于四要素的“问题链”很好的回应了元素及其化合物教学的期待与要求。“问题链”的设计中，需要发挥“起”、“承”、“转”、“合”四个要素各自的功能（见上图1），四个要素间互为补充、循环作用，形成一个螺旋上升的结构。“起”的落点是引入型问题和差异型问题，注重物质的展示与性质的回顾。“承”的落点是验证型问题和探究型问题，以课堂实验为基础，通过发现问题、设计方案和合作建构，达到锻炼思维、促进学生不断构建自身知识结构的目的。“转”的落点是递进型问题和迁移型问题，是建立在认识物质的基础上，进一步凸显化学的普遍性、独特性和深刻性，发展应用原理与方法的能力。“合”的落点是诊断型问题和总结型问题，注重通过评价与反思，形成结构化和系统化的知识与能力结构。

从“问题链”上问题的构成来看，“起”、“承”、“转”、“合”四个要素的基础是师生的问题，问题既包含教师的课前预设，又包含来自于课堂中师生合作、生生合作等活动中产生的个体性和普遍性问题。从要素的相互关系来看，要素间相互交融，“合”不是问题解决的终点，“合”更是发现新问题的起点，通过问题链条的咬合，最终实现发现问题、分析问题、解决问题以及再发现新问题的目的。

以下笔者将以本人执教的一节课为例，简要说明基于四要素的“问题链”课堂教学过程。教学内容来自于苏教版《化学1》专题四第一单元《含硫化合物的性质与应用》，课题为《二氧化硫的性质》。

四、例谈基于四要素的“问题链”的教学实践

教师组织学生学习阅读材料。学生交流，并归纳二氧化硫的物理性质。

教师展示放在充满二氧化硫气体集气瓶中褪色的花瓣。引导学生思考褪色原因，并设计与褪色有关的三个实验。【学生实验1】 依次完成三个实验：各取8mL加了少许酚酞的氢氧化钠溶液、0.5mol/L酸性高锰酸钾溶液和品红溶液，分别滴加4mL二氧化硫的水溶液，振荡，溶液颜色均褪去。

【教师提问1】 二氧化硫和二氧化碳都是酸性气体，二氧化碳的水溶液是否也会出现相似的现象呢？【学生实验2】 与上述学生实验1类似，各取8mL三种溶液，分别滴加4mL二氧化碳水溶液，振荡，三种溶液颜色均无明显变化。

【教师提问2】 通过两次实验，体现二氧化硫具有哪些化学性质？学生在教师引导下，对二氧化硫的化学性质进行讨论和整理。特别是结合硫元素化合价，对其氧化性和还原性进行预测。

【教师总结】 因为二氧化硫中硫元素为+4价，处于中间价态，通常二氧化硫、亚硫酸等都具有较强的还原性。教师引导学生设计验证实验。【学生实验3】 各取8mL溴水、新制氯水，分别滴加4mL二氧化硫的水溶液，振荡，溶液颜色均褪去。

【教师提问3】 根据阅读材料中对漂白的定义，上述滴加少许酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去，可能有哪些原因？并如何证明？学生热烈讨论褪色原因，有的说是二氧化硫与酚酞发生反应，有的说因为二氧化硫是酸性气体，与溶液中的碱发生反应。教师引导学生，共同设计实验方案。

【教师实验1】 取上述褪色后的溶液，等量分装入两支试管。向其中一支滴加2～3滴酚酞溶液，振荡，无明显变化；向另一支滴加2～3滴3mol/L氢氧化钠溶液，振荡，溶液变为红色。学生根据现象，讨论得出褪色的原因是二氧化硫的酸性所致。

【学生提问1】 那刚刚品红溶液的褪色是不是也是因为二氧化硫的酸性所致呢？

【教师实验2】 取3mL品红溶液，滴加2mol/L稀硫酸溶液，振荡，无明显变化。

教师引导学生对褪色的溶液（滴加二氧化硫水溶液的品红）进行加热。【学生实验4】 在褪色的溶液的试管口套上一只小气球，对溶液进行加热，片刻后溶液恢复红色，从酒精灯上移开后多次振荡试管，红色又褪去。

学生疑惑不已。

【教师提问4】 氯气具有強氧化性，能否使品红溶液褪色呢？原理是什么？与二氧化硫相同吗？【学生实验5】 取3mL品红溶液，滴加2mL新制的氯水溶液，振荡，红色褪去。对褪色后的溶液加热，溶液无明显变化。

学生根据实验现象进行讨论。

【教师总结】 上述过程体现了二氧化硫的漂白性，区别于吸附型漂白和氧化型漂白，我们一般称之为加合型漂白。二氧化硫与品红这种有机色质结合生成不稳定的无色物质，加热后无色物质分解，品红又恢复成原来的红色。学生整理三类漂白代表物质以及漂白原理，进一步完成对二氧化硫化学性质的总结。

【学生提问2】 瓶装红葡萄酒里面含有二氧化硫，是不是天长日久以后，经过漂白，就变成了白葡萄酒了？

【教师回答】 红酒辅料二氧化硫的作用主要是杀菌和抗氧化。二氧化硫能漂白某些有机色质，但漂白范围比较窄，工业上一般漂白纸浆以及草帽等编织物。学生对二氧化硫的漂白本质与范围进行深层次探究。

【教师提问5】 向酸性高锰酸钾溶液中通入二氧化硫气体，紫红色褪去，是否也可以说明二氧化硫具有漂白性？经过讨论，师生共同得出结论，漂白一般都有褪色现象，但褪色并非一定是漂白所致。教师提问5中的褪色是二氧化硫还原性的体现。

围绕二氧化硫性质中的“三点一处”（重点、难点、疑点和易错处），教师设计针对性的问题，当堂训练，促进学生在出错和纠错中获得真知和技能。当堂检测内容及测试反馈见后。

教师进一步引导学生，以本节课中一系列“褪色”实验为主线，分析实验中二氧化硫体现出的各种性质，促进学生构建结构化的知识网络。

课堂中安排了当堂检测，统计数据显示，基于四要素的“问题链”课堂教学效果是令人满意的，比较好地完成了既定教学目标。

笔者在多年教学实践中深刻体会到，基于四要素的“问题链”教学是提升元素及其化合物教学效果的有效途径，同时也是践行新课改提出的“教、学、评”一体化教学的有效抓手之一。“问题链”上的四要素，立足学生已有的认知结构，突出学生在学习中的主体地位，通过充满冲突性、逻辑性、激励性和驱动性的活动，一方面让学生更高效地掌握元素及其化合物知识，提升课堂教学效果；另一方面促进学生在“问题链”的螺旋上升中，不断建构、不断重组和不断反思，提升化学学科核心素养，师生通过展现和揭示学习过程与思想方法，使问题的解决过程具有普遍的知识性和方法论的意义。

[参考文献]

[1]John B.Best.黄希庭等译.认知心理学[M].北京：中国轻工业出版社，2000.

[2]胡先锦，贾彩燕.问题链教学模式在高中化学基本理论复习中的应用[J].化学教与学，2013（09）.