基于“問題生成與解決”的元素化合物教學初探
——以人教版化學·必修2“乙酸”為例

2018-03-03 07:50:52廣東省廣州大學附屬中學化學科

新課程(中學) 2018年1期

董睿（廣東省廣州大學附屬中學化學科）

教學設計有限，而教學過程多變，使得化學課堂教學不僅要重視預設，更要重視課堂教學過程中的問題生成與解決，以促進課堂教學的動態發展，培養學生的問題意識。本文結合筆者執教的省級交流課“乙酸”的教學實踐談談基于“問題生成與解決”的元素化合物教學，如何充分發揮學生的主體地位，實現學生自主、合作、探究，讓每個學生的學習在課堂上真正發生。

一、基于“問題生成與解決”課堂教學的內涵

問題、學生、教師是“問題生成與解決”課堂教學中的三大要素：問題的生成與解決是核心、教師主導是條件、學生主體的發展是目的，三者構成一個有機的整體。學生在主體性充分發揮的情況下創造性地理解與掌握學科知識，積極參與有效的智力實踐過程，自主地發現與提出問題，即“生成學科問題”。同時，教師不斷對比課前預設的教學過程與課堂實踐效果的偏差，進而解決或完善教學策略，即“生成教法問題”。基于“問題生成與解決”的化學課堂教學，突顯“學科問題的生成與解決”的重要性與主體地位，而不忽視“教法問題的生成與解決”對“學科問題的生成解決”的促進作用。

在基于“問題生成與解決”的化學課堂教學過程中，教師對學生的學習過程加以深入淺出地引導，讓學生在完成自我知識建構的過程中能產生一些新的主體性求知、求解思維。在這樣的課堂中學生成為學習的主體，他們會迫切地希望成為一個發現者、探索者、研究者，也會極大地提高學習興趣和學習效果，有利于其創新能力的養成。

二、基于“問題生成與解決”的化學課堂教學一般程序

根據布魯納的發現學習理論并結合中學化學教學實踐，筆者初步構建了基于“問題生成與解決”的課堂教學模式，其一般程序如下圖所示。

三、元素化合物的教學環節分析

元素化合物性質的教學是高中化學非常成熟的課型，教學結構一般分為三個環節：

（1）建立學習新知識的認知圖式：教師提供或學生回憶獲取元素化合物知識的某種“線索”。

（2）獲得元素化合物知識的“三重”表征：通過閱讀材料、觀看多媒體素材、觀察與分析實驗現象或科學探究等活動獲得宏觀反應事實的認識；通過書寫化學方程式或離子方程式獲得符號表征；運用理論模型從微觀角度分析反應獲得微觀認識。

（3）認知圖式的重建與鞏固：通過分類、比較、歸納、概括等精加工活動，重組新舊知識，發展元素化合物的認知結構和認知模式；通過回答應用性問題等活動促進元素化合物知識的鞏固。

本節課的教學中，筆者在環節（1）和環節（2）的教學中將重點放在問題的動態生成上，即如何把從資料和實驗中提取出的信息變成有價值、有意義的學科性問題。這里主要利用化學學科的核心觀念——分類。先把信息或實驗操作按照物理性質、化學性質、結構、制備用途等進行分類，然后適當加工，常用方法為：就客觀現象提問、就實驗條件提問、就實驗操作提問、就對比差異提問等等，可以順利生成合格的學科問題。

當學生遲遲打不開思路或明顯學有余力時，教師也要利用自己的預設對學生進行積極干預，或者幫他們打開思路，或者對思維品質進行提升。下文將結合具體教學實錄進行分析。

環節（2）（3）中問題的提出和解決與實驗探究其實也是相互促進，螺旋式上升的關系。提出了問題，可以設計探究實驗來解決，而實驗過程中，也會動態生成新的問題。

四、課堂教學實錄

教學片段1：通過具體化學情境，進行化學問題的動態生成

［資料］1.相傳在黃帝時期，造酒高手杜康的兒子黑塔覺得釀酒剩下的酒糟如果扔掉，非常可惜，就嘗試把酒糟泡在水里，到了二十一天酉時，聞到有異香撲鼻，嘗一下，酸香濃郁，這就得到了最早的“醋”。

2.如果釀酒時容器密封不嚴，有空氣漏進去，酒就會變酸，最后變成醋；但密封較好的酒長期保存，會產生一種特殊香味。

3.燉肉、煮魚時常加點醋和酒，會使肉更香，魚不腥。

［提問］大家可以從一些資料中總結出什么信息？

［解析］課堂的開始我首先給出這三份資料，主要有兩個意圖：

（1）訓練學生分析資料，提取信息，進而提出問題的方法和能力。

在學生總結文段信息時，我把黑板分為三欄，左欄記錄學生提取的信息，中間一欄用于提出和記錄問題，最右邊一欄用于對問題進行分類和歸納。結果如下表：

信息問題性質酸香濃郁為什么會聞到香味物理性質遇空氣變酸為什么密封差會變酸而密封得好則不會化學性質、物質制備特殊香味酒和醋能反應嗎化學性質醋還可以和什么反應化學性質肉更香、魚不腥醋的性質和什么結構有關物質用途二十一日時間能短一點嗎反應速率

在信息前加“為什么”、后面加“怎么樣”等均可將信息轉化為問題，筆者讓學生自由發揮，收到了意想不到的效果：有同學從“異香撲鼻、酸香濃郁”推出乙酸的物理性質；有同學從“釀酒時容器密封不嚴，有空氣漏進去，酒就會變酸，最后變成醋”推出乙醇可以氧化制備乙酸；有同學從“二十一天”推出有機反應速率較慢……

（2）說明學習化學要注意綠色化學可持續發展的理念，滲透“STS”教育。

關于乙酸的歷史，很多老師都會引用資料1，將醋字解釋為“酉”時加“卄一日”。這樣做除了加強趣味性，引發學生興趣外，幾乎沒有更多的教育功能。我用“酒”去“水”的“酉”代表酒糟，和“卄一日”組成“醋”字，說明在化學家的詞典上沒有“廢物”的說法，綠色化學和可持續發展的理念滲透效果極佳。以學生的思維模式，他們很難主動地、有目的地從該角度進行思考，所以此處需要教師的主動干預。

教學片段2：規律、概念的理解和應用

［實驗探究］提供下列儀器和藥品，請同學用3分鐘時間自行設計實驗，證明乙酸的酸性。

儀器：試管、膠頭滴管、藥匙、玻璃棒、表面皿、試管夾、酒精燈

藥品：冰醋酸、1mol/L醋酸溶液、Na2CO3粉末、大理石、CuO粉末、鎂片、NaOH溶液、石蕊試液、酚酞試液、pH試紙。

［解析］等學生實驗完畢后，先復習酸的通性，再按照實驗目的，總結合理的實驗方案如下：

?酸的通性實驗設計①與酸堿指示劑反應變色乙酸+石蕊試液/乙酸+pH試紙②與活潑金屬反應生成鹽和氫氣乙酸+鎂條③與堿性氧化物反應生成鹽和水乙酸+CuO（加熱）④與堿反應生成鹽和水乙酸+NaOH（滴有酚酞）⑤與某些鹽反應生成新鹽乙酸+Na2CO3/CaCO3粉末

乙酸的酸性有兩層體現：（1）顯酸性，（2）酸性的強弱。這5組實驗均可證明層次（2）：乙酸顯酸性，其中實驗⑤的結果也同時證明了層次（3）：“醋酸的酸性強弱程度”。層次（2）亦可以利用實驗①、②和⑤用冰醋酸和1mol/L的醋酸溶液做對比，當然這超出了高一同學的一般水平。在實際上課過程中，因為任課班是理科實驗班，所以確實有少部分同學進行了實驗②的相應對比，但他們基本是無意識地進行實驗，而非有目的地從該角度進行主動思考。但在筆者點撥后，大部分同學意識到可以對實驗①、②和⑤都進行相應對比。如果當場沒有同學用兩種醋酸分別做對比試驗，教師也可以根據學生的程度進行靈活處理，帶領他們用不同濃度的醋酸溶液各做一次，觀察現象，為高二學習弱電解質安排一個有用素材。

五、教學設計思路解讀

元素化合物的教學設計一般思路為：課題引入→樣品展示→物理性質→結構分析→化性預測→實驗證明→練習鞏固，學生通過多種物質的反復強化而內化出學習研究元素化合物知識的一般程序。本節課的設計筆者沒有遵循常規思路，而是在課堂的開始先呈現出精心設計的資料，讓學生通過自己的解讀，以信息提取和問題加工的形式，尋找出課程標準和考綱要求的乙酸的必學內容。然后在分類思想的指導下，將問題歸納為不同的學習模塊，進行模塊化的學習和突破。并且，在每個模塊的學習過程中，充分發揮學生的主體作用，采用自主實驗探究、分析討論得出結論的形式，突出了學生觀察實驗，自主學習的能力，用自主提問→討論分析→解決問題→鞏固提升的方法獲取知識，最后一樣可以內化出學習研究元素化合物知識的一般程序，而且比傳統模式的學習效率要明顯提高。

實踐證明，基于“問題生成與解決”的元素化合物教學，不僅能促進學生對有關物質的理解和掌握，理解化學核心觀念，還會有效提高學生對化學學科的學習質量。教師應該堅持“問題推動、教師主導、學生主體”的原則，優化教學策略，總結實踐經驗，才能使課堂教學更加高效。

［1］吳俊明，駱紅山.教學中的問題與課堂問題系統［J］.化學教學，2012（11）.

［2］白建娥.新課改下“乙酸”教學設計及點評［J］.中學化學教學參考，2009（9）.