科学探究与问题驱动式教学在中学化学教学中的应用

2022-11-05姚成立戈益超

云南化工 2022年10期

周畅，姚成立，戈益超

(合肥师范学院化学与化学工程学院，安徽合肥 230601)

在新课改的大背景下，为促进学生全面发展，促进科学教育的发展，陆续出现许多教学模式，并形成了各自独有的模型。《普通高中化学课程标准》于2020年进行了修订，彰显了高中化学学科核心素养的重要性，学生的化学核心素养通过课堂教学尽可能的得到提升，同时还突出教学方法的重要性[1]。教学模式的选择会直接影响到学生学业水平、核心素养水平以及教学质量，所以，选择正确的教学模式更加显得尤为重要。本文通过阅读与教育相关的新闻和文献，发现现行的教学模式仍存在许多弊端。其中，使用最广泛的两种教学模式是科学探究教学模式以及问题驱动式教学模式，但在其应用过程中也有各自的缺陷与不足。但二者的不足可以在很大程度上相互弥补，因此将两者结合并提出科学探究与驱动式教学教学模式。如果进一步探究这种教学模式，并行成其独有的模型，这种教学模式可以将学生学业水平、教学质量与学生的化学学科核心素养进一步提高。

1 国内研究现状

问题驱动式教学最早可以联系至春秋战国时期孔子提出的“不愤不启，不悱不发”的思想[2]。明代教育家朱熹认为问题意识对于学习非常重要，学生应该要能够发现学习过程中的一些问题，并通过积极思考去解决问题，最后获得新的知识。在近代，陶行知先生提倡“生活即教育”的教育思想，通过解决生活中的问题，让学生获得相应的知识[3]。这些思想都与驱动式教学有关，可见，通过问题模式让学生获得知识发展能力的重要性。近年来，随着教育改革的推进，国内教育者对驱动式教学的研究越来越多，也取得了很大的成果。国内针对科学探究的研究开始于借鉴国外成果，随后展开本土化探索。2001 年，我国首次将“科学探究”纳入素质教育的范畴[4]。齐雪林[5]为有效实施探究式教学模式提供了一定的理论支撑。2016 年，教育部将核心素养划分为六个方面，其中科学精神、学会学习和实践创新又着重强调批判反思、勇于探究、问题解决和创新意识等基本要点[6]。鉴于两种教学模式在实施过程中各有利弊，因此将二者结合，则能更好的弥补彼此的缺陷与不足，进一步提升学生学业水平并改善教学效果。

2 研究价值

1)从学生的角度来看，“问题驱动式教学模式”是一种有价值的学习方法。一个“问题”的完成，学生就能体会到相应的成就感，进而促进他们的学习动机，渐渐地形成一个良性循环。科学探究是学生自主学习必不可少的形式，既是一种教学方法，也是一种学生的学习方法。若有机的将二者结合，共同融入到化学教学中，教师提出问题布置任务后，学生进行科学探究；也可以让学生在探究过程中提出问题，并进行解决。随着一个又一个任务的提出与解决，可以减少学生以往探究过程中讲授式教学法带来的茫然。

2)从课堂教学的角度来看，每个学生都能根据自己已有的知识和经验对当前的问题提出研究方法和解决方案，为每个学生提供了探索的机会与空间，使课堂氛围真正地活跃起来。学生可以自主探究，自主发现知识，在学习过程中突出学生学习的主动性。

3)从科学教育来看，“科学探究与问题驱动式教学模式”下的探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式，也是解决学习问题的最好的方法。学习问题的驱动促使每个学生通过实践探究，理解知识，学会思考。在参与探究活动的过程中，获得感受，体验并内化，逐渐提升学生的科学素养，提升课堂教学效果，这也是科学教育的最终目标。

3 教学案例

本文以浓硫酸为例，采用科学探究与问题驱动式教学模式，提升学生的“科学探究与创新意识”化学核心素养并提高教学质量。

教学目标：①理解并掌握浓H2SO4的吸水性、脱水性和强氧化性；②学会书写浓H2SO4与Cu反应的方程式；③培养学生的探究精神，动手能力以及思维能力。

教学重点：浓H2SO4的吸水性、脱水性、氧化性。

教学难点：浓H2SO4的氧化性。

教学过程：如图1所示。

案例分析：

在本教学案例中，以旧认知以及化学事实进行导入，学生可以再次明确了解SO3溶于水会产生硫酸；回顾稀硫酸的性质；了解我国是硫酸第一大生产国，给学生对硫酸认知加些色彩，让学生为中国的硫酸工业感到自豪。随后提出问题：工业制取硫酸的原料和流程是什么？通过学生查阅书籍并结合课件上的内容进行交流分析，随后教师对硫酸工业制法的三大流程进行总结，让学生对我国工业制硫酸的传统工艺进行初步了解，满足学生对硫酸制作工艺的好奇心。

在讲解浓H2SO4的物理性质时，学生可以观察教师事先准备好的浓H2SO4，随后结合课件中给出的沸点和密度的数值，学生可以对其物理性质进行探究、交流与讨论，最后教师进行总结并书写板书。该教学环节中，学生自行探究，细心观察，可以加深他们对浓H2SO4物理性质的理解。在讲解浓H2SO4的稀释知识的过程中，抛出问题：如何稀释浓H2SO4？先让学生设计稀释的方案，描述心中所想的操作过程。在此过程中，不同学生可能有不同想法，有的学生倾向于酸入水，有的学生会倾向于水入酸。此时，教师不需要进行总结也无需告知答案，可以播放两种稀释方案的视频，通过学生对实验现象的观察与分析进一步推断出稀释方法应该是酸入水。最后与学生一起叙述浓H2SO4的稀释过程，加深学生对该知识的印象。

在讲解浓H2SO4的三大特性时，每一个特性都向学生抛出问题，学生进行实验探究。讲述浓H2SO4的吸水性时，首先播放浓H2SO4给水写的一封情书，集中学生的注意力，激发学生的好奇心。设置疑问，浓H2SO4这么喜欢水，如果与含有结晶水的物质进行反应会发生什么现象呢？学生先预测，随后完成浓H2SO4与胆矾混合时的实验探究过程。通过学生对实验现象的观察、描述与分析以及教师的引导，逐渐得出浓H2SO4的一大特性——吸水性。告知学生性质决定用途，学生可以分析出因为浓H2SO4具有吸水性，因此可以用来作气体干燥剂。引导学生分析出只能作为中性和酸性气体干燥剂，不能干燥碱性气体。设置疑问，还有一种气体不能干燥，只要大家认真听就会找到答案。浓H2SO4可以夺取无机物中的结晶水，那它遇见有机物又会产生怎样的碰撞呢？学生先预测，随后进行浓H2SO4与蔗糖反应的实验探究，学生通过对实验现象的观察、描述和分析以及教师的引导，逐渐推出浓H2SO4的另一个特性——脱水性。对浓H2SO4强氧化性的讲解，用稀H2SO4不能与Cu进行反应做引入，让学生思考浓H2SO4是否能与Cu进行反应？学生思考后作答，随后完成浓H2SO4与Cu反应的实验探究，学生通过对实验现象的观察、描述和分析以及教师的引导，逐渐推出浓H2SO4的最后一个特性——强氧化性。引导学生分析出浓H2SO还不能干燥还原性气体，会发生氧化还原反应。带领学生回顾本堂课知识，练习巩固。

在整个教学流程中，教师层层提问，学生逐步探索，问题与实验探究过程环环相扣，最终验证出浓H2SO4的物理性质及其三大特性。学生积极主动参与到课堂的每一个环节中，努力让学生在做中学、乐中学、讨论中学以达到乐学、好学的目的，学生兴致高涨、积极探究，对知识的掌握也就更加牢固和扎实。