基于問題解決的化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計

丁霞

摘要：以基于問題解決的化學(xué)教學(xué)課堂設(shè)計為主線，探討了其在實際的教學(xué)應(yīng)用中需要關(guān)注的地方：創(chuàng)設(shè)問題情境是基于問題教學(xué)的前提;精心設(shè)計和組織課堂學(xué)習(xí)活動是基于問題教學(xué)的核心;有效地調(diào)控對話是基于問題教學(xué)的保證。

關(guān)鍵詞：問題解決;問題情境;學(xué)習(xí)活動;調(diào)控對話

文章編號：1008-0546（2019）07-0030-02

中圖分類號：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2019.07.008

基于問題解決的化學(xué)課堂教學(xué)，是以問題及其解決為主線的教學(xué)。在教師的組織、指導(dǎo)和支持下，學(xué)生積極主動地參與到問題的發(fā)現(xiàn)與解決的過程，獲得新知，建構(gòu)知識。課堂教學(xué)活動的設(shè)計和組織，是以激發(fā)學(xué)生的求知欲望、發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨，發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。

一、創(chuàng)設(shè)問題情境是基于問題教學(xué)的前提

基于問題的教學(xué)，課堂的組織是沿著問題的發(fā)現(xiàn)和解決為主線展開的。在教學(xué)中所設(shè)置的問題，是啟迪、引導(dǎo)學(xué)生自主探尋、獲取知識的鑰匙，所以問題情境的創(chuàng)設(shè)在問題教學(xué)中是必不可少的一環(huán)。問題可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，引導(dǎo)學(xué)生以合作交流的方式對問題進(jìn)行分析探討，以達(dá)到解決問題的目的。在教學(xué)中所設(shè)置的問題情境應(yīng)能充分激發(fā)學(xué)生的探究意識，幫助學(xué)生在問題解決過程中了解知識的形成過程，體會獲取知識的科學(xué)方法。

這意味著所創(chuàng)設(shè)的問題情境應(yīng)能夠激活學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生高階思維能力的發(fā)展。所設(shè)置的問題應(yīng)著眼于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，所設(shè)置的問題要讓學(xué)生已有的知識經(jīng)驗難以解決，又能讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)讓問題得以解決。

【案例1】筆者以“認(rèn)識含氮化學(xué)肥料”為主題，利用一系列的問題設(shè)置學(xué)習(xí)情境，組織課堂教學(xué)，幫助學(xué)生認(rèn)識元素化合物組成、性質(zhì)、檢驗和應(yīng)用的有關(guān)問題，提高學(xué)生分析、解決問題的能力。

一位同學(xué)假期回鄉(xiāng)，鄉(xiāng)親們給他提出了不少化學(xué)肥料的問題，這些問題你能回答嗎？

（1）在農(nóng)資供銷社有許多種類的化肥，例如碳酸氫銨、硝酸銨、尿素，它們的主要成分屬于哪一種化合物？這三種肥料對作物的生長有什么幫助？假定它們的有效成分含量都是80%，這三種肥料中含氮量最高的是哪一種？（聯(lián)系生產(chǎn)實際，讓學(xué)生運用有關(guān)物質(zhì)組成的知識從化學(xué)名稱了解化合物的組成和所屬化合物類別;運用有關(guān)化學(xué)式的計算技能，比較某種元素的含量。）

（2）-家化肥商店的廣告上說，他們出售的硝酸銨含量≥98%，氮元素含量高達(dá)36%。有人據(jù)此投訴該店使用虛假廣告，請問該投訴有道理嗎？（運用化學(xué)式計算解決實際問題。）

（3）綠色植物的葉綠素能利用光能把水和二氧化碳轉(zhuǎn)化成葡萄糖和氧氣，進(jìn)而利用葡萄糖合成淀粉和纖維素，但葡萄糖、淀粉、纖維素中均不含氮元素，為什么植物還需要氮肥？

（4）要區(qū)分碳酸氫銨、硝酸銨、尿素三種化肥，比較簡便的方法是什么？（學(xué)會綜合考慮各組因素選擇檢驗物質(zhì)的方法，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的意識。）

（5）在農(nóng)村，用什么簡單的方法可以證明一種化肥是銨態(tài)氮肥？（復(fù)習(xí)檢驗銨鹽的簡單方法，學(xué)會依據(jù)現(xiàn)實條件靈活地選擇實驗方法。）

（6）村里的化肥倉庫里有一批碳酸氫銨肥料，經(jīng)過一個夏天，有部分袋子中的肥料無故少了許多。經(jīng)查該化肥在保存中沒有發(fā)生差錯，你認(rèn)為可能的原因是什么？用什么實驗可以證明你的推斷的合理性？

按此案例設(shè)計，利用所創(chuàng)設(shè)的問題開展課堂教學(xué)、組織學(xué)生開展討論活動，不僅能達(dá)到鞏固提高的目的，還能提高學(xué)生的思維能力、分析解決問題的能力和表達(dá)交流的能力。在學(xué)生分析回答問題的過程中，教師可以及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的疑難問題，可以做針對性的解難釋疑。所設(shè)置的問題情境密切聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，對提高學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)起到推動作用。

二、精心設(shè)計和組織課堂學(xué)習(xí)活動是基于問題教學(xué)的核心

在基于問題的教學(xué)中，問題的解決往往需要組織學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)活動，需要學(xué)生借助已有的知識經(jīng)驗對問題做分析和探討，提高基于證據(jù)和規(guī)律分析、推理、判斷解決問題的能力。為了培養(yǎng)學(xué)生的合作交流的意識提高課堂教學(xué)效率。 探究學(xué)習(xí)活動，教師需要對關(guān)鍵問題、關(guān)鍵步驟進(jìn)行思考和斟酌，保證細(xì)致周密并留有余地，還要重視課堂討論的組織、引導(dǎo)，開展師生間的對話。

【案例2】筆者為了幫助學(xué)生復(fù)習(xí)“酸、堿、鹽的性質(zhì)”，設(shè)計組織了一節(jié)關(guān)于“牙膏中碳酸鈣摩擦劑的定性及定量測定”的探究學(xué)習(xí)活動。通過探究學(xué)習(xí)，復(fù)習(xí)了酸、堿、鹽的相關(guān)性質(zhì)及變化的知識、實驗操作、化學(xué)計算等基本技能，提高學(xué)生綜合運用初中化學(xué)基礎(chǔ)知識分析解決問題的能力。

上課伊始利用一小段牙膏的廣告視頻，在輕松的學(xué)習(xí)氛圍中提出了學(xué)習(xí)課題：怎樣檢驗日常使用的牙膏中是否含有碳酸鈣摩擦劑？如果有的話，含量有多少？

學(xué)生實驗活動前，教師對實驗方案設(shè)計提出建議：考慮用什么方法，依據(jù)什么現(xiàn)象來檢驗牙膏中含有的摩擦劑是否是碳酸鈣？為了測定一定量牙膏中含有碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在無法從牙膏中分離出碳酸鈣的情況下，能否通過間接的方法來測定？通過討論，學(xué)生可以想到利用鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)，可以檢驗碳酸鈣;依據(jù)質(zhì)量守恒定律，測定一定量牙膏和足量鹽酸作用前后減少的質(zhì)量，就是生成的二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量，再依據(jù)碳酸鈣和鹽酸作用的化學(xué)方程式，可以計算樣品中所含碳酸鈣的質(zhì)量。隨后讓學(xué)生考慮怎樣判斷加入牙膏樣品中的鹽酸是否足量，如何簡便地測定牙膏和足量鹽酸在反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。針對學(xué)生缺乏實驗經(jīng)驗，不善于整體計劃實驗和實驗操作不熟練等問題，在學(xué)生進(jìn)行分組實驗的過程中，教師通過巡視，對有困難的學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。實驗后讓各組比較所得的實驗結(jié)果，討論實驗結(jié)果產(chǎn)生差異的原因。

基于問題分析探討的課堂教學(xué)，可以有效幫助學(xué)生深化理解所學(xué)的基礎(chǔ)知識，尤其是化學(xué)基本概念、基本原理的知識，幫助學(xué)生提高利用基礎(chǔ)分析問題和解決問題的能力。

三、有效地調(diào)控對話是基于問題教學(xué)的保證

在基于問題的教學(xué)中，教師要充分調(diào)動學(xué)生主動分析、解決問題的熱情，在平等的交流氛圍中開展師生對話。教師要平等地參與到教學(xué)對話中，聆聽學(xué)生的分析和討論，通過師生對話的方式給學(xué)生以啟發(fā)引導(dǎo)，調(diào)控教學(xué)進(jìn)程，在必要時應(yīng)該給學(xué)生以及時的反饋，比如肯定學(xué)生的解決問題的思路;指出在問題探討時的不妥之處。在討論應(yīng)用性問題分析、解答過程中，關(guān)注學(xué)生揭示解決問題的必要知識和能力，分析問題的思路和解答的技巧。并且在學(xué)生的探究過程中出現(xiàn)問題和困惑的時候，教師應(yīng)及時的給予關(guān)注和指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度思考問題，完成探究。并且在師生對話的過程中，教師要及時地找到學(xué)生在問題探究時的困難之處，采用適當(dāng)?shù)牟呗赃M(jìn)行引導(dǎo)，可以細(xì)化問題，設(shè)計一系列的小問題，將“大臺階”變成一個個的“小臺階”，幫助學(xué)生找到問題解決的思路，架起知識經(jīng)驗與問題解決的橋梁。

【案例3】筆者改編化學(xué)實驗綜合試題，通過學(xué)生的交流討論、師生對話，幫助學(xué)生體會如何整合運用元素化合物知識、實驗基本技能，解決實際問題。

試題如下：

草酸亞鐵晶體（FeC204-2H20）是生產(chǎn)鋰電池的重要原料，其受熱易分解，某同學(xué)想要設(shè)計實驗以驗證草酸亞鐵晶體受熱分解后的氣體產(chǎn)物，他該如何設(shè)計？

【查閱資料】1.草酸亞鐵晶體受熱分解后產(chǎn)生的氣體是C02、CO、H20。

2.白色的無水CuS04遇水蒸氣會變成藍(lán)色。

問題1：加熱草酸亞鐵晶體的裝置有兩種，你認(rèn)為哪一種裝置是正確的？為什么？

在實驗時，有時候會發(fā)生試管塞被氣體沖出的現(xiàn)象，你覺得原因可能是什么？

問題2：你認(rèn)為應(yīng)該用什么實驗方法檢驗H20、CO、C02？在加熱分解裝置之后還要連接哪些裝置才能達(dá)到檢驗的目的？ 這個設(shè)計實驗進(jìn)行驗證裝置存在什么問題？

（1）從綠色化學(xué)的視角來看，這套實驗裝置最明顯缺陷是什么？

（2）需在C和D裝置間先后增加兩個分別盛有什么溶液的洗氣瓶？為什么？

問題3：該實驗有什么注意事項？應(yīng)先點燃熱分解裝置中的酒精燈，還是先點燃E處的酒精燈？為什么？

問題4：該實驗中出現(xiàn)的什么實驗現(xiàn)象，說明產(chǎn)物中有H20、CO、C02？

在此案例中，教師不只是圍繞試題的解答設(shè)計教學(xué)，而是以試題的解答為載體，利用幾個關(guān)鍵性的問題，利用與學(xué)生的交流互動，指導(dǎo)學(xué)生的思考和探討走向深入，把題設(shè)信息和已學(xué)知識整合，依據(jù)設(shè)問靈活應(yīng)用這些知識解答問題。在教學(xué)中將較大問題拆解成一個個啟發(fā)式的小問題，引導(dǎo)學(xué)生思考與討論。

參考文獻(xiàn)

[1]王云生，課堂教學(xué)轉(zhuǎn)型：基于問題的課堂教學(xué)模式的應(yīng)用[J].化學(xué)教學(xué)，2015（6）：10-13

[2] 惠海濤.化學(xué)課堂教學(xué)中驅(qū)動性問題的設(shè)計策略[J].化學(xué)教學(xué)，2018（10）：57-60