优化化学问题情境促进深度学习

黄海渊

摘 要：现阶段的课堂教学中，问题情境创设是有效的教学策略，根据课堂教学内容，构建课堂教学情境，指导学生在问题情境中深入思考和学习。高中化学知识难度较大，优化问题情境能较好地深化教学目标，促进学生深度学习，达到高效理解知识的效果。

关键词：高中化学;问题情境;深度学习;策略

高中化学知识内容较为抽象，具有非常强的逻辑性，并且化学知识和生产、生活有着密切关系。作为高中化学教师，借助问题情境构建，激发学生积极主动参与化学学习思考和操作活动，强化探究意识，深入理解知识、内化知识，逐步建构知识体系，促进学生深度学习，对学生未来发展有着重要现实意义。

一、基于认知冲突优化问题情境

课堂教学方式之一即引发认知冲突。当学生脑海中存储的认知和知识经验与新知不符时就会产生认知冲突，进而破坏学生思维平衡，学生就会通过学习维持已有认知与现有观念平衡。高中化学教师在教学过程中借助认知冲突优化问题情境，帮助学生理解化学概念，培养学生良好的批判意识，引导学生开展质疑活动。在认知冲突中，主要有冲突情境、意识冲突和冲突解决三个方面内容。当学生在学习过程中意识到反常情境就可看作批判与质疑，解决冲突即深度理解知识，故而化学教师可基于学生认知冲突优化课堂问题情境设计。例如：在酸的定义和通行知识教学中，先让学生列举自身知道的酸的类型，如H2SO4、HNO3、HCl等，随即让学生根据自身理解尝试阐述什么是酸。一般大部分学生在已有认知观念和知识经验影响下，认为酸是能够电离出氢离子的酸性物质。结合学生的认识设计问题：“NaHSO4呈现出酸性，电离时可以产生氢离子，那么它属于酸吗？”毫无疑问，该问题会引发学生首次认知冲突，让学生意识到呈现酸性，并且电离出氢离子的物质不一定全是酸。在这样的基础上，引入酸的概念，“电离时生成的阳离子均为氢离子的化合物可称之为酸”，深化学生对此概念的理解。随即化学教师让学生继续列舉常见的酸参与反应类型。例如：金属和酸反应后产生氢气或酸与碱发生中和反应等，再提出问题：“是不是所有的酸和活泼金属发生反应都会产生氢气？”通过问题引发二次认知冲突，为学生展示金属和硝酸反应的内容，让学生意识到并不是所有的酸都具有酸的通性，加深酸的定义认知，深入理解酸的通性，并形成良好的批判精神与辩证意识，达到深度学习效果。

二、基于学科特征优化问题情境

目前很多高中化学教师在教学中以问题链形式优化问题情境，指导学生深度学习。所谓问题链即，围绕教学目标以及学生已有生活经验、认知水平等将目标要求的知识技能转化为相互关联、独立且层层递进的问题组。一般问题链涵盖3个及以上问题，通过设置批判性、探究性、情境性的问题链指导学生建构和内化化学概念，强化学生批判、创新等高阶思维和分析问题、解决问题的能力。化学教师进行问题链设计时，需要保证问题的质量，体现出知识之间的联系，注重学生课堂主体作用，设计层次性的问题。高中化学和初中阶段相比，无论知识容量和难度均有所加大，出现学习和理解困难是必然的。借助问题情境，优化问题链设计，让学生在适当情境中理解所学概念知识和原理，准确分析化学反应过程。总而言之，情境问题链能调动学生探究化学知识积极性和主动性，体现现代教育强调的人文化与生活化，最重要是有利于培养学生微观探析与宏观辨识核心素养，为未来发展做好铺垫。

以专题“氮与社会可持续发展”教学为例，化学教师设置以下情境问题链，促使学生高效理解和掌握该专题重难点知识。问题①：“空气中漂浮的大量氮气是否对人体健康造成影响？”问题②：“含氮化合物的现代工业有哪些？”问题③：“含氮化合物合成过程是否会污染环境？”问题④“氮肥对农作物生长有哪些作用？”通过优化情境问题链启发学生思维，并在此过程中将所学化学知识与现实生活相结合，从化合物构成中明确化学性质并探究其作用，树立正确的化学观念。再以“氢燃料的应用前景”教学为例，可以这样创设问题情境，问题①“现实生活中有哪些领域充分利用太阳能？”问题②：“人类运用哪些途径开发太阳能？”问题③：“在现实生活中运用太阳能面临哪些重要问题？”问题④：“太阳能高效利用为人类生活带来哪些优势？”通过优化问题情境促使学生基于宏观角度辨识化学知识，拓宽学习视野和思维。从上述教学可看出，高中化学教师以问题贯穿教学始终，并基于问题链指导学生思考和学习，全面强化学生化学思维与能力，促进深度学习。

三、基于学生学情优化问题情境

高中化学教师在课堂教学中应做到集思广益，指导学生从多个角度分析问题，对所学知识才会产生更加深刻的理解，才会积极建构知识体系与内化知识。虽然目前很多教师都会设置探讨环节，然而真正参与探讨的只有部分优等生或被教师点到名字的学生，根本无法锻炼部分日常学习中不愿参与探讨环节的学生，这些学生更不会自主思考与踊跃表达观点，反思更不知从何谈起。对此，高中化学教师应紧抓学生思维动态，关注动态生成，优化问题情境，充分发挥课堂探讨环节优势作用，通过完善抽人提问或随机点名等方式刺激不同层次学生深入思考，使学生养成主动思考问题习惯，切实促进深度学习，为高效自主学习做好铺垫。在课堂教学中，应当注重学生质疑习惯的培养，利用一些不足和错误，让学生认识到每个人都会犯错，鼓励学生理解化学知识的同时，针对权威观点提出质疑，培养学生质疑意识和品质。以“物质的量”教学为例，该单元是高中化学重难点之一，是学生化学微观和宏观联系的桥梁，让学生从微观角度对物质和化学反应进行分析，加强学生化学思维培养。纵观以往课堂教学，由于该单元概念知识脱离学生现实生活，大部分学生表示该单元知识抽象难懂。对此，教师根据学生实际情况，做好问题情境设计和优化，加深学生知识认知，切实开展深度学习活动。

具体来说，可以这样做。首先优化教学情境。教师先提出问题：“小王下个月要办婚礼，通过网络购买口味和类型不同的喜糖，小王想要快速知道每箱喜糖大概有多少，方便平均装入喜袋，你能想到什么办法？”之后，让学生开展课堂讨论活动，有的学生认为，可以称出一颗糖的质量，根据一箱糖的质量得出大概的数量。继续提出问题：“一颗糖质量较小，随机有很多误差，该如何修正？”借助此问题引领学生建立集合体思维方式。学生受到启发后提出可将相应数量的喜糖作为基本量进行称重，得出其质量后，基本量×每箱喜糖总体质量/相应喜糖质量=每箱喜糖颗数。针对学生的回答，教师给予肯定，并且将生活情境和化学问题融合：“结合上述问题的思考，如何计算一杯水中有多少水分子？”让学生思考和讨论，依然采取相似的思维方式进行计算。在上述教学中，教师从现实生活过渡至化学问题，促使学生对需借助额外物理量加强微观和宏观联系，让学生对其有初步的认知，引出物质的量的概念。通过这样的课堂活动方式，调动学生学习热情，为深度学习做好铺垫。其次优化教学问题情境。化学教师根据集合体、基本量等表述，让学生对“物质的量”化学专用名词进行了解，教师提出问题：“为什么要引入物质的量？它的提出发挥哪些作用？”学生思考后表述：物质的量的提出是将一定数量的微观粒子和可以称量的宏观物质联系。结合学生的回答，教师做出补充：“一般在社会生产生活中从宏观角度实现化学反应发生，对于微观世界而言，如微粒将需按照一定的个数才能发生化学反应，需引入物质的量解决质量、体积间换算问题，再提出问题：“该如何理解物质的量？”“什么是国际基本物理量以及有哪些？”通过教师的指导和点拨，让学生认识到物质的量是基本物理量，如长度、质量等。物质的量表示（某种微粒）集合体中所含微粒数多少，通过类比理解物质的量单位摩尔（符号mol）。在上述教学环节中，根据教材内容引入教学资源，提炼其中的有效信息，促使学生深入理解新知。最后优化问题链，促进核心概念内化。问题①物质的量描述对象是什么？是否可以说1摩尔氢气、2摩尔电子、1摩尔氢、1.5摩尔大豆呢？问题②单位物质的量（某种微粒）集合体中所含微粒个数为多少？引出阿伏伽德罗常数，理解其精确值与近似值。问题③单位物质的量的物质质量为多少？根据不同的微粒作为教学案例，让学生理解微粒数量和质量之间的关系，引出摩尔质量。随即让学生以小组合作形式分别计算36gC、28gFe、9gH2o、46gNa+所含有的微粒数。教师基于学生初步理解物质的量基础上设置问题链，使其深化理解物质的量概念。与此同时，教师作为指导者和点拨者可以为学生提供更多用于知识建构背景信息，使学生主动探究知识，并运用类比、归纳、总结等方式体会知识概念建构过程。教师在概念教学中还可让学生尝试运用自身语言表述某个概念，检验学生理解和掌握知识程度，便于随时调整教学策略，提高学习质量。

结束语

高中化学教师在新课程改革背景下应充分优化问题情境，发挥其优势作用，引导学生高效理解和掌握知识，并形成自主探究和思考的学习习惯，促进学生深度学习，不断提升化学学科关键能力。

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