指向核心素养培育的高中化学问题链教学探究

王 云|浙江金华第一中学

问题链教学要求教师根据教学目标，在特定的学习范围内，围绕特定的学习目标，结合学生的生活经验和认知规律，针对教学过程中他们可能会碰到的困惑、疑难点，按照一定的逻辑结构，将教学内容转化为层次分明、相互联系的一系列教学问题。按照王后雄老师所说，问题链的设计要充分体现基础性、适度性、经济性、有序性、情境性、活动性、开放性、多维性、动态性和整体性等原则，问题链之间应一问接一问、一环套一环，应问问相连、环环紧扣，应步步深入、由此及彼[1]。

一、引入性问题链：培育宏观辨识与微观探析素养

引入性问题链指在课堂开始时，教师为了引起学生的注意与兴趣，为课堂教学埋下伏笔，使新知识成为学生已掌握知识的“最近发展区”，实现良好的课堂氛围与教学效果而设计的一系列问题。它能启发学生的思维，激发其求知欲，提高其学习效率。教师在设计时要注意有趣、切题、简洁、深思，以迅速将学生引入深度思考的学习状态。

例如，在电化学的复习课教学中，为了让学生更深入地理解二次电池的充放电原理，笔者提供铅蓄电池的结构图（图略），然后设计如下问题链。

（1）铅蓄电池放电的时候，“+”“-”分别表示什么意义？

（2）铅蓄电池充电的时候，“+”“-”分别表示什么意义？

（3）如果用一个铅蓄电池为另一个铅蓄电池充电，这两个电池的电极之间应该如何连接？

教学实践表明，对铅蓄电池上标记的“+”“-”，在放电时，学生能够顺利地理解它们的意义，而在充电时，教师则需要引导学生从电子转移方向进行理解，即它们分别表示该电极应该与外接电源的“+”“-”相连以实现电子的再生。这一问题链可引导学生建立对充放电过程与电极“+”“-”标识的整体认识，使其从宏观到微观、从现象到本质地理解原电池、电解池的原理，从而提高思维的深刻性，获得对知识关联性的深刻认识。

宏微结合的思维方式为化学学习提供了全新的视角，教师在教学中设置从宏观现象到微观解释的引入性问题链，可引导学生观察宏观现象，从微观的角度进行本质解释，培养学生从微观角度解释宏观现象的思维能力。

二、递进式问题链：培育变化观念与平衡思想素养

递进式问题链指教师将结构化的教学内容进行有效整合，提出一连串由浅入深、由易到难的问题。它可以逐层推进问题的解决，促使学生在设问和思考中形成主动学习的动机和欲望，在分析和解决问题的过程中获得知识和方法，逐步提高解决问题的能力。

例如，在有机化学反应的产物书写中，反应位点的判断是非常重要的一个环节，只有明确了反应的位点，学生才能够快速准确地书写反应产物。因此，笔者设计如下问题链。

以上这些反应的位点有什么共同点？

（2）为什么都是在α-C 这个位点上发生反应？

（3）α-C具有什么特殊的结构？

（4）判断以下反应的产物：

化学的学科特点是变化，其魅力也在于变化。变化是绝对的，也是有条件和有规律可循的。在以上问题链的设计中，随着问题难度的增加，学生的理解难度也在逐渐增大。教师要适当给学生搭建逐级上升的“脚手架”，降低教学难度，引导学生深入思考，增强其学习获得感。

三、迁移性问题链：培育证据推理与模型认知素养

迁移性问题链指教师根据旧知识与新知识的关联性，为引导学生完成对新知识的生成，培养其举一反三、触类旁通能力而设计的一系列问题。目的是让学生借助旧知识这个“认知支点”，进行发散联想，将具有同类特征的旧知识点联系起来，归纳成一个模型，再用此模型解决新问题，实现自主性学习。

例如，在“有机物酸性大小的比较”的教学中，让学生阅读不同羧酸的pKa 表（表略）后，笔者设计如下问题链。

（1）为什么丙酸、乙酸、甲酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸的酸性依次增强？

（2）为什么苯酚、2,4-二硝基苯酚、2,4,6-三硝基苯酚的酸性依次增强？

（3）苯酚的酸性比碳酸弱，为什么2,4-二硝基苯酚、2,4,6-三硝基苯酚的酸性比碳酸强？

（4）对比H2O 和CH4可以看出，在没有其他基团影响的情况下，C-H比O-H难断裂，那么为什么丙二醛的酸性和醋酸差不多，比水强，更远大于甲烷呢？

教师要先引导学生建立酸性大小比较模型（如图1）：1.H 原子的断键能力——氧氢键是强极性共价键，氧的电负性比氢大，氧氢键的电子云偏向氧，容易电离出氢离子；2.电离后生成负离子的稳定性——氢离子离去后形成的酸根负离子因诱导、共轭效应，使氧原子上的负电荷得以分散而更加稳定。然后进行迁移式发问，把羧酸电离延伸到酚、水甚至极性较弱的C-H 键的解离，体验迁移应用的尝试，理解结构决定性质的内涵。

图1 酸性大小比较模型

证据推理与模型认知素养要求学生能基于数据、现象等证据提出假设，通过推理、分析等方法建构模型，并在此模型上进行迁移，解释新数据、新现象。因此，解决复杂的实际问题就是学生创造性地应用模型的过程，也是有目标性地建构模型的过程。

四、探究性问题链：培育科学探究与创新意识素养

探究性问题链指教师从知识的逻辑顺序，学生的认知水平和心理发展规律出发，步步设疑，层层深入，并以化学实验引导学生寻找证据链，解决实际问题，使化学学科核心素养得以外显和提升而设计的一系列问题。

例如，在探究“补铁糖浆中铁的存在形式”时，笔者设计如下问题链。

（1）补铁糖浆中的铁是什么形态的？

（2）根据理论分析，你可以作出哪些预测与假设？

（3）请你根据预测与假设，设计实验，并做好实验记录（表略）。

参考试剂和仪器：酸性KMnO4溶液，NaOH溶液，KSCN溶液，H2O2溶液，稀硫酸。

（4）分析实验现象，最后能得到什么结论？

教师设计高效、系统、富有层次的探究性问题链，可引导学生自主积极地分组讨论、设计检验方案、完成实验操作、分析实验结果，并最终得出检验结论。

在整个探究过程中，以实验解决实际问题是问题链的主线。学生熟悉了Fe2+与Fe3+之间的转化关系，实践了Fe2+与Fe3+的各种检验方法，探究判断出了补铁糖浆的成分。学生亲自动手完成实验，得出的结论就更有说服力，因为这拉近了化学教学与日常生活的距离，锻炼了学生的探究创新意识。同时，这也让宏观辨识与微观探析等核心素养在实验中进一步得到了升华。

五、弹性化问题链：培育科学态度与社会责任素养

弹性化问题链能够为课堂教学提供主动性和创造性，提高学生的主观能动性，并用任务驱动学生提高自身的学习能力。设计弹性化问题链时，教师既要对目标和过程设置一定的弹性区间，又要充分考虑学生的差异性，让部分有条件、有兴趣、有时间的学生在业余时间主动完成探究。

例如，在“表面活性剂”的教学中，学生通过理解肥皂、洗衣粉的去污原理，掌握了一般洗涤剂的结构特点，笔者就布置了发展性任务，让学生利用周末时间完成。

通过资料查询或者向长辈们请教等方式，寻找生活中常见的洗涤剂，并和同学们讨论这些洗涤剂的异同点。

这一发展性任务就是一个弹性作业，考虑到了班级学生在知识水平、课余时间、学科兴趣上的不均衡性，可使不同层次的学生获得对应的收获，从而实现因材施教。笔者所教的班级有个学生通过查阅资料，发现茶籽粕是油茶籽提油后的副产物，其成分之一油茶皂素是一种优良的天然非离子表面活性剂，尤其是去除皮脂的能力显著，是开发环保型洗衣液的理想原料。该学生所在的学习小组随即展开问题链延伸活动，并在化学实验室中动手实验，分离、提纯目标产物，研究茶籽粕的清洁能力与介质的关系等，最终完成《废弃茶籽粕的再利用结题报告——茶籽粕清洁原理的探究》，获得了全国首届中小学生研究性学习成果评选一等奖。

在教学中，学生的知识主要来源于书本，但教师不能局限于书本。教师要让学生用化学的视角观察生活，把生活现象和化学中的相关知识进行联系，学以致用。弹性化问题链可以把生活和化学联系起来，对学生进行双向化教学，使学生在掌握基本概念、基础知识的同时，又能把课堂所学应用到生活实践当中[2]。这既有利于学生的化学学习，又可培养学生的实践能力，一举两得。此外，教师还可把问题链教学延伸到课外，把校内和校外有机结合起来，提升学生的综合能力。

在大力发展素质教育的今天，在“双减”背景下，化学教师更应以“问题”为抓手展开问题链教学，引导并维持学生的学习兴趣和学习动机，培养学生的问题意识，让学生带着任务学习，使学生学会自主发现并积极探索问题，获得学习的主动权。如此，学生的学习就不再是知识由外到内的转移和传递，而是主动建构的过程，化学课堂也会变得更加灵活开放，并充分体现出化学教学的价值和意义。而在这样的课堂中，学生才能更高效地加强自我认知，挖掘潜能，探究未知世界，提升化学学科核心素养。