立足学生认知创设化学课堂探究问题

陈文科

摘要：高中化学课堂教学实践表明，学生的学习欲望总是在一定情境中发生的。文章立足学生认知，以“金属钠的性质与应用”教学为侧，深入探讨与验证化学课堂如何立足学生认知的发展性、片面性以及知识类比迁移中的错误设计问题，以期为教学提供参考。

关键词：学生认知;探究问题;设计策略;金属钠的性质

文章编号：1008-0546（2019）05-0023-02

中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.05.008

高中化学课堂教学实践表明，学生的学习欲望总是在一定情境中发生的。问题情境通常发生在探究学习的引入阶段，也发生在完成一个层次的探究后，重新引起更深入的探究的时候。化学课堂问题探究情境创设就是教师从注重对学习情境和学习方式的分析与设计角度出发，成功设计课堂教学问题，让学生接触问题本身以产生认知冲突，引起学生疑问并且刨根究底，亲自体验由未知到新知的探索，形成强烈持久的学习动机和发展需求，从而完成对探究对象的判断以建构新的知识和技能的过程。

一、立足学生认识的发展性设计问题

“最近发展区”理论实践指出，高中学生对新知识的认知具有自然发展的正迁移特点。因此，当教师进行课堂教学设计时，新旧知识若要顺利衔接，最好的办法就是以学生原有认知为基础，在知识讲解上适当加强课程内容与生活及社会和科技发展的密切联系，或者直接加以深化和拓展，立足学生认识的发展性特点“阶梯式”设计并提出问题，引导学生主动参与、乐于探究。以“金属钠的性质与应用”教学设计为例，教师利用高铁、飞机、轮船的照射灯、中子反应堆等图片展示，创设课程引入情境，启发学生观察金属钠灯的用途以及启发学生回想金属钠的焰色反应，然后顺势引导并走向深入，进一步提出钠的制备与钠在工业上用途问题。比如操作钠与水反应的经典实验过程，老师可以唤醒学生参与的热情，同时通过特殊的实验现象，在教学中将新旧知识紧密衔接起来，提出问题：为什么钠保存在煤油中？如果不擦干净煤油会有什么可能？为什么可以用小刀切开？为什么钠表面颜色与小刀切开后颜色不同？为什么会浮在水面上？为什么会四处游动？为什么溶液会变成红色？等等，使知识阶梯式地逐步提高;比如在钠的燃烧实验中，老师也可以将新知识建立在旧知识的基础之上，提出以下问题：为什么钠燃烧比铁和铜燃烧更剧烈？钠不小心着火怎么灭火呢？启发学生思维进一步向纵深发展，通过指导学生书写钠原子结构示意图，并展开小组讨论，促使学生理解原子结构与金属钠单质化学性质之间的关系，让学生的认知沿着教师设好的阶梯拾级而上;比如在过氧化钠性质的知识教学中，可以先用过氧化氢溶液（双氧水）的性质作为突破口，唤起学生对过氧化物的探究兴趣，启发学生对过氧化物中化合价的深刻认识，以及对过氧化物的漂白性和强氧化性的认识。通过指导学生查阅课本、结合所学知识，在问题与原有知识之间积极思考与联想，产生认知冲突，激起学生内在自我发展需要，最后达到深刻理解钠如何从海水中提取及实际应用的教学目的。由此可见，教师从学生已有的知识出发，通过设计比较情境，让学生自然而然地产生疑问并进行合理调控，在学生产生认知冲突后，再适时地引导学生进行比较分析，帮助学生初步学会从化学的角度提出问题、理解问题，并发展应用意识，从而完成知识的发展性建构。这样，学生通过比较分析轻而易举就明白了问题内在根源，既挖掘了知识，同时也实现了知识与能力的迁移与完善。

二、立足学生认识的片面性设计问题

在探究学习中，当学生对新知识、新概念的内涵和外延理解得还不够透彻时，教师在课堂教学中为了帮助学生建立更完善的知识，可以通过设计更改、拓宽或限定知识背景的“发散式”问题情境来促使学生积极思维、产生疑问并发现原有认知上的缺陷，鼓励学生勇敢提出解决这些问题的假设及方案，并从不同角度在收集各种证据资料基础上证实或证明假设，引发学生深入探究与解决中心問题有密切联系的知识，形成解决问题的一些基本策略，体验解决问题策略的多样性，最后得出科学结论，从而完成更加全面的知识建构，深化学生对知识的理解亦发展了学生的实践能力与创新精神。以“金属钠的性质与应用”教学设计为例，教师可以通过探究钠与酸反应，对比钠与水反应的实验演示，让学生面临需要加以解释的现象或事实，趁机对学生认知进行整合，激发学生不但尝试去解释这些现象、事实以及它们之间的联系，并且亲自设计出证明假说的合理方案，进而培养学生思维的广阔性与敏捷性。比如让学生观察与思考、辅助动手实验、学会与他人合作并互相交流思维的过程和结果等，并适时提出问题：“过去都以为金属能与酸反应，为什么今天学的钠能够与水反应呢？什么样的金属才能和水反应？金属与酸反应和与水反应根本原因是什么？激发学生比较和对照反应事实、现象、行为等，并独立做出概括;比如结合学生已有的化学知识规律，启发学生是否可以使用钠置换其他金属呢？在什么条件下置换才是可行的呢？”同时鼓励学生勤于动手、获取知识、领悟科学，进一步指导学生观察分析实验现象、数据，引起学生极大的疑惑，进而激发学生对新知识的强烈兴趣和求知欲，让学生针对实验发现问题、提出问题，最后总结实验成果，指导小组讨论并回答问题，促进学生知识系统的内化掌握和熟练应用。由于新的知识总是可以在不同基础知识的结合处产生，因此教师应注意设计各种不同的问题情境，指导学生综合运用所学的知识和技能层层深入解决问题，利用各种化学实验仪器、PPT等辅助教学设备供学生分析对比、去粗取精、把握精髓，充分调动学生学习的驱动力，透过现象抽取本质，帮助学生完成知识的处理和转换，使知识系统化、结构化。

教师在教学过程中为了帮助学生建立更完善的知识体系，通过更改、拓宽或者限定知识背景来促使学生产生疑问，激发学生对新知识的探索，引起探究从而完成知识建构。此外，还有一种方法是设计同时包含两个认知应用的情境，在学生原有知识中增加一些能够产生干扰的其他因素来设计情境，从而引起学生产生相关知识之间困惑，导致问题的产生。如：在金属钠的性质教学过程中，可以设计同时包含两个以及以上的认知应用情景，引起学生的知识应用的思考，从而产生新的学习目标。

三、立足学生知识类比迁移中的错误设计问题

学习迁移普遍存在于学生的学习活动中，也早已为人们所认识，是指学生固有知识经验对新知识技能的学习和应用所造成的积极或消极影响。从高中学生的心智发展水平角度来看，新知识过于简单或难度过大都会令学生兴趣骤降、索然无味，若不及时抓住学生理解有关的教材内容时可能产生的各种困惑，其学习的能动性和持久性必然难以保持。因此，教师可以把学生的学习从简单认同和被动接受中抽离出来，故意设计容易导致学生失误的教学情境，让学生在不知情的情况下被完全吸引并掉人错误“陷阱”之中。这种有悖常理的疑点，容易产生固有知识迁移与客观事实之间的矛盾，引起学生认知的不平衡和不和谐，促使学生大脑积极思维，便于教师利用学生知识类比迁移特点设计问题深入探究，帮助学生初步形成评价与反思的意识。以“金属钠的性质与应用”教学设计为例，教师可以创设过氧化钠作为供氧剂的情境教学，利用学生认知冲突矛盾，启发学生思考：“为什么过氧化钠与水、过氧化钠与二氧化碳，都是氧化物却可以相互接触产生氧气？氧化钠与水、氧化钠与二氧化碳为什么不同？与已学的酸性氧化物与碱性氧化物为什么不同？”比如在金属钠的性质教学过程中，通过学生已学过的知识：氯气与钠反应生成氯化钠，启发出制备金属钠是否应该采用氯化钠分解反应生成氯气与钠？化学是“变化的科学”，善于设计学习化学变化过程中的规律去引导学生看到与其观点相矛盾的观点和事实，并组织持不同见解学生开展分组讨论，经过透视学生的理解，洞察学生思考方式和經验背景等，看到其合理性和局限性，及时做出相应的教学引导，引发学生对于问题的进一步思考、提炼和概括。教师利用新旧知识之间联系的线索情境故意导演的错误或矛盾，更有助于让学生建立假说并产生批判性思维，找出问题的症结所在，主动探索、自我表现和自主解决问题。同时教师还可以结合原子结构模型、动画制作、PPT等提出问题，引导学生理解化合价的作用，对氧化还原反应进行更深层的解释，从而引导学生总结金属钠的化学性质，加深对金属钠性质的理解和运用，培养学生化学核心素养物质变化观新的高度。

四、结论与启示

思考总是从问题开始，高中化学课堂教学问题探究情境设计的成功是设计一堂好课的必备因素，是解决如何把课教好的重要前提条件。好的课堂教学需要好的问题探究情境去引导，重视学生对知识的处理方式、学习过程中科学方法的体验及科学思维能力的发展，进而开启学生智慧，培养学生的创新精神。一方面，学生对教师创设的情境要有敏感的反应，能够敏锐地捕捉到情境中的不和谐因素，从而提出问题，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观;另一方面，教师在教学过程中通过问题呈现出的支持情境应具有良好的引导性，问题设计应具有强烈的吸引力，能够使学生知识结构中的原有知识变得活跃、扩散、深化、发展起来，能够驱使学生产生持久的兴趣，能够帮助学生明确问题的各种要素，从而正确决断问题解决的策略，即学习受到问题的驱动而在发生、发展中学。高中化学教师在备课过程中，只有很好地把握课堂问题探究情境创设的三个策略，才能真正引导学生彻底摆脱“有目的但不知如何达到”的心理困境，促进学生化学核心素养的发展。