基于问题解决的中考实验探究专题复习

付元兴 李瑶

摘要：以真實问题解决的实验专题复习，借用数字化实验方法，采用小组合作学习模式，引导学生建构模型，井应用模型解决实际问题。培养科学探究能力，发展学科核心素养。

关键词：问题解决核心素养实验探究专题复习

文章编号：1008-0546（2020）05-0083-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.05.022

《普通高中化学课程标准（2017版）》提出了化学课程“以发展化学学科核心素养为主旨，重视开展‘素养为本的教学”。学科核心素养教学不仅适用于高中化学，对于与其衔接的初中化学同样具有指导意义。《义务教育化学课程标准（2011年版）》规定，初中化学课程包括“科学探究”“身边的化学物质”“物质构成的奥秘”“物质的化学变化”“化学与社会发展”五个内容主题。五个内容主题体现了化学学科对学生的发展价值。与化学学科核心素养相呼应。义务教育化学课程也应以学生学科核心素养发展为基本目标，只是更侧重基础性。如何在初中阶段开展“素养为本”的教学呢？课标明确提出：“倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动”。可见在教学中开展基于问题解决的课堂教学必将成为核心素养落地的有效途径。为此笔者设计了《基于问题解决的实验探究专题复习》，在2019年重庆市优质课大赛中，荣获重庆市“一等奖”。下面将本教学设计做一介绍，与大家共享。

一、背景分析

1.基于课程

新课标下的中考总复习，并不是对已学知识的简单重复和再现，而是从更高层次、更新角度对所学知识、技能和方法，进行重新认识和再学习的过程。以素养为本的理念开展问题解决的复习，既能将复习内容转变为学生自身的内在需求，也必将成为提升学生素养的一种有效途径。

2.基于教材

本节内容在教材中几乎没有集中讲授，也无专门介绍，而是以“探究”分散于各章节，新授课中85%是以演示为主，在九年级下的第70页才以习题形式出现了探究的雏形。内容分散不系统，但其又为提升学科素养所必备的载体，也是中考必考的内容，因此急需让学生建立起对实验探究的整体认识。

3.基于学情

复习到后期，作为即将步入高中的学生，已经具备实验探究的相关知识，但其对科学探究的认识大多停留在“纸上谈兵”阶段，缺乏从真实情境中寻找问题、探究问题的机会，因此教师需为其搭建平台，让他们在活动中建构并应用实验探究模型，以达到中考需求和素养发展需求。

4.基于考情

纵观近三年的重庆中考题（见表1），实验探究占比大，考查面广，内容关联性、综合性强，难度较大，这也成了学生丢分的主要因素。因此，无论从核心素养还是中考的角度，实验探究专题复习的开展都是很有必要的。

二、教学设计

1.教学目标

（1）复习巩固离子的检验。

（2）建构并应用模型，以此为载体提高学生的解题能力和培养学生的模型认知、社会责任等科学素养。

2.教学重难点

本节课的重点为建构并运用实验探究模型，难点为模型中方案的设计。

3.教法学法

为了突出重点，突破难点，本节课采用了探究法、讨论法、问题驱动法和数字化实验法。

4.教学思路

本节课我将沿着情境、问题、活动的主线开展教学，借助3个环节，在情境导人，问题思考，实践活动中，引领学生从知识的记忆，到模型的建构、运用，最后提升学生的综合素养。（见图1）

三、教学过程

环节1.知识回顾

情境导人：以新闻简讯为切入点。中国财经报道：某企业一批次氢氧化钠产品抽检不合格，不合格项目为碳酸钠含量超标。

教师：氢氧化钠中怎么会有碳酸钠呢？

学生：变质原因分析，2NaOH+CO₂==Na₂CO₃+H₂O。

教师：变质的氢氧化钠中混有碳酸钠，怎么检验其成分呢？

设计意图：唤醒学生的记忆，为自主探究铺垫知识基础。

环节2.建构模型

教师：实验是检验真理的唯一标准，借助新闻内容，创设新的情境，赋予学生质检员的身份，让学生提出问题、猜想、各小组经过思考讨论后形成方案。

学习活动1：探究NaOH是否变质

学生：设计方案并动手实验。

设计意图：为了拓宽学生的思路，增强学生的科技意识和创新意识，教师又特别给出数字化实验方案，让各小组用不同的方案进行探究，数字化实验结果见图2。

教师（追问）：变质后的NaOH还能合格吗？给出参考资料。

[参考资料1]隔膜法生产的NaOH，Na₂CO₃%≤1.6%为合格品。

学习活动2：探究NaOH是否合格

学生：小组分析、讨论;形成定量实验方案：可采用气体法和沉淀法。

设计意图：培养学生的宏观辨识能力，根据资料学生很容易知道下一步需做定量研究，经过深度讨论最终形成定量实验方案。从定性到定量，培养学生更加严谨的科学思維。

教师：引导学生回顾探究过程，建构出实验探究模型。

学习活动3：建构模型

学生：提出问题→猜想→设计方案→实验验证→结论

教师：补充完善，形成规律，建构实验探究的模型。（见图3）

设计意图：从解决问题的实际过程中总结提炼，建构认知模型，建立实验探究的思维框架。为接下来应用模型解决问题提供依据，培养学生证据推理、模型认知和科学探究等核心素养。

环節3.应用模型

教师：首先是应对中考需求，以近三年出现频率最高的两类探究题型为例，引领学生应用模型，提炼解题方法，便于针对性的自主复习。

学习活动4：聚焦中考、提炼方法（见图4）

总结：将题干套人模型，进行题干拆解，注意突破，提炼方法。

教师：建构模型的价值除了体现在考场上拿高分，更应该体现在解决实际问题上，思维的发展只有在实践的土壤中才能生长，接下来就是应用模型解决生活实际问题。

学习活动5：解决实际问题、共建美好家园

教师：习总书记说过：“绿水青山才是金山银山”，这样的环境大家愿意居住吗？这是某皮蛋厂排放的污水，从图中可以看出呈强碱性。我国《生活饮用水卫生标准》pH=6.5-8.5，可见上述水是不利于健康的。这样的水怎么办呢？

学生：先分析确定污水的成分，处理后再排放。

教师：请你帮环保部门确定该污水中的成分，根据你的结论给该厂提出一些科学的处理建议（见图5）。

设计意图：环境问题是生活中常见的问题，引导学生自主探究皮蛋厂排放的强碱性废水的成分，学生根据参考资料提出猜想、设计方案、验证，并根据结论提出科学的污水处理建议。

[参考资料2]腌制皮蛋的主要原料为熟石灰、纯碱和食盐。

教师：为了进一步提升学生的能力，我留下了这样一个课后任务，将探究皮蛋厂污水成分的过程设计为实验探究题，让学生站在出题者的角度，去思考实验探究题中会如何设问（图6）。

设计意图：从学生熟悉的氢氧化钠变质出发建构模型，到最终能够运用模型自主探究污水处理的相关内容，4个环节由浅入深，循序渐进，学生在讨论、分享、探索和实践中实现了重难点的突破。

四、教学反思

1.教学主张

化学是一门与生产生活密切关联的学科，能够解决生产生活中的实际问题，才能更好体现化学的学科价值、社会价值。因此，在问题解决的实验探究专题复习教学中，笔者坚持三“出发”：中考考情出发，从化学与生产生活的联系出发，从知识的实际应用出发。努力体现三“关注”：关注实验探究的命题趋势，关注生活中的真实化学问题及解决，关注实验探究思维模型的建构和应用。

2.教学实践

基于问题解决的复习要素主要有三点：创设与复习内容相关的情境，在情境中发现相关问题，应用化学知识，展开问题解决的系列学习活动。本课笔者正是沿着这一主线展开学习与实践活动的。学生在情境中感受学科价值，在问题与活动中形成高阶思维形成、巩固化学知识、提升实践能力。

3.教学评价

现在看来，对于本课的设计有如下优点：从生活情境中生成化学知识，再回归生活，用化学知识解决实际问题，以这条主线贯穿整个课堂，既能引起学生兴趣，又符合学生的认知规律，达到了学以致用的目的;学生活动以小组合作为主，能让学生在团结协作中实现共同成长;数字化实验的加入使实验更高效，现象更直观，结论更客观;模型的建构与应用增强了学生的应考能力和实践能力。也培养了学生模型认知、证据推理等素养。不足的地方有2点，本课的设计对学生动手能力要求较高，有的学生跟不上节奏，参与度不够。由于学生动手机会较多，教学时间显得仓促。

4.学生收获

从需在教师引导下设计方案，到能自主设计方案，再到能自己设计探究题，学生已不再是知识的接受者，而是知识的探索者。以下分别为学生自主探究污水成分的方案（图7），依据污水处理的探究过程设计的实验探究题（图8）。