解決“問(wèn)題”的高中化學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐反思

張寒之

摘要：依據(jù)高中化學(xué)課堂教學(xué)片段，結(jié)合課堂問(wèn)題的發(fā)起、形成和解決的過(guò)程，重點(diǎn)闡述了課堂中真實(shí)情境激發(fā)出的“問(wèn)題”能夠暴露學(xué)生知識(shí)盲區(qū)、認(rèn)知缺陷的意義，并提出了在處理“問(wèn)題”中收集學(xué)生過(guò)程評(píng)估依據(jù)，從而在課堂上高效地完成完善學(xué)生知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)課堂教學(xué)；問(wèn)題情境；教、學(xué)、評(píng)一體化

文章編號(hào)：1008-0546（2022）01-0020-04中圖分類號(hào)：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.01.005

一、學(xué)生是課堂“提問(wèn)”的發(fā)起人

說(shuō)到課堂上的提問(wèn)，慣性思維認(rèn)為肯定是教師提問(wèn)，學(xué)生回答后教師給予評(píng)價(jià)和修正。筆者認(rèn)為“提問(wèn)”應(yīng)當(dāng)由學(xué)生在親身體驗(yàn)的活動(dòng)中自然產(chǎn)生。那么什么樣的活動(dòng)能產(chǎn)生與授課內(nèi)容契合度更高的問(wèn)題呢？這就依賴于授課教師在精心備課的基礎(chǔ)上，結(jié)合授課對(duì)象的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出合適、真實(shí)的教學(xué)情境。在實(shí)際教學(xué)的過(guò)程中，教師“慣性”地把解決問(wèn)題當(dāng)作自己的份內(nèi)事，甚至偏執(zhí)地認(rèn)為學(xué)生不行，他們做不到，不放心把一節(jié)課的主動(dòng)權(quán)交給孩子。也常常會(huì)聽到教師抱怨“學(xué)生不動(dòng)腦筋”“他們根本聽不懂”“學(xué)生哪里想得到啊”。不否認(rèn)這些現(xiàn)象在如今的化學(xué)課堂中是存在的，但是根本原因是學(xué)生不知道老師想干什么？不知道老師到底在問(wèn)什么？不知道老師這節(jié)課教的是什么？

如果學(xué)生自己提出了問(wèn)題，他們自然是問(wèn)題的解決者，因?yàn)樗麄兙哂凶穼ご鸢傅钠髨D心和迫切性。這也就從根本上解決了很多教師的顧慮，不用怕學(xué)生不動(dòng)腦，課堂陷入冷清。學(xué)生這個(gè)時(shí)候反而擔(dān)心老師不給他自己想，奪走他思考的主動(dòng)權(quán)。

二、課堂“問(wèn)題”的形成和意義

1.“問(wèn)題”來(lái)自真實(shí)的情境

真實(shí)而有意義的化學(xué)問(wèn)題情境能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，為學(xué)生探究解決問(wèn)題提供持久的驅(qū)動(dòng)力。通過(guò)自身的體驗(yàn)去領(lǐng)悟和感受，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)主動(dòng)探索尋求解決問(wèn)題的方法，將探究獲得的化學(xué)知識(shí)納入已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)之中，并上升為化學(xué)學(xué)科觀念，在思考問(wèn)題的過(guò)程中訓(xùn)練和運(yùn)用化學(xué)特征的思維方式。

在“氮的氧化物”課時(shí)教學(xué)中，筆者以空氣中氮氧化物的廢氣處理為問(wèn)題情境展開師生討論。

師：同學(xué)們，空氣中氮氧化物的過(guò)量排放會(huì)帶來(lái)許多嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，今天我們就一起討論，看是否有可行的方法來(lái)緩解這個(gè)問(wèn)題？有沒(méi)有同學(xué)說(shuō)說(shuō)你的思路？

生：我覺得我們要先知道氮氧化物是什么才行。

師：哦，是的，太好了。我們要處理氮氧化物必須了解它們的基本性質(zhì)。

……

師：通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們知道了氮氧化物的性質(zhì)，接下來(lái)咱們?cè)趺崔k？

生：雖然知道了氮氧化物是什么，但是為什么空氣里會(huì)有呢？怎么來(lái)的？這種廢氣污染物的來(lái)源是什么？如果知道了我們就可以從源頭想辦法。

師：這個(gè)同學(xué)真的太棒了，從問(wèn)題源頭思考解決。那我們一起了解一下大氣中氮元素的循環(huán)過(guò)程吧。

……

師：現(xiàn)在咱們知道了氮元素在自然界的轉(zhuǎn)化過(guò)程，那么大氣污染物中的氮氧化物該如何處理呢？結(jié)合氮氧化物的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系的啟發(fā)，有沒(méi)有同學(xué)說(shuō)說(shuō)自己的看法??？

生1：我覺得可以用堿溶液來(lái)吸收；

生2：我覺得從化合價(jià)看可以把氮氧化物還原成氮?dú)?，這樣就把有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無(wú)害氣體了；

生3：那我覺得可以把幾種含氮污染物混合反應(yīng)，比如氨氣和二氧化氮同時(shí)處理，一起轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?/p>

……

通過(guò)討論，學(xué)生自然而然地主動(dòng)將氮氧化物廢氣處理的問(wèn)題進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)化為三個(gè)具體問(wèn)題，教師引導(dǎo)其落點(diǎn)在教材中基礎(chǔ)知識(shí)，指向明確的三個(gè)具體化學(xué)問(wèn)題，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)、查找資料、分析問(wèn)題等系列學(xué)生活動(dòng)解決問(wèn)題，見表1。

反思回顧這節(jié)課時(shí)，我們不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)學(xué)生全身心投入化學(xué)問(wèn)題解決的過(guò)程中時(shí)，化學(xué)知識(shí)的掌握僅僅是這個(gè)過(guò)程中最基本的收獲，學(xué)生思維方式的提升，認(rèn)識(shí)角度的豐富才是追求問(wèn)題解決的寶貴收獲。

2.“問(wèn)題”產(chǎn)生于知識(shí)盲區(qū)

例如：乙酸是學(xué)生在生活中比較熟悉的一種有機(jī)物，在學(xué)生活動(dòng)一中，教師在活動(dòng)單上提供與乙酸物理性質(zhì)相關(guān)的文字資料、圖片信息。學(xué)生小組經(jīng)過(guò)討論、整理，歸納出乙酸的物理性質(zhì)。有了宏觀的認(rèn)識(shí)，同學(xué)們嘗試?yán)们蚬髂Ｐ痛罱ㄒ宜岱肿拥慕Y(jié)構(gòu)模型，在此基礎(chǔ)上寫出其分子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和官能團(tuán)。

（1）“宏、微、符”表征思維的缺乏

在這個(gè)活動(dòng)環(huán)節(jié)中，同學(xué)們顯得無(wú)處著手，無(wú)法在平面圖形和立體的模型之間形成聯(lián)系。這個(gè)學(xué)生活動(dòng)中充分暴露出學(xué)生對(duì)有機(jī)物的認(rèn)識(shí)僅僅是對(duì)分子式、結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的機(jī)械記憶，無(wú)法將其轉(zhuǎn)化為空間立體的結(jié)構(gòu)。想要再把這些可見的模型轉(zhuǎn)變成化學(xué)符號(hào)，學(xué)生顯得無(wú)所適從。在經(jīng)過(guò)討論和教師的點(diǎn)撥后才有個(gè)別小組搭建出正確的分子模型，耗時(shí)較多，比教師預(yù)期的時(shí)間長(zhǎng)許多。在書寫乙酸的結(jié)構(gòu)式的時(shí)候，大部分同學(xué)表現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題在于分不清結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，絕大多數(shù)學(xué)生寫出的是CH3COOH這個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

在探究乙酸酸性的學(xué)生活動(dòng)中，學(xué)生選擇用醋酸和碳酸鈉溶液反應(yīng)，從而檢驗(yàn)醋酸的酸性，同學(xué)們都觀察到了溶液中有氣泡產(chǎn)生?？墒?，在書寫化學(xué)反應(yīng)方程式的時(shí)候，幾乎所有的同學(xué)都無(wú)法完成，產(chǎn)物僅僅寫出H2O和CO2，為什么會(huì)這樣？哪里出了問(wèn)題？學(xué)生明明能夠從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中提煉出符號(hào)表征，寫出了H2O和CO2，怎么醋酸鈉就寫不出來(lái)了呢？因?yàn)榇姿徕c看不見！那么顯而易見，學(xué)生對(duì)這個(gè)反應(yīng)基本沒(méi)有微觀層面的認(rèn)識(shí)，或者說(shuō)學(xué)生對(duì)離子反應(yīng)本質(zhì)的理解是欠缺的。

CH3COOH、NaCO3和CH3COONa在學(xué)生眼中就是一堆記憶的符號(hào)，他們沒(méi)有將其轉(zhuǎn)化為具體的化學(xué)物質(zhì)，更缺乏對(duì)它們?cè)陔婋x狀態(tài)下的微觀認(rèn)識(shí)，也就是說(shuō)在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的宏觀表征到寫在紙上的符號(hào)表征之間，學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)缺少了微觀表征這個(gè)重要的橋梁，他們往往摸著石頭過(guò)河，靠猜一猜來(lái)完成化學(xué)方程式的書寫?；蛟S在學(xué)習(xí)離子反應(yīng)這節(jié)內(nèi)容的時(shí)候，同學(xué)們都能寫出這個(gè)反應(yīng)以及離子方程式，當(dāng)知識(shí)遷移至一個(gè)陌生的情境中時(shí)，需要同學(xué)們?nèi)フ{(diào)取信息的時(shí)候，他們就紛紛“失憶”，可見，學(xué)生對(duì)離子反應(yīng)這個(gè)核心概念的理解是相當(dāng)孤立的，在學(xué)習(xí)過(guò)程中他們沒(méi)有將其內(nèi)化，與已有知識(shí)發(fā)生聯(lián)系。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，本節(jié)課將“假設(shè)—驗(yàn)證—結(jié)論”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程完全放手交給學(xué)生小組合作完成，并形成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這個(gè)過(guò)程重點(diǎn)是讓同學(xué)們體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般方法，并能夠體會(huì)到實(shí)驗(yàn)探究的樂(lè)趣以及實(shí)踐活動(dòng)中的成功感。

在實(shí)踐活動(dòng)后，利用化學(xué)語(yǔ)言將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解釋和記錄，是宏觀表征轉(zhuǎn)化為符號(hào)表征的常見途徑。基于大量的實(shí)踐操作，同學(xué)們對(duì)化學(xué)符號(hào)的記憶不會(huì)是簡(jiǎn)單的機(jī)械背誦，而是主動(dòng)地將這些符號(hào)歸納到自我認(rèn)識(shí)體系中，并能夠和已有知識(shí)進(jìn)行更豐富的信息連接。

（2）新情境中暴露“結(jié)構(gòu)-性質(zhì)”的認(rèn)知缺失

例如：酯化反應(yīng)是本節(jié)課的難點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，是完全的新知識(shí)。教師仍然采取為學(xué)生提供信息，學(xué)生小組討論的形式，引導(dǎo)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一套乙酸和乙醇在濃硫酸催化作用下發(fā)生酯化反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)討論、商定，教師完成演示實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并嘗試進(jìn)行解釋，最后通過(guò)書寫化學(xué)反應(yīng)方程式對(duì)官能團(tuán)、對(duì)斷鍵進(jìn)一步理解。

基于幫助學(xué)生對(duì)羥基和羧基這兩個(gè)重要官能團(tuán)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)和理解，教師安排了學(xué)生活動(dòng)四，學(xué)生通過(guò)思考多元醇和多元酸之間的反應(yīng)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到官能團(tuán)的性質(zhì)。同時(shí)，也可以作為學(xué)生這節(jié)課學(xué)習(xí)情況的一個(gè)反饋，幫助教師了解同學(xué)們對(duì)烴的衍生物的學(xué)習(xí)落點(diǎn)在哪里？

3.“問(wèn)題”提供教學(xué)評(píng)估依據(jù)

教師如何知道學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)是否達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果，哪些過(guò)程材料能夠證明學(xué)生所達(dá)到的理解程度呢？為了確定學(xué)生的理解程度，我們需要獲得什么樣的證據(jù)？紙筆測(cè)試更多關(guān)注的是學(xué)生掌握知識(shí)的準(zhǔn)確性，而能夠展示學(xué)生技能以及遷移能力的證據(jù)正是通過(guò)課堂中暴露的“問(wèn)題”外顯出來(lái)的，學(xué)習(xí)過(guò)程本身使得問(wèn)題越來(lái)越明晰，激勵(lì)學(xué)生對(duì)核心問(wèn)題進(jìn)行深入的挖掘。在課堂教學(xué)中圍繞核心概念設(shè)計(jì)表現(xiàn)性任務(wù)就是教師獲得形成性評(píng)估的手段和方式，也是“教、學(xué)、評(píng)”一體化的體現(xiàn)。

（1）不同“問(wèn)題”凸顯學(xué)生不同需求

同樣是在“氮的氧化物”課堂教學(xué)中，學(xué)生在項(xiàng)目活動(dòng)中表現(xiàn)了與其自身能力相符且各不相同的能力。在具體問(wèn)題1中，幾乎所有同學(xué)都能根據(jù)素材說(shuō)出空氣中的氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下生成了一氧化氮，并迅速被氧化成二氧化氮。也就是說(shuō)他們是具備閱讀材料提取信息能力的。觀察實(shí)驗(yàn)中二氧化氮與水反應(yīng)后紅棕色消失，只有一半的同學(xué)認(rèn)為生成了硝酸并提出用指示劑進(jìn)行驗(yàn)證。在書寫化學(xué)反應(yīng)方程式的時(shí)候，極少同學(xué)能夠從氮元素化合價(jià)的角度推測(cè)產(chǎn)物還有一氧化氮。在交流和討論后，大家才一致提出再次注入空氣后觀察是否能出現(xiàn)紅棕色氣體。這里的討論是面向所有學(xué)生的體驗(yàn)過(guò)程，不同層次的學(xué)生都能有自己的思考和推論，教師就是在這些交流中了解每一個(gè)學(xué)生的認(rèn)識(shí)程度，把握調(diào)整課堂教學(xué)的難度和進(jìn)度。

在結(jié)合氮元素化合價(jià)角度理解SCR和SNCR（見圖1）脫硝原理的問(wèn)題中，每個(gè)同學(xué)都能說(shuō)出采用氨氣將氮氧化物還原，是利用了氮氧化物的氧化性，但只有部分同學(xué)能根據(jù)信息判斷一氧化氮與氨氣反應(yīng)產(chǎn)物為氮?dú)夂退?，更是只有個(gè)別學(xué)生可以準(zhǔn)確書寫化學(xué)反應(yīng)方程式，并利用氧化還原反應(yīng)原理進(jìn)行方程式配平。收到信號(hào)后，教師放慢課堂節(jié)奏，讓有方法的同學(xué)講一講思路，通過(guò)討論分析，幾乎所有同學(xué)都正確寫出了二氧化氮與氨氣反應(yīng)生成氮?dú)夂退幕瘜W(xué)方程式。

（2）“提問(wèn)”外顯學(xué)生以達(dá)成的認(rèn)識(shí)水平

例如：高二選修內(nèi)容電化學(xué)復(fù)習(xí)課，筆者以“家庭自制消毒水”的情境為依托，通過(guò)閱讀圖文信息大部分同學(xué)能夠意識(shí)到這就是一個(gè)隱藏的微型電解食鹽水裝置。但是通過(guò)少數(shù)學(xué)生的質(zhì)疑，討論發(fā)現(xiàn)它與傳統(tǒng)的氯堿工業(yè)產(chǎn)物是不一樣的，兩極產(chǎn)物相互反應(yīng)，生產(chǎn)次氯酸鈉水溶液。師生討論的過(guò)程就是每一個(gè)學(xué)生在自我知識(shí)生長(zhǎng)點(diǎn)上提升的過(guò)程，也是形成過(guò)程性的評(píng)估依據(jù)。

在電解水的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，當(dāng)電極上吸附大量氣泡時(shí)，立刻切斷外接電源，將導(dǎo)線連接一電流計(jì)，觀察指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。面對(duì)出乎意料的宏觀現(xiàn)象，學(xué)生驚訝后主動(dòng)思考，個(gè)別學(xué)生立刻想到了這是燃料電池的工作原理，但是，進(jìn)一步分析堿性條件下陰極陽(yáng)極的電極反應(yīng)，并能夠正確書寫電極反應(yīng)方程式的學(xué)生則是少之又少了。由此可見，大部分學(xué)生缺少的是能夠運(yùn)用學(xué)科知識(shí)在新情境中分析和解決問(wèn)題的能力。

當(dāng)下的教育評(píng)價(jià)正在轉(zhuǎn)型，為了幫助學(xué)生能更好地適應(yīng)新的評(píng)價(jià)體系，教師應(yīng)當(dāng)更加重視每一位學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)性評(píng)價(jià)，教師教的過(guò)程和學(xué)生學(xué)的過(guò)程本身就是一個(gè)具有評(píng)價(jià)意義的過(guò)程。

三、“問(wèn)題”的解決包含過(guò)程與結(jié)果

解決，即處理問(wèn)題使有結(jié)果。那么，學(xué)生在以真實(shí)情境為依托的課堂上處理的化學(xué)問(wèn)題最終指向什么結(jié)果？筆者認(rèn)為可以從過(guò)程和結(jié)果兩個(gè)方面來(lái)看。

從過(guò)程來(lái)看，學(xué)生通過(guò)閱讀相關(guān)資料、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在對(duì)化學(xué)問(wèn)題的討論交流中，他們的信息意識(shí)得到培養(yǎng)，質(zhì)疑品質(zhì)和獨(dú)立思考的能力得到鍛煉。從主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題，到嘗試解決問(wèn)題，學(xué)生的科學(xué)思維得以訓(xùn)練和發(fā)展，逐步形成豐富的認(rèn)識(shí)角度，優(yōu)化認(rèn)識(shí)方式，并在過(guò)程中不斷展現(xiàn)個(gè)人魅力，在同伴中得到認(rèn)可，和充分的自我肯定。從結(jié)果來(lái)看，化學(xué)問(wèn)題解決的課堂不僅能服務(wù)于發(fā)展學(xué)生的“文化基礎(chǔ)”方面的核心素養(yǎng)，還能服務(wù)于發(fā)展學(xué)生的“自主發(fā)展”方面的核心素養(yǎng)。讓學(xué)生像化學(xué)家那樣學(xué)習(xí)和探究化學(xué)，不僅學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)而且體驗(yàn)探究過(guò)程和方法，初步形成終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力。

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