解决“问题”的高中化学课堂教学实践反思

张寒之

摘要：依据高中化学课堂教学片段，结合课堂问题的发起、形成和解决的过程，重点阐述了课堂中真实情境激发出的“问题”能够暴露学生知识盲区、认知缺陷的意义，并提出了在处理“问题”中收集学生过程评估依据，从而在课堂上高效地完成完善学生知识体系，培养学生化学学科核心素养的教学目标。

关键词：高中化学课堂教学；问题情境；教、学、评一体化

文章编号：1008-0546（2022）01-0020-04中图分类号：G632.41文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.01.005

一、学生是课堂“提问”的发起人

说到课堂上的提问，惯性思维认为肯定是教师提问，学生回答后教师给予评价和修正。笔者认为“提问”应当由学生在亲身体验的活动中自然产生。那么什么样的活动能产生与授课内容契合度更高的问题呢？这就依赖于授课教师在精心备课的基础上，结合授课对象的实际情况，设计出合适、真实的教学情境。在实际教学的过程中，教师“惯性”地把解决问题当作自己的份内事，甚至偏执地认为学生不行，他们做不到，不放心把一节课的主动权交给孩子。也常常会听到教师抱怨“学生不动脑筋”“他们根本听不懂”“学生哪里想得到啊”。不否认这些现象在如今的化学课堂中是存在的，但是根本原因是学生不知道老师想干什么？不知道老师到底在问什么？不知道老师这节课教的是什么？

如果学生自己提出了问题，他们自然是问题的解决者，因为他们具有追寻答案的企图心和迫切性。这也就从根本上解决了很多教师的顾虑，不用怕学生不动脑，课堂陷入冷清。学生这个时候反而担心老师不给他自己想，夺走他思考的主动权。

二、课堂“问题”的形成和意义

1.“问题”来自真实的情境

真实而有意义的化学问题情境能够激发学生的兴趣，为学生探究解决问题提供持久的驱动力。通过自身的体验去领悟和感受，发现问题，通过主动探索寻求解决问题的方法，将探究获得的化学知识纳入已有的知识结构之中，并上升为化学学科观念，在思考问题的过程中训练和运用化学特征的思维方式。

在“氮的氧化物”课时教学中，笔者以空气中氮氧化物的废气处理为问题情境展开师生讨论。

师：同学们，空气中氮氧化物的过量排放会带来许多严重的环境问题，今天我们就一起讨论，看是否有可行的方法来缓解这个问题？有没有同学说说你的思路？

生：我觉得我们要先知道氮氧化物是什么才行。

师：哦，是的，太好了。我们要处理氮氧化物必须了解它们的基本性质。

……

师：通过实验我们知道了氮氧化物的性质，接下來咱们怎么办？

生：虽然知道了氮氧化物是什么，但是为什么空气里会有呢？怎么来的？这种废气污染物的来源是什么？如果知道了我们就可以从源头想办法。

师：这个同学真的太棒了，从问题源头思考解决。那我们一起了解一下大气中氮元素的循环过程吧。

……

师：现在咱们知道了氮元素在自然界的转化过程，那么大气污染物中的氮氧化物该如何处理呢？结合氮氧化物的性质和转化关系的启发，有没有同学说说自己的看法啊？

生1：我觉得可以用碱溶液来吸收；

生2：我觉得从化合价看可以把氮氧化物还原成氮气，这样就把有害物质转化成无害气体了；

生3：那我觉得可以把几种含氮污染物混合反应，比如氨气和二氧化氮同时处理，一起转化为氮气。

……

通过讨论，学生自然而然地主动将氮氧化物废气处理的问题进行分解，转化为三个具体问题，教师引导其落点在教材中基础知识，指向明确的三个具体化学问题，再通过实验、查找资料、分析问题等系列学生活动解决问题，见表1。

反思回顾这节课时，我们不难发现当学生全身心投入化学问题解决的过程中时，化学知识的掌握仅仅是这个过程中最基本的收获，学生思维方式的提升，认识角度的丰富才是追求问题解决的宝贵收获。

2.“问题”产生于知识盲区

例如：乙酸是学生在生活中比较熟悉的一种有机物，在学生活动一中，教师在活动单上提供与乙酸物理性质相关的文字资料、图片信息。学生小组经过讨论、整理，归纳出乙酸的物理性质。有了宏观的认识，同学们尝试利用球棍模型搭建乙酸分子的结构模型，在此基础上写出其分子式、结构式、结构简式和官能团。

（1）“宏、微、符”表征思维的缺乏

在这个活动环节中，同学们显得无处着手，无法在平面图形和立体的模型之间形成联系。这个学生活动中充分暴露出学生对有机物的认识仅仅是对分子式、结构式和结构简式的机械记忆，无法将其转化为空间立体的结构。想要再把这些可见的模型转变成化学符号，学生显得无所适从。在经过讨论和教师的点拨后才有个别小组搭建出正确的分子模型，耗时较多，比教师预期的时间长许多。在书写乙酸的结构式的时候，大部分同学表现出来的问题在于分不清结构式和结构简式，绝大多数学生写出的是CH3COOH这个结构简式。

在探究乙酸酸性的学生活动中，学生选择用醋酸和碳酸钠溶液反应，从而检验醋酸的酸性，同学们都观察到了溶液中有气泡产生。可是，在书写化学反应方程式的时候，几乎所有的同学都无法完成，产物仅仅写出H2O和CO2，为什么会这样？哪里出了问题？学生明明能够从实验现象中提炼出符号表征，写出了H2O和CO2，怎么醋酸钠就写不出来了呢？因为醋酸钠看不见！那么显而易见，学生对这个反应基本没有微观层面的认识，或者说学生对离子反应本质的理解是欠缺的。

CH3COOH、NaCO3和CH3COONa在学生眼中就是一堆记忆的符号，他们没有将其转化为具体的化学物质，更缺乏对它们在电离状态下的微观认识，也就是说在实验现象的宏观表征到写在纸上的符号表征之间，学生对化学反应的认识缺少了微观表征这个重要的桥梁，他们往往摸着石头过河，靠猜一猜来完成化学方程式的书写。或许在学习离子反应这节内容的时候，同学们都能写出这个反应以及离子方程式，当知识迁移至一个陌生的情境中时，需要同学们去调取信息的时候，他们就纷纷“失忆”，可见，学生对离子反应这个核心概念的理解是相当孤立的，在学习过程中他们没有将其内化，与已有知识发生联系。

为了解决这个问题，本节课将“假设—验证—结论”的实验过程完全放手交给学生小组合作完成，并形成相应的实验报告。这个过程重点是让同学们体验科学实验的一般方法，并能够体会到实验探究的乐趣以及实践活动中的成功感。

在实践活动后，利用化学语言将实验进行解释和记录，是宏观表征转化为符号表征的常见途径。基于大量的实践操作，同学们对化学符号的记忆不会是简单的机械背诵，而是主动地将这些符号归纳到自我认识体系中，并能够和已有知识进行更丰富的信息连接。

（2）新情境中暴露“结构-性质”的认知缺失

例如：酯化反应是本节课的难点，对于学生来说，是完全的新知识。教师仍然采取为学生提供信息，学生小组讨论的形式，引导同学们设计一套乙酸和乙醇在浓硫酸催化作用下发生酯化反应的实验装置，通过讨论、商定，教师完成演示实验，由学生描述实验现象并尝试进行解释，最后通过书写化学反应方程式对官能团、对断键进一步理解。

基于帮助学生对羟基和羧基这两个重要官能团性质的认识和理解，教师安排了学生活动四，学生通过思考多元醇和多元酸之间的反应，进一步认识到官能团的性质。同时，也可以作为学生这节课学习情况的一个反馈，帮助教师了解同学们对烃的衍生物的学习落点在哪里？

3.“问题”提供教学评估依据

教师如何知道学生通过学习是否达到了预期的结果，哪些过程材料能够证明学生所达到的理解程度呢？为了确定学生的理解程度，我们需要获得什么样的证据？纸笔测试更多关注的是学生掌握知识的准确性，而能够展示学生技能以及迁移能力的证据正是通过课堂中暴露的“问题”外显出来的，学习过程本身使得问题越来越明晰，激励学生对核心问题进行深入的挖掘。在课堂教学中围绕核心概念设计表现性任务就是教师获得形成性评估的手段和方式，也是“教、学、评”一体化的体现。

（1）不同“问题”凸显学生不同需求

同样是在“氮的氧化物”课堂教学中，学生在项目活动中表现了与其自身能力相符且各不相同的能力。在具体问题1中，几乎所有同学都能根据素材说出空气中的氮气和氧气在放电条件下生成了一氧化氮，并迅速被氧化成二氧化氮。也就是说他们是具备阅读材料提取信息能力的。观察实验中二氧化氮与水反应后红棕色消失，只有一半的同学认为生成了硝酸并提出用指示剂进行验证。在书写化学反应方程式的时候，极少同学能够从氮元素化合价的角度推测产物还有一氧化氮。在交流和讨论后，大家才一致提出再次注入空气后观察是否能出现红棕色气体。这里的讨论是面向所有学生的体验过程，不同层次的学生都能有自己的思考和推论，教师就是在这些交流中了解每一个学生的认识程度，把握调整课堂教学的难度和进度。

在结合氮元素化合价角度理解SCR和SNCR（见图1）脱硝原理的问题中，每个同学都能说出采用氨气将氮氧化物还原，是利用了氮氧化物的氧化性，但只有部分同学能根据信息判断一氧化氮与氨气反应产物为氮气和水，更是只有个别学生可以准确书写化学反应方程式，并利用氧化还原反应原理进行方程式配平。收到信号后，教师放慢课堂节奏，让有方法的同学讲一讲思路，通过讨论分析，几乎所有同学都正确写出了二氧化氮与氨气反应生成氮气和水的化学方程式。

（2）“提问”外显学生以达成的认识水平

例如：高二选修内容电化学复习课，笔者以“家庭自制消毒水”的情境为依托，通过阅读图文信息大部分同学能够意识到这就是一个隐藏的微型电解食盐水装置。但是通过少数学生的质疑，讨论发现它与传统的氯碱工业产物是不一样的，两极产物相互反应，生产次氯酸钠水溶液。师生讨论的过程就是每一个学生在自我知识生长点上提升的过程，也是形成过程性的评估依据。

在电解水的实验环节中，当电极上吸附大量气泡时，立刻切断外接电源，将导线连接一电流计，观察指针发生偏转。面对出乎意料的宏观现象，学生惊讶后主动思考，个别学生立刻想到了这是燃料电池的工作原理，但是，进一步分析碱性条件下阴极阳极的电极反应，并能够正确书写电极反应方程式的学生则是少之又少了。由此可见，大部分学生缺少的是能够运用学科知识在新情境中分析和解决问题的能力。

当下的教育评价正在转型，为了帮助学生能更好地适应新的评价体系，教师应当更加重视每一位学生在学习过程中的表现性评价，教师教的过程和学生学的过程本身就是一个具有评价意义的过程。

三、“问题”的解决包含过程与结果

解决，即处理问题使有结果。那么，学生在以真实情境为依托的课堂上处理的化学问题最终指向什么结果？笔者认为可以从过程和结果两个方面来看。

从过程来看，学生通过阅读相关资料、观察实验现象，在对化学问题的讨论交流中，他们的信息意识得到培养，质疑品质和独立思考的能力得到锻炼。从主动发现问题、分析问题，到尝试解决问题，学生的科学思维得以训练和发展，逐步形成丰富的认识角度，优化认识方式，并在过程中不断展现个人魅力，在同伴中得到認可，和充分的自我肯定。从结果来看，化学问题解决的课堂不仅能服务于发展学生的“文化基础”方面的核心素养，还能服务于发展学生的“自主发展”方面的核心素养。让学生像化学家那样学习和探究化学，不仅学习化学知识而且体验探究过程和方法，初步形成终身学习的意识和能力。

参考文献

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