基于问题解决的化学课堂教学设计

2019-10-22丁霞

化学教与学 2019年7期

关键词：学习活动问题解决问题情境

丁霞

摘要：以基于问题解决的化学教学课堂设计为主线，探讨了其在实际的教学应用中需要关注的地方：创设问题情境是基于问题教学的前提;精心设计和组织课堂学习活动是基于问题教学的核心;有效地调控对话是基于问题教学的保证。

关键词：问题解决;问题情境;学习活动;调控对话

文章编号：1008-0546（2019）07-0030-02

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2019.07.008

基于问题解决的化学课堂教学，是以问题及其解决为主线的教学。在教师的组织、指导和支持下，学生积极主动地参与到问题的发现与解决的过程，获得新知，建构知识。课堂教学活动的设计和组织，是以激发学生的求知欲望、发展学生的学科核心素养为主旨，发展学生的学习能力、发现和解决问题的能力。

一、创设问题情境是基于问题教学的前提

基于问题的教学，课堂的组织是沿着问题的发现和解决为主线展开的。在教学中所设置的问题，是启迪、引导学生自主探寻、获取知识的钥匙，所以问题情境的创设在问题教学中是必不可少的一环。问题可以充分调动学生学习的主动性，引导学生以合作交流的方式对问题进行分析探讨，以达到解决问题的目的。在教学中所设置的问题情境应能充分激发学生的探究意识，帮助学生在问题解决过程中了解知识的形成过程，体会获取知识的科学方法。

这意味着所创设的问题情境应能够激活学生的思维，促进学生高阶思维能力的发展。所设置的问题应着眼于学生的“最近发展区”，所设置的问题要让学生已有的知识经验难以解决，又能让学生通过自主学习、合作学习让问题得以解决。

【案例1】笔者以“认识含氮化学肥料”为主题，利用一系列的问题设置学习情境，组织课堂教学，帮助学生认识元素化合物组成、性质、检验和应用的有关问题，提高学生分析、解决问题的能力。

一位同学假期回乡，乡亲们给他提出了不少化学肥料的问题，这些问题你能回答吗？

（1）在农资供销社有许多种类的化肥，例如碳酸氢铵、硝酸铵、尿素，它们的主要成分属于哪一种化合物？这三种肥料对作物的生长有什么帮助？假定它们的有效成分含量都是80%，这三种肥料中含氮量最高的是哪一种？（联系生产实际，让学生运用有关物质组成的知识从化学名称了解化合物的组成和所属化合物类别;运用有关化学式的计算技能，比较某种元素的含量。）

（2）-家化肥商店的广告上说，他们出售的硝酸铵含量≥98%，氮元素含量高达36%。有人据此投诉该店使用虚假广告，请问该投诉有道理吗？（运用化学式计算解决实际问题。）

（3）绿色植物的叶绿素能利用光能把水和二氧化碳转化成葡萄糖和氧气，进而利用葡萄糖合成淀粉和纤维素，但葡萄糖、淀粉、纖维素中均不含氮元素，为什么植物还需要氮肥？

（4）要区分碳酸氢铵、硝酸铵、尿素三种化肥，比较简便的方法是什么？（学会综合考虑各组因素选择检验物质的方法，培养理论联系实际的意识。）

（5）在农村，用什么简单的方法可以证明一种化肥是铵态氮肥？（复习检验铵盐的简单方法，学会依据现实条件灵活地选择实验方法。）

（6）村里的化肥仓库里有一批碳酸氢铵肥料，经过一个夏天，有部分袋子中的肥料无故少了许多。经查该化肥在保存中没有发生差错，你认为可能的原因是什么？用什么实验可以证明你的推断的合理性？

按此案例设计，利用所创设的问题开展课堂教学、组织学生开展讨论活动，不仅能达到巩固提高的目的，还能提高学生的思维能力、分析解决问题的能力和表达交流的能力。在学生分析回答问题的过程中，教师可以及时发现学生存在的疑难问题，可以做针对性的解难释疑。所设置的问题情境密切联系生产生活实际，对提高学生学科素养起到推动作用。

二、精心设计和组织课堂学习活动是基于问题教学的核心

在基于问题的教学中，问题的解决往往需要组织学生进行探究学习活动，需要学生借助已有的知识经验对问题做分析和探讨，提高基于证据和规律分析、推理、判断解决问题的能力。为了培养学生的合作交流的意识提高课堂教学效率。探究学习活动，教师需要对关键问题、关键步骤进行思考和斟酌，保证细致周密并留有余地，还要重视课堂讨论的组织、引导，开展师生间的对话。

【案例2】笔者为了帮助学生复习“酸、碱、盐的性质”，设计组织了一节关于“牙膏中碳酸钙摩擦剂的定性及定量测定”的探究学习活动。通过探究学习，复习了酸、碱、盐的相关性质及变化的知识、实验操作、化学计算等基本技能，提高学生综合运用初中化学基础知识分析解决问题的能力。

上课伊始利用一小段牙膏的广告视频，在轻松的学习氛围中提出了学习课题：怎样检验日常使用的牙膏中是否含有碳酸钙摩擦剂？如果有的话，含量有多少？

学生实验活动前，教师对实验方案设计提出建议：考虑用什么方法，依据什么现象来检验牙膏中含有的摩擦剂是否是碳酸钙？为了测定一定量牙膏中含有碳酸钙的质量分数，在无法从牙膏中分离出碳酸钙的情况下，能否通过间接的方法来测定？通过讨论，学生可以想到利用盐酸和碳酸钙反应放出二氧化碳气体的反应，可以检验碳酸钙;依据质量守恒定律，测定一定量牙膏和足量盐酸作用前后减少的质量，就是生成的二氧化碳气体的质量，再依据碳酸钙和盐酸作用的化学方程式，可以计算样品中所含碳酸钙的质量。随后让学生考虑怎样判断加入牙膏样品中的盐酸是否足量，如何简便地测定牙膏和足量盐酸在反应前后的质量变化。针对学生缺乏实验经验，不善于整体计划实验和实验操作不熟练等问题，在学生进行分组实验的过程中，教师通过巡视，对有困难的学生进行辅导。实验后让各组比较所得的实验结果，讨论实验结果产生差异的原因。

基于问题分析探讨的课堂教学，可以有效帮助学生深化理解所学的基础知识，尤其是化学基本概念、基本原理的知识，帮助学生提高利用基础分析问题和解决问题的能力。

三、有效地调控对话是基于问题教学的保证

在基于问题的教学中，教师要充分调动学生主动分析、解决问题的热情，在平等的交流氛围中开展师生对话。教师要平等地参与到教学对话中，聆听学生的分析和讨论，通过师生对话的方式给学生以启发引导，调控教学进程，在必要时应该给学生以及时的反馈，比如肯定学生的解决问题的思路;指出在问题探讨时的不妥之处。在讨论应用性问题分析、解答过程中，关注学生揭示解决问题的必要知识和能力，分析问题的思路和解答的技巧。并且在学生的探究过程中出现问题和困惑的时候，教师应及时的给予关注和指导，引导学生从不同的角度思考问题，完成探究。并且在师生对话的过程中，教师要及时地找到学生在问题探究时的困难之处，采用适当的策略进行引导，可以细化问题，设计一系列的小问题，将“大台阶”变成一个个的“小台阶”，帮助学生找到问题解决的思路，架起知识经验与问题解决的桥梁。

【案例3】笔者改编化学实验综合试题，通过学生的交流讨论、师生对话，帮助学生体会如何整合运用元素化合物知识、实验基本技能，解决实际问题。

试题如下：

草酸亚铁晶体（FeC204-2H20）是生产锂电池的重要原料，其受热易分解，某同学想要设计实验以验证草酸亚铁晶体受热分解后的气体产物，他该如何设计？

【查阅资料】1.草酸亚铁晶体受热分解后产生的气体是C02、CO、H20。

2.白色的無水CuS04遇水蒸气会变成蓝色。

问题1：加热草酸亚铁晶体的装置有两种，你认为哪一种装置是正确的？为什么？

在实验时，有时候会发生试管塞被气体冲出的现象，你觉得原因可能是什么？

问题2：你认为应该用什么实验方法检验H20、CO、C02？在加热分解装置之后还要连接哪些装置才能达到检验的目的？这个设计实验进行验证装置存在什么问题？

（1）从绿色化学的视角来看，这套实验装置最明显缺陷是什么？

（2）需在C和D装置间先后增加两个分别盛有什么溶液的洗气瓶？为什么？

问题3：该实验有什么注意事项？应先点燃热分解装置中的酒精灯，还是先点燃E处的酒精灯？为什么？

问题4：该实验中出现的什么实验现象，说明产物中有H20、CO、C02？