核心素养下的初中化学问题探究式教学探索

杨武

［摘 要］问题探究式教学主要引导学生结合问题内容，开展自主探究或合作探究活动，主动探究问题结论和问题解决方法。将问题探究式教学运用于初中化学课堂教学，不仅迎合义务教育课程标准提出的核心素养培养要求，更有助于学生构建完整的化学知识体系。教师应在掌握问题探究式教学设计原则的同时，根据教学目标和学生学情，设置不同层次的问题，引导学生进行问题探究，从而启发学生思维，发展学生的核心素养。

［关键词］核心素养；问题探究式教学；初中化学

［中图分类号］    G633.8        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2023）02-0080-03

初中化学课程着力培养的核心素养主要包括化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任。从初中化学知识特点来看，仅凭单一的教学活动，很难达到核心素养培养要求。以问题导学的方式，落实问题探究式教学，不仅可以促进学生化学思维的形成，更能培养学生求真的科学态度，发展学生的核心素养。为此，有必要将问题探究式教学融入初中化学课堂教学中，以核心素养培养为前提，细化教学策略，提出教学任务，设计教学问题，使每位学生均能在问题探究中实现自主学习能力、化学思维能力以及核心素养的全面提升。

一、核心素养下初中化学问题探究式教学的层次

（一）感知层次

感知层次教学意在基于学生学习过程中的认知水平，从既定概念角度引导学生分析问题，并让学生从事实角度对知识形成客观的认识。

在该层次教学中，教师应立足学生学习的客观规律设计问题，以此导入教学情境，再通过“教师演示—学生分析—找到解决问题的逻辑思路”实现教学与引导。如教师在讲授氧气的物理性质时，可展示一个空瓶，并引导学生思考“其中是否存在氧气”，促使学生主动展开思考。需要注意的是，在这一过程中教师需要考虑每个问题设计的具体内容，并从学生能理解的角度展开引导，迅速将学生带入到知识的学习情境中。

（二）理解层次

理解层次是问题探究式教学中的第二个层次，也是使学生对将要学习的知识进行进一步分析、逐渐理解掌握知识的阶段。就该层次的教学而言，其目的在于引导学生学习、理解和掌握知识，而并非死记硬背知识，因此在该层次的教学中教师的引导探究尤为重要。

教学中，教师应从知识归纳整理的角度，根据学生的思维水平和认知深度来设计问题，以此助力学生的学习和理解。如在教学如何鉴定溶液是否饱和时，教师可通过展示成品的方式引导学生理解概念，通过可视化、可操作的活动引导学生在探究问题的过程中理解知识。

（三）综合层次

相对理解层次教学，综合层次教学中提出的问题需要学生在思考的过程中加入自身的理解和进行延伸拓展。简而言之，综合层次教学中学生已经初步掌握理论知识，但还缺乏举一反三的逻辑推理能力与思考能力。结合初中化学课程着力培养的核心素养展开分析，该层次教学主要促进学生在探究中逐步掌握知识并不断拓展思考，把握知识的本质以及与相近知识的区别所在。如在分析浓硫酸与浓盐酸的教学中，教师应基于学生对浓硫酸、浓盐酸的理解展开引导，进而加深学生对二者本质区别的掌握。

（四）应用层次

应用层次的教学强调将知识应用与实际生活相联系，符合核心素养导向下的教学逻辑。就该层次的教学而言，已由知识型教学转变为“认知知识—了解知识—分析知识—应用知识解决问题—进一步拓展提升”的应用型教学。应用层次教学的問题多来源于实际生活，教师从日常生活中提出问题并尝试引导学生从化学的视角去解决。

该层次教学更偏重于实际应用，即教师在引导学生学习时更重视学生对知识的拓展与迁移应用，通过问题引导学生探究，进而考查其能力。如设置“在丢失标签的条件下分辨浓硫酸与浓盐酸”活动，通过学生在活动中的表现，分析并评价学生的应用能力，明确下一阶段应巩固知识抑或是进一步拓展知识。

（五）探究层次

探究层次教学偏重于拓展延伸，在强调探究性、开放性的同时立足于知识基础，即根据学生已有的知识，引导学生从拟定的实际情境中寻找、探究问题的答案。从逻辑角度分析，若学生能够完成上述四个层次中的问题的探究，教师可由此进一步实现拓展探究，并将知识前后连接，引导学生进一步深入学习，进而使学生认识到知识的内在联系。

二、核心素养下初中化学问题探究式教学的实施

（一）教学分析

在实施问题探究式教学前，教师需要围绕课标要求与教材内容对学情、教学目标以及教学重难点进行分析，以确保教学活动的顺利开展。下面以“质量守恒定律”的教学为例进行教学分析。

1.课标要求

借助实验探究的方式，通过问题导学使学生明确化学反应中的质量关系，引导学生从微观层面形成对质量守恒定律的理解。

2.教材内容分析

“质量守恒定律”是科粤版化学九年级上册第四章第三节的内容，是对前几个章节的知识点（包括分子、原子结构）的深层次解读，同时也为后面课程（包括化学方程式的配平和计算）的学习打好知识基础。结合教材内容分析深化学生对知识内容的理解，引导学生从“定性认识层面”上升至“定量认识层面”，可实现由低阶思维向高阶思维的转变，且实现从定量角度对化学现象的探究，更有利于学生对化学客观规律的掌握。

3.学情分析

九年级学生大多具备一定的知识基础，掌握了能量守恒概念，形成了生态平衡观念，学会如何从微观层面进行分析，知道原子在反应前后不会出现数量变化。但从核心素养层面来看，九年级学生的科学思维、科学态度尚未成熟，对物质之间的质量关系依然处于感性认识层面。

4.教学目标

核心素养下的“质量守恒定律”一课的教学目标主要有三个：其一，借助实验探究，了解质量守恒定律的含义，形成化学观念。其二，学会立足微观层面对质量守恒定律中的原子变化规律进行具体分析，锻炼科学思维。其三，能够结合质量守恒定律对生活中的化学现象进行解释。

5.教学重难点

教学重点：“质量”在质量守恒定律中的含义；形成“质量”与“化学反应”关系认知模型。

教学难点：从微观角度对质量守恒定律进行分析。

（二）教学实践

在教学实践前，教师还需围绕核心素养、教学内容、教学策略制订教学过程表（如表1），清晰展现教学实施计划。通过教学过程表的设计，可预设学生的学习行为和思维，以及教学策略实施过程中可能出现的突发现象。结合学生认知规律创建的教学过程表，可成为教师开展问题探究式教学的根本依据。

在制订教学过程表后，教师需要围绕表内所设计的教学环节，确立不同的问题探究式任务，以达到启发学生思维、促进学生思考的目的。

【环节1】采用问题与实验探究相融合的教学方式。首先，结合“什么是原子？”“2H2O[ 通电 ]2H2↑+O2↑反应中的原子和分子分别发生了怎样的变化？”等感知性问题，唤醒学生对化学概念的记忆。接着，在问题思考结束后，逐步调整问题难度，引入“从质量视角分析水的电解过程会有什么发现？”这类理解性问题。为便于学生达成对问题的深度思考，教师可给学生演示实验。如在相对开放的环境中燃烧小木棍，并分别对小木棍燃烧前后的质量进行测量，形成实验数据。同时，引导学生思考：小木棍在燃烧过程中发生了哪些变化？引起其质量发生变化的原因是什么？在化学变化中原子属于最小微粒，电解可使水分子裂变成氢原子和氧原子，并重组为氢分子和氧分子。化学变化中，分子发生了变化，但原子质量和种类不会改变。借助燃烧实验，从旧知识导入新知识，更有助于促进学生从微观层面和宏观层面分析问题，形成对水的电解与燃烧现象的系统分析。

【环节2】课程标准中提到学生核心素养的重要性，更强调教师应以培养学生核心素养为前提开展教学活动。为此，教师所开展的化学教学活动应以培养学生的核心素养为目的。因此，本环节可引入科学史实，如“质量守恒定律发现史”，引导学生观看科学家拉瓦锡与波义耳发现质量守恒定律的过程以及所得出的具体结论，以渗透核心素养培养的方式，促进学生科学态度和科学思维的形成，为发展学生的核心素养奠定基础。

【环节3】本环节要求学生完成质量守恒定律概念认知模型的构建。为此，在问题探究式教学活动中应设置理解性和探究性问题，如“了解拉瓦锡提出的质量守恒定律后，如何自主开展模拟实验？”，并结合实验引导学生探究。在实验过程中，学生需要通过合作学习完成问题探究，并在教师的指导下进行以下实验操作：①测定小木棍燃烧前后的质量，观察是否有气体生成。②将二氧化碳气体注入氢氧化钠溶液中，观察反应现象。③验证铁钉与硫酸铜溶液会发生反应，掌握液态和固态物质的反应。实验结束后，可设置感知性和综合性问题，以调动学生积极思考。如实验②中是否发生化学反应？实验①②③中反应前后物质的质量是否发生变化？如何变化？与同学们实验前预测的结果是否相同？“反应前后质量不变”中的“质量”是指什么物质的质量？“质量守恒定律”的概念是什么？3个实验中的反应物和生成物分别是什么？

在实验前，学生大多会对实验结果进行预测，但实验结果有时会与学生预测的结果不同，这种差异所引起的认知冲突可有效激发学生的探究欲望，促进学生科学意识和科学思维的形成。

【环节4】本环节注重对教学内容的拓展，要求学生掌握质量守恒定律的简单应用。为此，本环节所设计的问题以综合性问题、理解性问题和应用性问题为主。如电解水的反应中，假设电解16克水，将获得多少克氧气？质量守恒定律中哪些因素一定会变，哪些不会变？从化学角度来看，“点石成金”是否具备科学依据？第一个问题可引导学生通过计算总结出“参与反应的水的质量与生成的氧气和氢气的质量总和相等”。化学变化均遵循质量守恒定律，其中“原子数”“种类”“元素种类”“质量总和”等不变，而改变的则是“物质和分子种类”，可能改变的是“分子个数”。通过问题探究，学生逐渐明确石头所含元素与金子所含元素存在明显差异，因此“点石成金”不成立。

（三）教学总结

从微观角度解析水的电解过程，又从宏观角度开展各类化学实验，借助实验现象引出质量守恒定律，从宏观和微观两个层面培养学生的核心素养。而引入科学史实的环节，可促进学生社会责任意识和科学精神的形成；构建认知模型，更能推动学生对化学本质、化学现象、化学反应的探查，在优化传统化学教学方式的同时，带领学生突破认知障碍，确保学生学习水平与核心素养的提升。

综上，为迎合新课标对核心素养培养的要求，落实问题探究式教学，教师应把握问题探究式教学的设计思路，围绕教学内容從感知、理解、综合、应用、探究五个层次设置更符合课程标准和学生学情的问题，实现问题与教学活动的有效融合，为学生学习水平与核心素养的提升奠定基础。

［   参   考   文   献   ］

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（责任编辑 罗 艳）