让学习在问题情境中真实发生

符爱琴

摘要：真实学习的发生需要沿着认知思维展开的轨迹运行，思维的开端是问题，因此，在学习中首先要创设问题情境，引发学生的认知冲突，鼓励并引导学生聚焦问题、探究问题，寻求问题的解决之道，然后再通过对话交流、归纳总结让观念具化、知识概化、能力活化，达成深度学习。

关键词：问题情境;学习;化学教学;主题

文章编号：1008-0546（2019）12-0005-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.12.002

学习是如何发生的？建构主义认为，学习是学生利用已有知识和经验，通过与外界环境的交往活动，逐步改善或发展或修正其思维和知识的过程。知识的产生是基于一种情境的，并非学习者头脑中的静态智力结构，而是一个包括人、工具、环境中的其他人以及运用知识的活动在内的认知过程。要想让深度学习真实发生，就必须遵循学生认知规律，源于情境，聚焦问题，探究问题，解释现象并反思解决过程，一般来说，基本路径是：认知冲突、聚焦问题、提出方案、验证方案、解释方案、反思评价、归纳总结。与此相对应，深度学习的真实发生伴随的行为反应是生惑、探疑和释疑。

一、生惑：引发认知冲突

学习是发现，疑惑是发现的动力源，是学习发生的起点。真正的学习是学生自发地主动地学习，而真实的问题情境能让学生产生兴趣，引发认知冲突，产生困惑、怀疑和挑战，带来学习的内在驱动力，有了思考的动力和欲望，让学生从识记走向思维，形成有意义的学习。因此，要让学习真实发生，首先要让学生产生疑惑，让学生想学、愿学，学习的发生才能成为一种可能。

教师在教学中如何根据学生的认知思维特点来营造生惑的问题情境呢？

1.问题情境要符合学生认知需要

问题情境是促使学习真实发生的“场域性条件”，问题情境只有与学生的体验和心灵联系起来，才能发挥教育的效用。因此，问题情境的设计要站在学生的立场，研究学生的需要，符合学生的认知水平和思维方式。例如，上教版初中化学“燃烧与灭火”，学生通过学习后应了解着火点和燃烧的概念，学会运用燃烧条件解释现象与解决问题，其中，学生对于“着火点是可燃物的特定属性，不能降低与升高”，有些不解。从思维特点来看，初三学生对身边的燃烧现象很熟悉，对燃烧的条件、灭火的方法有一定的认识和生活经验，同时已经具备了一定的概括、归纳、自主学习和协作能力。基于这种学情的分析，我们创设了与生活贴近的情境“烤鱼游戏”：在荒野求生的贝尔有火柴，另外荒岛上有树叶、鸟巢、木块、树枝、石头和水等材料，为了生存，他如何才能将鱼烤熟？问题设计源于生活，凸显学科价值，学生通过思考、讨论和不断尝试，最后形成利用石块架起鱼、先点燃树叶、再点燃树枝或木块的烤鱼方案。通过游戏，学生推断出点燃物质有顺序，是因為物质的着火点不同，达到物质的着火点是燃烧的条件之一。“烤鱼游戏”的问题情境点燃了学生的学习兴趣与探究欲望，充分调动学生已有的生活常识，使新知“着火点”的生长找到了落脚点，让学习难点在游戏、挑战与合作中得以化解。

2.问题情境要有一定的开放性

学习发生的过程也是学生从已知到未知的探索过程，这个过程没有一个确定性的路径，应该允许学生有不同的尝试。杜威曾说，“教师不允许和不鼓励学生用多种方法应付所发生的问题，这是对学生智力发展设置障碍，好像把眼罩套在马的眼睛上，把他们的眼光限制在教师所同意的道路上”。例如，“酸碱盐复习”一课，我们以如何自制一瓶简易无土栽培营养液为问题情境，让学生经历从认识营养液、探究营养液成分到配制与应用营养液的过程，在这个过程中不断遇到挑战，尤其是对营养液成分的探究。教师给出一份未知无色营养液（A、B液），猜测其成分（物质）。由于“无色”“营养”的问题极具开放性，于是教师再引导学生从营养液提供的营养元素进行突破，让学生通过查阅资料发现必需存在营养元素有N、P、K、s、ca、Mg，进而引导学生根据元素查找常见无土栽培的肥料，推测这些肥料形成的溶液中的离子种类（K、Ca²⁺、Mg²⁺、NH4⁺、PO4^3-、SO4^2-、NO3^-），因此溶液存在的离子有多种可能性和不确定性，而通过层层剖析和验证，推断出A、B液中可能存在的离子。真实的学习就是一个不断试错的过程，没有标准答案的识记，有很多不确定性，情境衍生着问题链，引导着知识构建，从被动接受式学习到主动发现、运用和建构，实现知识的深度理解。

3.问题情境要紧扣明确的主题

有主题的问题情境使得学习内容具有内在联系和应用意义，便于学生能够进一步挖掘出与情境中重要事件有关的信息和内容，而这些信息和内容是课堂的教学重点和难点，进而产生能够迁移到其他情境的一般性知识。例如，“溶液组成的表示”，学生要从“质”和“量”两个方面对溶液组成进行研究，要学会进行溶质质量分数的简单计算，初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。我们创设的问题情境是如何自制一瓶苏打水，苏打水就是这节课明确的主题。依据这个问题情境的可达成性要求，问题链的设计遵循这样的逻辑：苏打水的成分是什么？苏打水中碳酸氢钠的质量分数是多少？那需要碳酸氢钠和水各多少？如何配制？整个教学过程在自制苏打水的情境下展开，学生带着强烈的探究欲和好奇心由浅入深，由定性到定量研究，由苏打水的配制到食盐水的配制，按照学生的认知规律和知识的逻辑体系步步推进，让学生留下思维的轨迹，在品尝到学习的成果的同时，顺应和同化了溶液的相关概念（溶质、溶剂和溶质质量分数）。问题情境围绕明确的主题形成有梯度的问题链，符合学生“最近发展区”的界限，让学生“跳一跳摘到桃子”。

二、探疑：实施科学探究

学习是一个由惑而识的过程，学生的认知发展是在学生内在认知图式和外在问题情境平衡过程中发生的，在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，形成科学概念，从而提升学生的化学学科核心素养。科学探究过程是知识生成的基础，需经历以下的学习流程。

1.预设：链接经验

学生带着各种“先在的经验”与教师相遇在课堂，在问题情境中产生了认知冲突，因此在学习过程中，让学生根据已有的经验对未知知识进行预设，唤起学生原有认知结构的原初经验，通过同化或顺应，对新知识进行编码，不断地丰富知识图式。譬如，“酸碱盐复习——松花蛋”一课，以松花蛋（又称皮蛋）的形成为情境，不仅激发学生的探究欲望，同时以此情境为载体，诱发问题链将学生已有的酸、碱、盐的知识进行了回顾与应用，避免了知识的简单识记。让学生品尝松花蛋，谈感受。一品皮蛋后，学生感觉并不如想像的好吃，感觉有些涩，于是提出在家里吃松花蛋时会加点醋。于是让学生加醋后再品尝，再谈感受。二品皮蛋后，学生根据生活常识和已有知识猜测到醋中和了松花蛋中的碱性成分，使口感变好。有二品皮蛋的经历，学生对松花蛋浸泡液成分的猜想与假设就有了经验——碱性成分。

2.实验：科学行动

通过问题情境激起学生的求知欲，有了预设作为问题解决的蓝本，接下来就是设计方案进行实验探究，“行动即求知”。深度学习强调学生的自主建构和问题解决，在问题解决中发生和推进的学习，就是有意义的学习。例如，酸碱盐复习时，我们创设了品尝松花蛋、认识松花蛋、制作松花蛋和保存松花蛋四个问题情境，其中在寻找原料制作松花蛋时，学生要通过实验区分三种外观相似药品：“三瓶没有标签的试剂瓶装的均为白色固体，分别是纯碱、小苏打、面粉，如何区分？”学生仅凭猜测与讨论不可能找出所需材料，只能通过实验探究区分出纯碱，最后学生通过判断碱性，且受热不易分解等区分出纯碱。实实在在的探究行动，最终找出了松花蛋制作的原料，整个过程，虽然运用了多个知识去思考、去探究，但是他们依旧兴趣盎然。

3.结论：发现规律

建构主义关于认知建构的原则是以强调学生发现和理解为基础的。在真实的学习过程中，教师不能急于告知学生正确答案，而应让学生经历科学探究、科学发现的过程，也就是“经历（或体验）科学”，知识是在“经历科学”中，学生通过发现自己建构的，并内化为自己的经验。因此，科学探究既要重过程，同时是要有结论的，但这结论应是开放的，是在尊重学生的发现、尊重学生个体发展水平、保证学生有足够的探究时间和体验机会的基础上，由学生自己得出的，而不是教师强加给学生的、唯一的定论。譬如“燃烧”一课，我们以疯狂燃烧的石头作为情境，那么石头为什么疯狂？学生推断出可燃物是电石与水反应产生的气体，得出燃烧必备的三个条件，知道了认识物质的一般方法;茶叶为什么黄了？学生得出保鲜剂的原理是铁的缓慢氧化，知道了保存物质的一般方法;旅途中的鱼是如何生存的？学生推断出制取氧气的其他方法，得出了获取物质的一般方法;管道通如何打通下水道的？学生推断出原理的同时，得出物质性质决定用途和研究物质的一般方法。

三、释疑：促进思维外显

要让学习真实的发生，不仅要遵循思维运行的轨迹，而且还要将内隐的思维外化，让过程可见。外显思维，让思维可视化，有利于学生自我检测、自我监控、自我干预，同时便于生生之间的辨析与修正，把握表达的规范性与规律性，开展真实深度的学习。在学习过程中，如何让思维外化呢？

1.观念具化

观念具化是指把学习中形成的概念图式，通过具体可感的语言、符号和图像清晰地陈述和呈现，它是学习内容细节化和丰富化的过程。教师要为讨论、汇报交流和反思提供充分的时间，让学生“说出”或画出自己是如何思维的，根据学生研究的实际情况，相应地提出不同的要求，允許学生存有己见，既关注别人的答案又反省自己的答案，不急于过早地得出结论，肯花时间让学生对感兴趣的问题进行深入的探讨，保证学生有足够的探究时间和体验机会。例如，“中和反应”中，学生做了如下实验：取60mL NaOH溶液装入烧杯中，逐滴滴加5%稀盐酸，实验过程中，利用pH传感器及温度传感器测量pH、温度随时间的变化。教师要求学生按组交流并汇报：（1）实验现象;（2）坐标图中线与点的意义;（3）中和反应的特点;（4）氯化钠质量分数的测定结果。学生在不断地陈述现象、解释现象、分析结论的过程中，惊讶地发现自己已能归纳总结出化学反应研究的视角、内容与方法：（1）化学反应的实质是什么，从宏观角度讲，即哪些物质参加反应，生成了哪些物质，从微观角度讲，哪些微粒参加了反应，生成了哪些微粒;（2）反应中的能量变化，是放热反应还是吸热反应，这种能量变化在生产生活中有何作用;（3）反应现象，即变化过程中，由于新物质、新微粒的生成使得反应出现了明显的可被观察的现象;（4）反应的表达包括方程式表达，图像的表达等;（5）该反应在生活生产中重要用途。

2.知识概化

知识概化是碎片化知识抽象化和系统化的过程，目的是建立知识网络，形成结构化的知识地图。学习的过程就从具体知识到抽象知识的建构，学生在教师的引导下，深入地进行认知活动，对关键信息层层剖析，得出核心概念、反应规律和结论并使之同化到自己的知识结构之中，以结构图或思维导图的形式将内隐思维外显。譬如，“厨房中的化学知识”以烹饪糖醋鱼为课堂学习的主线，经历“选锅一烹饪一清洗”三个环节，挖掘生活中的实际问题，并指导学生利用“材料、能源、环境”相关知识解决实际问题。学生总结文字，教师添上线条（见图1），师生共建本节课的结构图。又如，在“金属的性质和利用”的学习中，学生总结时从金属的导电性、导热性、延展性、金属光泽等物理性质，到金属与氧气、盐酸、金属化合物溶液等化学性质进行总结，教师用二条线一个“金”字将学生思维呈现了出来，诠释了金属性质的知识结构（见图2）。

3.能力活化

能力活化是指知识运用的能力和问题解决的能力。学习不仅仅为了获得一大堆事实性的知识，还要将自己置于知识产生的特定物理或社会情境中，通过积极参与具体情境中的社会实践来获取知识、建构意义并解决问题。同时能力活化也是促进内隐思维外显化的重要路径。例如，在研究“茶叶为什么黄了”时，当学生探究出茶叶保鲜剂的主要成分是铁时，感觉很意外：一是平常生活中都是从防止铁生锈的角度去思考问题，而保鲜剂是从物质变化的角度利用了铁能被氧化的性质;二是原来事物真的有两面性，铁被氧化也不全是坏事。于是教师适时追问，铁的缓慢氧化释放能量，你们能否从能量变化的角度来利用铁的氧化？适时的问题支架，让学生获得了知识迁移和问题解决的提示和线索，于是一场关于暖宝宝的需求分析便展开了。

在有主题的问题情境中，学生感受到学习是有趣的、有挑战性的，学习也是与生活生产紧密联系的，学习是有用的。唯有将学习嵌入其所关联的社会和自然情境之中，新知识才能在原有认知结构中找到生长点，让学习沿着认知思维展开的轨迹运行，完成自我内化、自觉迁移、自主建构，学习才会被赋予真正的意义，有意义的学习才有可能真实发生。