基于问题解决教学促进初中生化学深度学习

王德强 徐作培

深度学习是培养学生创新精神和创新能力的重要途径，具有课堂导向作用，也是评价课堂质量的标准。教师要探究促进学生深度学习的教学策略，主动改变传统教学策略，更新自身教育思想，提高自身专业能力，基于深度学习特点和要求，运用问题解决策略开展教学活动，帮助学生在问题导向下实现化学深度学习，提高自身综合能力，逐渐形成创新能力和创新精神。

一、问题解决策略促进初中生化学深度学习的可行性

学生开展学习活动需要依托化学问题，而学习的目标是解决生活中出现的问题，由此可见，问题与学习是相辅相成的关系。虽然学生通过学习未必可以解决生活中的所有问题，但学习活动需要在解决问题中开展，从而实现学以致用的目标。

（一）深度学习

学生在学习过程中有两种学习方式可以选择，一是整体理解学习内容，掌握知识中蕴含的意义，是深度学习；二是侧重学习内容中的事实，重视教师提出的考验和问题，是浅层学习。我国从2005年逐渐开始研究深度学习理念，并明确其定义：是指学习者在理解学习内容的同时辩证性地学习其中的内涵和思想，并将其吸收到已有的知识结构中，运用不同的思维方式将原有的知识结构迁移到新知学习中，解决学习过程中遇到的问题和困难，做出相应对策。结合国内外对深度学习的研究可以总结以下几点特征。

1.重视化学知识结构的构建。

建构主义提出：“学习不是机械性记忆和理解的过程，而是运用自身知识储备经過分析、探究、内化化学知识形成结构化知识体系的过程”。而深度学习体现在学生的不同学习视角，如学生从宏观、微观、符号角度对化学知识的理解和表示，但是三个不同的学习视角代表着初中化学不同的思维方式，对学生形成化学思维具有不可替代的作用，有利于学生突破化学知识表层理解进行深度学习，加深对化学知识的认知，从而辩证性地学习、理解、内化新知，形成高阶思维。

2.重视原有知识结构的应用。

学生可以在不同情境、环境、氛围中应用原有知识学习新知，建立新旧知识之间的联系，形成新的知识结构，通过新知与问题之间的联系性解决实际问题，达到学习新知过程中问题解决的目的。

3.重视学科中的问题解决。

学生学习以解决问题为最终目的，而面对生活中的突发问题需要学生在深度学习的基础上解决。由此可见，深度学习不仅体现学生学习的主动性和繁杂性，还体现在问题解决中，要想游刃有余地解决生活中的问题，就要深度理解化学知识，形成独到的见解和运用方法，不断提升自身的思维水平，提升问题解决能力。综上所述，问题解决是促进学生深度学习的关键。

（二）问题解决

问题解决具有明显的标志，即问题具有指向性、操作性和认知操作性，将传统教学与问题解决教学相比，问题解决具有以下特点。

1.情境性特点。

问题解决重视学生的意义和探究性，强调复杂、探究性教学情境的创设，通过学生之间的合作和探讨解决问题，从而实现化学知识深度学习目标，形成问题意识，逐渐形成独立、主动的学习能力。优质的问题情境可以促使学生进行沉浸式学习，深入探索化学知识，自主建构化学知识结构，解决生活中遇到的问题。

2.思维操作性特点。

问题的解决是循序渐进的过程，思维操作性是指学生对问题进行验证、推理、反思、评价的解题过程，便于教师同一时间管理不同能力和不同认知水平的学生，使学生可以在面对问题时尝试解决，体会解决问题的乐趣。

3.序列性特点。

问题解决是逐渐向教育目标过渡的过程，具有繁杂、多变的特点，需要学生具有系列性、连贯性的序列思维，而学生思维连贯程度直接影响问题解决。思维序列是学生对问题假设、验证、猜想的过程。综上所述，问题解决具有较强的序列性和程序性，不同问题需要不同的思维序列。

4.认知性特点。

问题解决过程中，教师提出的问题普遍与学生原有的知识结构具有一定的关联性，问题蕴含的探究性可以引出学生认知冲突和思维障碍，促使学生主动思考、探究化学问题。而这一过程需要学生的认知参与，并依托认知计划问题解决过程和方式，提高问题解决效率和有效性。

（三）问题解决与深度学习之间的关系

通过深入分析问题解决以及深度学习的含义和特点可知，促进化学深度学习需要依托问题解决，而问题解决需要依赖深度学习，同时，问题解决是落实深度学习的关键，是深度学习的重要体现形式，二者相互促进、相互影响。由此可见，问题解决策略在初中化学中促进学生深度学习具有较强的可行性。

二、问题解决促进初中生深度学习的策略

在初中化学中应用问题解决促进学生进行深度学习活动，对问题的设计具有一定要求，需要教师精心设计问题和问题在课程中的体现形式，发挥问题解决的作用，促使学生深度学习化学知识。

（一）立足化学知识设置问题，促进学生逐层深入探究

学生在传统化学教学模式下的学习活动以死记硬背为主，仅将化学知识记忆在脑海中，缺乏深度理解和掌握，对新知的运用以模仿和机械套用为主，属于浅层学习，不利于学生灵活、巧妙地运用新知解决生活和学习中遇到的问题。而问题解决教学策略可以有效解决以上问题，促使学生深度学习，但是需要教师将化学知识问题化。立足于化学知识设置问题可以使学生将问题作为学习的起始，通过问题难度、广度、深度的拓展激活思维的灵活程度，逐渐形成化学学习兴趣和探究兴趣，使学生的学习欲望处于高水准，积极补充自身的不足，实现化学学习能力的综合发展。

例如，在初中化学沪教版教材九年级上册“常见的化学反应——燃烧”一课教学中，本课围绕燃烧的原理、条件等知识展开，是学生生活中接触频率较高的内容，如燃气、火机、火柴等。教师在基于知识设计化学教学问题时，要重视对化学知识的分析和探究。这部分内容涵盖燃烧条件、完全燃烧和不完全燃烧、燃烧引发的爆炸、防火与灭火知识，是学生首次接触化学变化知识，对学生而言具有一定的难度。加上九年级的化学是学生整体化学学习生涯中的基础阶段，对学生具有启蒙的作用，需要教师精心设计课堂教学活动，为学生形成良好的化学学习习惯和思维方式奠定基础。在此之前，学生学习过“身边的化学物质”相关知识，与本课教学内容具有一定的联系，教师设计问题时，可以将两部分知识进行有机整合，促使学生通过原有的知识结构和学习经验自主探索新知，促使学生进行深度学习。

问题设计如下：镁、木炭、铁丝、蜡烛在燃烧时会产生怎样的现象？完全燃烧与不完全燃烧有什么差异？有哪些助燃方式？二氧化碳、氧气在燃烧中充当什么角色？燃烧受哪些条件影响？怎样防止生物品燃烧？知识问题化是利用问题解决促进学生深度学习的关键，教师设计问题时要由整体到局部地分析知识特点、作用等，在充分了解化学知识的基础上，把握小结中知识点顺序和结构，促使学生思考化学问题，实现深度学习。

（二）立足化学问题设置情境，促使学生沉浸化学课堂

将化学问题转化为教学情境是激发学生化学学习兴趣、促使学生沉浸式学习的关键，所以，教师要重视问题情境的创设，推动学生深度学习。而将问题转化为情境需要教师考虑学生兴趣的激发，避免出现强硬式的教学现象。基于此，教师构建问题情境时可以立足于生活实际，将问题与生活紧密相连。传统化学教学更侧重学生对化学知识的识记，忽略了学生化学学习主动性的调动，导致学生自身具备的探究欲望和对化学的好奇心未能在化学课堂中充分激发，不利于学生开展深度学习活动。同时，将问题情境与生活元素相结合，有利于调动学生参与化学情境的积极性和主动性，使学生主动将原有的知识结构应用到新知学习中，从而将课堂还给学生，使学生基于问题结构构建相对完善的知识体系。设计问题情境时，教师要把握学生学情，根据学生实际设计问题情境的难度和深度，使问题情境贴合学生最近发展区，使学生在解决问题的过程中内化新知，提高化学能力。

例如，在初中化学沪教版教材九年级上册“身边的化学物质”教学中，本课围绕氧气、二氧化碳、自然中的水、氧气和二氧化碳的提取等内容展开，与学生实际生活紧密相连，是学生生活中不可或缺的部分。教师设计问题情境时，可以基于不同小节的教学内容设计生活化的问题，创设贴合学生实际的问题情境，使学生在情境导向下将化学与生活相联系，树立生活意识，促使学生在生活中进一步探究化学，实现深度学习。

基于“性质活泼的氧气”，教师可以运用信息技术展示红磷燃烧实验和鱼在水中摆动鱼鳃的视频，并设计以下问题：氧气有什么性质？对生活具有什么作用？鱼在水中靠什么呼吸？氧气溶于水吗？生活中缺乏氧气会怎样？氧气通过什么产生？氧气以怎样的形式存在于生活中？基于“奇妙的二氧化碳”，教师可以展示动物到山洞中，忽然倒地死亡的视频，设计以下问题：动物死亡的原因是什么？二氧化碳是有害物质吗？空气中是否存在二氧化碳？打开饮料时出现的气体是什么？如果生活中的二氧化碳全部消失会怎样？二氧化碳有什么作用？怎样辨别氧气和二氧化碳？二氧化碳具有怎样的性质？使学生基于生活探索逐渐形成化学学习兴趣，主动参与问题情境，基于生活实际解决问题，促使学生将生活经验应用到化学课堂中，激发学生对化学的好奇心和探索欲，帮助学生进行深度学习。

（三）立足化学真实情境构建，促使学生产生浓厚兴趣

学生的学习与情境具有密切联系，学习情境与学习贴合度越高，与学生学习经验和感受越接近，学习效率自然越高，利于学生快速进入深度学习状态。而具有真实性的问题情境会带给学生强烈的体验和感受，快速激发学习的兴趣和主动性，进一步强化情境与学生的关联性，增强学生学习的直观性和具象性，使学生在不断解决问题的过程中探索化学问题的意义和价值，感受解决问题的乐趣，促使学生增加化学知识储备。

例如，在初中化学沪教版教材九年级上册“金属防护和废金属回收”教学中，本课围绕金属保护措施和废金属回收方式以及意义展开。教师开展教学活动时，可以立足于“减少铁资源对环境的破坏”这一素材创设教学情境，提出相关问题：废旧的铁会产生有害物质，对动植物、土地、空间会造成一定污染，怎样减少铁资源对环境的污染呢？怎样延长金属材料的使用寿命？怎样防止金属生锈？废金属的回收可以用于哪些领域？引导学生开展化学实验，探究金属生锈的原因，帮助学生进一步理解和识记金属防护措施，将金属生锈原因与金属防护、废金属回收知识有机结合，使学生明确金属防护和废金属回收的意义，树立环保意识和环保思维，在深度掌握金属防护和废金属回收知识的同时完成知识迁移，实现深度学习。

（四）立足问题情境解决问题，促使学生深度学习

在初中化学中实施问题解决策略，教师不仅要重视化学问题和教学情境的设计，更要重视问题解决过程的设计，使学生在教师有目的、有计划的引导下深度探索数学知识，从而真正进入深度学习状态。

例如，在初中化学沪教版九年级下册“基础实验6：粗盐的初步提纯”实验教学中，围绕粗盐提纯方式展开。教师在开展教学活动时，要设置真实的教学情境，如盐场老板因机器损坏难以继续提纯粗盐，需要学生运用所学知识帮助他度过商业危机，通过这一情境引出整体性问题：怎样运用所学知识将粗盐提纯？此时学生的责任感和好奇心被充分调动，教师要抓住学生内在动力丰富的时机，提出相应的教学问题，进一步激发学生的探究欲望，如粗盐是什么？怎样去除粗盐中的可溶性杂质？怎样检验纯化后食盐中的可溶性杂质是否去除？重结晶法可以将食盐提纯到怎样的程度？促使学生调动已有的学习经验和知识储备探究问题，开展化学实验，提高问题解决效率。学习活动体现实验性和探究性特点，需要教师在教学活动中适当给予学生帮助和指导。并且，在开展问题解决教学时，基于初中学生能力和粗盐提纯实验难度，教師可以以小组的方式开展教学活动，通过不同学生的思考方式解决化学问题，拓展学生对化学知识的学习深度，进一步探究化学实验知识，提高学生的认知水平。

三、结语

综上所述，将问题解决法应用于初中化学教学中，教师不仅要重视问题设计和问题情境设计，还要重视问题解决过程设计，为学生深度学习化学知识提供明确导向，激发学生的求知欲望和好奇心，使学生由内而外地喜欢化学，从而增强问题解决的主动性，发挥问题解决策略在化学教学中的作用，促使学生进行深度学习，提高自身的综合能力。

注：本文系江苏省教育科学“十三五”规划课题“深度学习视域下初中化学问题情境设计研究”（课题编号：E-b/2020/25）的阶段性成果。