基于“问题链”发展高中生化学高阶思维策略研究

高颖端

(江苏省海门中学 226100)

基金项目：本文系江苏省教育科学“十四五”规划立项课题《指向高中学生高阶思维养成的高中化学“问题化教学研究》阶段研究成果(课题立项号：D/2021/02/246)

1 设计问题链的基本原则

第一，问题的价值性.问题链的设计是为了启发学生的思维能力，因此在提问前教师要先明确提问的目的，再结合教学方法确定设计问题链所想要达到的教学目标.

第二，知识的关联性.问题链一般由三个或三个以上的问题组成，而为了凸显问题链的价值，其中的问题要与学生已有的知识和经验相关联，问题之间还要具有一定的联系，以保证问题链的难易程度适中，衔接流畅，能够最大限度的调动学生的积极性，不会因为问题衔接不当而影响学生思维发展.

第三，问题的层次性.为了合理的引导学生思维，问题的设计要有明显的层次性，换而言之，教师在设计问题时，应遵循从已知到未知的顺序，按照由浅入深的规律逐步感知和理解知识，丰富知识储备的同时，发展自身的能力.

第四，认知的主体性.教师与学生都是课堂中的主体，教师是教学活动的组织者和引导者，学生才是认知主体，学生分析和理解问题的过程就是主动学习和发展的过程，因此问题的设计要符合学生的认知规律，这样才能发挥问题链的教育价值.

第五，问题要具有科学性.实验是高中化学学习中的重要组成部分，具有较高的严谨性和逻辑性，为了更好的引导学生思维，教师所提出的问题还要具有科学性，也就是说问题链的设计必须要符合客观事实，教师所提出的问题及问题所涉及到的情境，都要科学、合理，不能存在凭空捏造的情况，否则会影响学生科学素养的形成，不利于唯物主义观的建立.

2 利用“问题链”发展高中生化学高阶思维的策略

2.1 创设情境性问题链，培养求解能力

合理创设问题链，并将问题解决所需要的知识与情境相结合，才能让有效锻炼学生的知识和技能，并在解决问题的过程中创造出新的知识.

例如，在学习“钠及其化合物”一课时，为了让学生了解钠的化学性质，认识到钠与氧化钠、过氧化钠的区别与联系，教师可以创设情境性问题链.教师先创设问题情境：浩瀚的大海美丽而富饶，海洋是一个巨大的化学资源宝库，其中含有80多种元素，钠是其中含量较高的元素之一，也是典型的金属元素.从物质分类的角度来研究钠及其化合物，可以定性认识物质的性质、变化和用途.由此，可以引发以下问题链：(1)拿出一块钠金属，切开钠的表面，颜色会有什么变化？为什么会出现这种变化？生成了什么物质？(2)观察钠与水反应的实验，请同学们归纳钠溶于水的现象，并推测可能生成哪些物质？(3)钠与氧气在不同条件下会生成氧化钠和过氧化钠，它们的性质有哪些不同？借助PPT演示氧化钠、过氧化钠分别与水、二氧化碳反应的实验，让学生总结实验现象以及推测可能出现的产物；(4)大家知道厨房中使用的小苏打吗？了解它的用途吗？小苏打主要成分是什么？是否观察过它的样子？问题链共由四个小问题组成，第一个问题旨在引导学生认识到钠金属的还原性，通过切开金属钠，让其与空气中的氧气直接接触，具有银白色光泽的金属钠表面很快就变暗了，从而认定其发生了氧化反应，并生成了一层氧化物，这种氧化物就是氧化钠.第二个问题则是在第一个问题的基础上，探究钠金属与水的反应，学生可以在教师的指导下，围绕问题设计化学实验，通过观察实验现象认识到钠的性质非常活泼，能够与水发生反应，并生成氢氧化钠和氢气.第三个问题则是探究钠与氧气在不同条件下的反应情况，提问后带领学生进行实验，通过对比实验探究生成物的区别和联系，能够让学生对钠元素的还原性有更充分的认识.第四个问题则是从生活角度来探究钠的化学性质和应用途径，帮助学生进一步掌握钠金属的化学性质.由此，课堂中通过引导学生探究难度不同的四个问题，学生的思维能够得到更系统化的培养，对提高课堂学习效率也有较大的帮助.

2.2 创设探究性问题链，发展创新思维

在高中化学学习中，教师可以设计探究性问题链，合理设计一系列问题，由浅入深逐步引导学生思维，鼓励他们大胆猜测、敢于创新.在问题链的设计中，教师应着重在学生有疑或困惑处设置问题，起到点拨学生思维的目的，使学生顺利完成探究.

例如，在学习“氯及其化合物”一课时，在讲到氯与水是否能发生反应时，教师可以设计探究性问题链，先提出问题：氯气能否与水发生反应？如果可以发生反应，则会生成哪些物质？如何用化学方程式表达？再结合教材中的实验，为学生提供相应的试剂和仪器，通过追问继续引导学生思维：能否利用这些试剂和仪器设计实验，来证明以上的猜测？问题链虽然只有两个问题，但都与化学实验相关，探究过程较为复杂.教师应先利用多媒体展示氯水、硝酸银溶液、石蕊试剂、镁条、试管、红纸条、胶头滴管、砂纸等材料和试剂，并将学生分为多个小组，以小组合作的形式展开讨论，合理设计实验方案.在教师的指导下，学生设计出的实验方案为：(1)截取一段镁条，用砂纸将其外面打磨擦亮，放在一旁备用；(2)取4支干净的小试管分别标记上A、B、C、D，放在一旁备用；(3)向A、B、C、D 4支试管中加入3mL的氯水，放在一旁备用；(4)向A、B、C、D 4支试管中对应加入镁条、3滴硝酸银溶液、一块红色纸条、3滴石蕊试液，静置并观察试管中发生的现象.设计完实验方案后，教师继续提出问题：请根据实验现象分析结果，最后你能得出什么结论？基于此，在完成实验后再次提出问题，让学生思维得到进一步的发散，从而达到点拨学生思维，提高教学效率的目的.

2.3 创设批判性问题链，发展批判思维

批判精神是培养学生质疑能力的前提，在设计批判性问题链时，教师需要从一些基本的、常见的、有价值的问题或结论出发，利用问题快速调动学生的好奇心和探究欲望，以便主动参与到批判性问题的探究中，使批判思维得到培养和发展.

例如，在学习“物质的量”一课时，教师可以围绕教材中的例题设计批判性“问题链”，引导学生在思考、质疑、修正和完善中，逐渐形成批判性思维.如例题为：配置500mL 0.1mol/L NaOH溶液，需要NaOH的质量是多少？这一题目的难度并不高，考查的是学生对化学知识的灵活运用，在解题前需要先通过物质的量浓度的定义，根据公式求出NaOH的物质的量，再根据题目中给出的关系，求出NaOH的质量.但对于高中生来说，初次接触这类题型还是有一定的难度，教师可以围绕例题设计问题链，引导学生主动产生疑问，通过对学生思维的点拨，加强对知识点的探究.如：(1)直接用固体或液体试剂来配置一定物质的量浓度的溶液，要求较为精准时，需要使用哪些容器呢？(2)用固体配置溶液时，应该如何选择容量瓶呢？(3)配置100mL 1.00mol/L NaCl溶液时，应该如何计算NaCl固体的质量呢？根据教师提出的问题链，学生需要运用所学的知识解决问题，过程中会遇到问题，也会产生质疑，教师应耐心引导学生逐一解决问题.教师应先带领学生分析例题，结合物质的量浓度的定义和公式nB=cB·V，先求出NaOH的物质的量：n(NaOH)=c(NaOH)·V[NaOH(aq)]=0.1mol/L×0.5L=0.05mol，再通过质量与物质的量的关系，根据公式m=n·M，得出NaOH的质量为：m(NaOH)=n(NaOH)·M(NaOH)=0.05mol×40g/mol=2g，因此得出正确答案为需要NaOH的质量是2g.再分析前两个问题，学生通过翻阅教材，查找资料发现，为了保证配置溶液的精准性，确实会使用容量瓶等精密的仪器，容量瓶常用的有50、100、250、500、1000mL等种类，可以根据所配溶液的体积和溶质的物质的量浓度，来计算出所需溶质的质量，再根据要配置的溶液体积来选择大小适宜的容量瓶.之后，再分析第三个问题，旨在引导学生进一步思考，通过改变题目中的条件，引导学生逆向思考，通过对公式的转换，计算出NaCl固体的质量，以此来帮助学生攻克学习中的重难点，促进批判思维的形成并提高学习效率.

2.4 创设图解性问题链，强化知识理解

所谓“图解”就是利用图形来进行分析或推导，它具有非常直观、形象的作用，合理运用能够起到归纳和整理的作用，让学生对知识有更直观的认知，更方便理解和记忆.教师可以根据化学知识之间的联系，合理设计图解性问题链，帮助学生进一步加深对知识点的理解.

例如，在学习“金属材料”一课时，为了帮助学生系统化掌握知识，了解知识之间的内在联系，教师还应创设图解性问题链，有效借助图像、表格、思维导图等辅助工具梳理学生思维.首先，在课堂中教师要先引入课题，通过展示金属制品的图片，让学生认识到金属材料与生活之间的紧密联系，从而激发学生的学习兴趣.接着，为了锻炼学生的自主学习能力，教师应鼓励学生自行阅读教材，发现并提出问题，教师也应掌握教材内容，一般学生提出问题后能够及时为其解答.之后，教师设计问题鼓励学生自主探究，如金属具有哪些物理性质？金属的用途由什么来决定？什么是合金？小组讨论、交流后回答，过程中学生的形象思维能够得到有效的调动，想象能力能够得到提高，同时，教师也可以对学生自主学习的情况有初步地了解.其次，在讲解完理论知识的基础上，教师设计图解性问题链，要求学生根据所学知识画出“铁三角”“铝三角”或是以铁、铝为中心画出思维导图，在绘制的过程中，学生可以对铁、铝以及化合物之间的关系有更深入地理解.在学生绘制的过程中，教师需要在教室中来回巡视，在发现其绘制的图表出现问题时，可以利用提问的方式对其进行引导，让其认识到自己思维上的误区，加以改正.由此，本课知识点能够更加直观的呈现在学生的眼前，同时利用图表展示出知识点之间的内在关系，从而对知识点有更深入的了解，有助于进一步巩固知识点.另外，图解性问题链的设计还能够帮助学生梳理思维，避免学生在学习中出现知识混淆的问题.