化學課堂教學問題的理性設計

【摘 要】以氧化還原反應為例，探討化學課堂教學問題的理性設計。

【關鍵詞】化學課題 問題 理性設計

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2015）05B-0059-02

早在20世紀30年代，陶行知先生就言簡意賅地說，創造始于問題。創新型人才的培養需要教師推行“以問題為紐帶的教育”，讓學生在學習中形成自己對解決問題的獨立見解。基于此，本文以氧化還原反應為例，探討化學課堂教學問題的理性設計。

一、化學課堂教學問題設計支架的整體構想

筆者“以問題的本體分析為思考點，以學科問題為基礎，以學生問題為中心”三位一體確定課時的核心問題。核心問題是指考慮學科基本問題，把握課時重點問題，充分考慮學生的生活經驗、知識基礎與認知沖突、學習動機與興趣點等多方面因素，最終產生的課堂統領性問題。根據《優質教學法》提出的優質問題的4個特征，確定核心問題要滿足以下4個關鍵點：問題的解決對達成主要教學目標起決定作用；問題基于學生的原有基礎，又能引起學生的認知沖突，存在適度的挑戰性；問題有一定的探究空間、開放度與思維含量；問題能統領課堂的主線索，濃縮課時的核心知識。

由于核心問題起到統領性作用，指向本課時最主要的學習目標，沒有具體指向某一知識的理解，因而，課堂教學還需要以核心問題為中心，衍生不同層次的推進問題，不斷聚焦與深化、歸納與引申，從而引導學生層層深入解決問題。筆者的設想是以核心問題統領課堂的主線，推進問題依據布魯姆分類法和五何分類法建構適合化學學科特點的問題設計支架，引領教師理性地思考教學的問題設計，通過創設教學情境，以活動課堂推進教學。下面以氧化還原反應的問題設計為例，闡述支架的具體操作。

二、化學課堂教學問題設計支架的構建

胡小勇提出面向各科的教學引導問題設計模板，該模板將布魯姆分類法和問題五何分類法進行了融合。化學學科知識和五何問題分類法有一定的契合點，而化學學科也具有其獨特的特點。化學課堂問題可以根據疑問內容分為：“是什么”的問題；“為什么”的問題；“怎么樣”的問題。而“若何”和“由何”這兩種問題類型在化學課堂教學中主要表現在突出了問題的條件，指明某種情境，相對上述化學學科的3類問題而言，“若何”和“由何”指明的條件更清楚，情境的明晰程度更大，但是它們本質上還是“怎么樣”的問題。據此認為，“若何”問題和“由何”問題都不是獨立的類型，可以包含在“是什么”、“為什么”、“怎么樣”的問題中。所以，適合化學學科特點的問題分類詳見表1。

明確了化學問題的3大類型，我們還要關注各個問題指向學生的哪種層次的認知水平。布魯姆分類法是形成各種層次認知水平問題的有力工具，具體將問題的認知水平分為六個層次，即識記類問題、理解類問題、應用類問題、分析類問題、綜合類問題、評價類問題。其中，前三個層次一般屬于封閉型問題，歸為低水平問題，側重于讓學生掌握事實、規則和動作序列。后三個層次則屬于開放型問題，歸為高水平問題，側重于培養學生的抽象思維能力。在教學中，要實現化學教學的目標，應兼顧各個層次的教學，配合使用不同層次的問題。

基于以上討論，可以構建適合化學學科特點的問題設計支架，詳見表2。其構造的原理是：橫向維度（ 識記—理解—運用—分析—綜合—評價） 分別代表知識的認知程度，即問題的層次；縱向維度（是什么—怎么樣—為什么）體現化學學科的邏輯結構。問題設計支架是為教師提供理性的導向，使得問題類型分布有序可循，最大可能地保證問題類型的系統性，并不一定要求每個單元格都有對應的問題類型。課堂教學是一個動態系統，設計多少個問題合適，各個認知維度占多少百分比，需要根據實際教學內容進行掌握，需要在設計、檢驗、改善、再設計的漸進過程中反思、評析。

說明：我們對問題3大類型編碼為A、B、C；對問題層次的編碼是低水平問題為1，高水平問題為2；比如，對于【是什么/低水平問題】編碼為[A1]。

三、化學課堂教學問題理性設計的實踐運用

（一）以問題的本體分析為思考點

以問題的本體分析為思考點是指教師進行理性設計之前要認識問題的本質，理清問題的結構。認知心理學將問題定義為：給定初始狀態和目標狀態之間有某些障礙需要被克服的刺激情境。教師進行問題設計時要把握問題的三個因素——給定、目標和障礙。

（二）以學科問題為基礎，探尋課時重點

氧化還原反應是高中化學必修1第二章“化學物質及其變化”第三節第1課時的內容，從橫向思考，課標的要求是根據實驗事實了解氧化還原反應的本質是電子的轉移，舉例說明生產、生活中常見的氧化還原反應。教材復習了初中的基本反應類型和氧化反應、還原反應的重要知識，并引導學生從分類的角度、從化合價升降的角度思考化學反應的分類，據此展開對氧化還原反應較深層次的學習，也為今后學習元素化合物知識做好鋪墊。從縱向看，氧化還原反應是高中化學的重要理論知識，是教學的重點和難點之一，也是后續元素化合物知識和電化學知識的基礎，對提高學生的科學素養有重要的作用。由此可確定教學的重點是：用化合價升降和電子轉移的觀點來認識氧化還原反應，能根據化合價升降判斷氧化還原反應。將以上分析轉化為學科問題是：什么是氧化還原反應？它在生活生產中有什么應用？它與四種基本反應類型有什么關系？如何判斷一個反應是否氧化還原反應？氧化還原反應的本質什么？

（三）以學生的問題為中心，突破學習難點

學生在生活中常接觸許多化學反應，如燃燒反應、鐵生銹等；初中學習了4 類基本反應類型、得氧失氧角度的氧化反應和還原反應、常見元素化合價等知識，具有一定的合作學習、分析問題和解決問題的能力。但是他們的抽象思維能力和辯證思維能力發展還不成熟，難以理解微觀事物的本質。教學的難點應是用電子轉移的觀點，從本質認識氧化還原反應，轉化為學生問題是：氧化還原反應的本質是什么？

（四）以問題設計支架為指導的氧化還原反應的問題設計

1.課時核心問題

（1）什么是氧化還原反應？

（2）氧化還原反應的本質是什么？

（3）氧化還原反應與四種基本反應類型有什么關系？

2.推進問題設計

活動1：生活情境導入新課，分類化學反應，引發認知沖突。

（1）生活中你接觸的化學反應有哪些？[A1]

（2）切開的蘋果和茄子，為什么切口會發黃發暗？[C1]

活動2：通過對比新舊知識發現矛盾創設情境，從化合價分類化學反應。

（1）你如何對化學反應進行分類？[B2]

（2）對化學反應進行分類的依據是什么，你有什么疑惑？[A1]

（3）高爐煉鐵的反應能歸納到四種基本反應類型中嗎？[A1]

（4）標出化學反應中元素化合價，重新對化學反應分類，你發現了什么規律？[A2]

活動3：探尋氧化還原反應的判斷依據并學以致用，引發疑惑。

（1）什么是氧化還原反應？[A1]

（2）Na與Cl2的反應是氧化還原反應嗎，你是如何判斷的？[B2]

（3）H2還原CuO的反應是氧化反應，還是還原反應？[A2]

（4）在你認為的氧化反應中是否發生了還原反應，在你認為的還原反應中，是否發生了氧化反應？[A1]

活動4：通過創設實驗情境，探尋氧化還原反應的本質。

（1）氧化還原反應前后元素的化合價為什么會發生變化？[C2]

（2）實驗發現電流表指針偏轉，為什么指針發生偏轉？[C1]

你對該反應實質有什么推測？ [A2]

（3）NaCl是如何形成的？ HCl是如何形成的？[B2]

活動5：通過新舊知識融合產生情境，探尋規律。

（1）初中學習的四種基本反應類型包括哪些？[A1]

（2）氧化還原反應與四種基本反應類型有什么關系？[A2]

（3）是不是所有的化合反應都是氧化還原反應，是不是所有的分解反應都是氧化還原反應？[A1]

（五）量表檢測推進問題設計的系統性

以上關于氧化還原反應的教學設計案例是適合化學學科特點的問題設計支架在化學課堂教學中的具體運用，我們將通過數據統計來探討和檢驗此課時問題設計的系統性，詳見表3。

說明：因為氧化還原反應是概念原理課，涉及有關概念的形成，問題的解決主要是獲取事實性的知識，所以“是什么”的問題類型較多，“怎么樣”、“為什么”的問題類型較少。其中，低水平問題和高水平問題的比例為9∶8。各個單元格中除了“怎么樣/低水平問題”沒有之外，其他層次類型的問題都有涉及。教師可以通過進一步的教學實踐，進行反思、調整和優化問題設計的有效性。

綜上，筆者以該問題設計支架為導向開發一系列教學案例，在廣西某高中對高一班級學生開展一個學期的教學實踐研究，結果發現，學生的化學問題意識、學習興趣和化學學習成績有顯著性提高。問題設計是教學設計新的發展領域，通過高中化學教學問題設計支架引領教師理性開展問題設計，有效保證所設計的問題的系統性，更能切合學生的認知水平，從而促進教師的有效教學和學生的有效學習，也促進教學設計的新發展。

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【基金項目】廣西教育科學“十二五”規劃2013年度廣西普通高中課程改革專項課題（2013ZJJ107）

【作者簡介】藍芝霖（1988- ），女，瑤族，廣西師范大學碩士研究生；黃 都，廣西師范大學教授，碩士研究生導師；譚遠聰，河池市環江毛南族自治縣高級中學副校長，化學特級教師。

（責編 蘇 洋）