讓學習在問題情境中真實發生

符愛琴

摘要：真實學習的發生需要沿著認知思維展開的軌跡運行，思維的開端是問題，因此，在學習中首先要創設問題情境，引發學生的認知沖突，鼓勵并引導學生聚焦問題、探究問題，尋求問題的解決之道，然后再通過對話交流、歸納總結讓觀念具化、知識概化、能力活化，達成深度學習。

關鍵詞：問題情境;學習;化學教學;主題

文章編號：1008-0546（2019）12-0005-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.12.002

學習是如何發生的？建構主義認為，學習是學生利用已有知識和經驗，通過與外界環境的交往活動，逐步改善或發展或修正其思維和知識的過程。知識的產生是基于一種情境的，并非學習者頭腦中的靜態智力結構，而是一個包括人、工具、環境中的其他人以及運用知識的活動在內的認知過程。要想讓深度學習真實發生，就必須遵循學生認知規律，源于情境，聚焦問題，探究問題，解釋現象并反思解決過程，一般來說，基本路徑是：認知沖突、聚焦問題、提出方案、驗證方案、解釋方案、反思評價、歸納總結。與此相對應，深度學習的真實發生伴隨的行為反應是生惑、探疑和釋疑。

一、生惑：引發認知沖突

學習是發現，疑惑是發現的動力源，是學習發生的起點。真正的學習是學生自發地主動地學習，而真實的問題情境能讓學生產生興趣，引發認知沖突，產生困惑、懷疑和挑戰，帶來學習的內在驅動力，有了思考的動力和欲望，讓學生從識記走向思維，形成有意義的學習。因此，要讓學習真實發生，首先要讓學生產生疑惑，讓學生想學、愿學，學習的發生才能成為一種可能。

教師在教學中如何根據學生的認知思維特點來營造生惑的問題情境呢？

1.問題情境要符合學生認知需要

問題情境是促使學習真實發生的“場域性條件”，問題情境只有與學生的體驗和心靈聯系起來，才能發揮教育的效用。因此，問題情境的設計要站在學生的立場，研究學生的需要，符合學生的認知水平和思維方式。例如，上教版初中化學“燃燒與滅火”，學生通過學習后應了解著火點和燃燒的概念，學會運用燃燒條件解釋現象與解決問題，其中，學生對于“著火點是可燃物的特定屬性，不能降低與升高”，有些不解。從思維特點來看，初三學生對身邊的燃燒現象很熟悉，對燃燒的條件、滅火的方法有一定的認識和生活經驗，同時已經具備了一定的概括、歸納、自主學習和協作能力。基于這種學情的分析，我們創設了與生活貼近的情境“烤魚游戲”：在荒野求生的貝爾有火柴，另外荒島上有樹葉、鳥巢、木塊、樹枝、石頭和水等材料，為了生存，他如何才能將魚烤熟？問題設計源于生活，凸顯學科價值，學生通過思考、討論和不斷嘗試，最后形成利用石塊架起魚、先點燃樹葉、再點燃樹枝或木塊的烤魚方案。通過游戲，學生推斷出點燃物質有順序，是因為物質的著火點不同，達到物質的著火點是燃燒的條件之一。“烤魚游戲”的問題情境點燃了學生的學習興趣與探究欲望，充分調動學生已有的生活常識，使新知“著火點”的生長找到了落腳點，讓學習難點在游戲、挑戰與合作中得以化解。

2.問題情境要有一定的開放性

學習發生的過程也是學生從已知到未知的探索過程，這個過程沒有一個確定性的路徑，應該允許學生有不同的嘗試。杜威曾說，“教師不允許和不鼓勵學生用多種方法應付所發生的問題，這是對學生智力發展設置障礙，好像把眼罩套在馬的眼睛上，把他們的眼光限制在教師所同意的道路上”。例如，“酸堿鹽復習”一課，我們以如何自制一瓶簡易無土栽培營養液為問題情境，讓學生經歷從認識營養液、探究營養液成分到配制與應用營養液的過程，在這個過程中不斷遇到挑戰，尤其是對營養液成分的探究。教師給出一份未知無色營養液（A、B液），猜測其成分（物質）。由于“無色”“營養”的問題極具開放性，于是教師再引導學生從營養液提供的營養元素進行突破，讓學生通過查閱資料發現必需存在營養元素有N、P、K、s、ca、Mg，進而引導學生根據元素查找常見無土栽培的肥料，推測這些肥料形成的溶液中的離子種類（K、Ca²⁺、Mg²⁺、NH4⁺、PO4^3-、SO4^2-、NO3^-），因此溶液存在的離子有多種可能性和不確定性，而通過層層剖析和驗證，推斷出A、B液中可能存在的離子。真實的學習就是一個不斷試錯的過程，沒有標準答案的識記，有很多不確定性，情境衍生著問題鏈，引導著知識構建，從被動接受式學習到主動發現、運用和建構，實現知識的深度理解。

3.問題情境要緊扣明確的主題

有主題的問題情境使得學習內容具有內在聯系和應用意義，便于學生能夠進一步挖掘出與情境中重要事件有關的信息和內容，而這些信息和內容是課堂的教學重點和難點，進而產生能夠遷移到其他情境的一般性知識。例如，“溶液組成的表示”，學生要從“質”和“量”兩個方面對溶液組成進行研究，要學會進行溶質質量分數的簡單計算，初步學會配制一定溶質質量分數的溶液。我們創設的問題情境是如何自制一瓶蘇打水，蘇打水就是這節課明確的主題。依據這個問題情境的可達成性要求，問題鏈的設計遵循這樣的邏輯：蘇打水的成分是什么？蘇打水中碳酸氫鈉的質量分數是多少？那需要碳酸氫鈉和水各多少？如何配制？整個教學過程在自制蘇打水的情境下展開，學生帶著強烈的探究欲和好奇心由淺入深，由定性到定量研究，由蘇打水的配制到食鹽水的配制，按照學生的認知規律和知識的邏輯體系步步推進，讓學生留下思維的軌跡，在品嘗到學習的成果的同時，順應和同化了溶液的相關概念（溶質、溶劑和溶質質量分數）。問題情境圍繞明確的主題形成有梯度的問題鏈，符合學生“最近發展區”的界限，讓學生“跳一跳摘到桃子”。

二、探疑：實施科學探究

學習是一個由惑而識的過程，學生的認知發展是在學生內在認知圖式和外在問題情境平衡過程中發生的，在不知曉實驗結果的前提下，通過自己實驗、探索、分析、研究得出結論，形成科學概念，從而提升學生的化學學科核心素養。科學探究過程是知識生成的基礎，需經歷以下的學習流程。

1.預設：鏈接經驗

學生帶著各種“先在的經驗”與教師相遇在課堂，在問題情境中產生了認知沖突，因此在學習過程中，讓學生根據已有的經驗對未知知識進行預設，喚起學生原有認知結構的原初經驗，通過同化或順應，對新知識進行編碼，不斷地豐富知識圖式。譬如，“酸堿鹽復習——松花蛋”一課，以松花蛋（又稱皮蛋）的形成為情境，不僅激發學生的探究欲望，同時以此情境為載體，誘發問題鏈將學生已有的酸、堿、鹽的知識進行了回顧與應用，避免了知識的簡單識記。讓學生品嘗松花蛋，談感受。一品皮蛋后，學生感覺并不如想像的好吃，感覺有些澀，于是提出在家里吃松花蛋時會加點醋。于是讓學生加醋后再品嘗，再談感受。二品皮蛋后，學生根據生活常識和已有知識猜測到醋中和了松花蛋中的堿性成分，使口感變好。有二品皮蛋的經歷，學生對松花蛋浸泡液成分的猜想與假設就有了經驗——堿性成分。

2.實驗：科學行動

通過問題情境激起學生的求知欲，有了預設作為問題解決的藍本，接下來就是設計方案進行實驗探究，“行動即求知”。深度學習強調學生的自主建構和問題解決，在問題解決中發生和推進的學習，就是有意義的學習。例如，酸堿鹽復習時，我們創設了品嘗松花蛋、認識松花蛋、制作松花蛋和保存松花蛋四個問題情境，其中在尋找原料制作松花蛋時，學生要通過實驗區分三種外觀相似藥品：“三瓶沒有標簽的試劑瓶裝的均為白色固體，分別是純堿、小蘇打、面粉，如何區分？”學生僅憑猜測與討論不可能找出所需材料，只能通過實驗探究區分出純堿，最后學生通過判斷堿性，且受熱不易分解等區分出純堿。實實在在的探究行動，最終找出了松花蛋制作的原料，整個過程，雖然運用了多個知識去思考、去探究，但是他們依舊興趣盎然。

3.結論：發現規律

建構主義關于認知建構的原則是以強調學生發現和理解為基礎的。在真實的學習過程中，教師不能急于告知學生正確答案，而應讓學生經歷科學探究、科學發現的過程，也就是“經歷（或體驗）科學”，知識是在“經歷科學”中，學生通過發現自己建構的，并內化為自己的經驗。因此，科學探究既要重過程，同時是要有結論的，但這結論應是開放的，是在尊重學生的發現、尊重學生個體發展水平、保證學生有足夠的探究時間和體驗機會的基礎上，由學生自己得出的，而不是教師強加給學生的、唯一的定論。譬如“燃燒”一課，我們以瘋狂燃燒的石頭作為情境，那么石頭為什么瘋狂？學生推斷出可燃物是電石與水反應產生的氣體，得出燃燒必備的三個條件，知道了認識物質的一般方法;茶葉為什么黃了？學生得出保鮮劑的原理是鐵的緩慢氧化，知道了保存物質的一般方法;旅途中的魚是如何生存的？學生推斷出制取氧氣的其他方法，得出了獲取物質的一般方法;管道通如何打通下水道的？學生推斷出原理的同時，得出物質性質決定用途和研究物質的一般方法。

三、釋疑：促進思維外顯

要讓學習真實的發生，不僅要遵循思維運行的軌跡，而且還要將內隱的思維外化，讓過程可見。外顯思維，讓思維可視化，有利于學生自我檢測、自我監控、自我干預，同時便于生生之間的辨析與修正，把握表達的規范性與規律性，開展真實深度的學習。在學習過程中，如何讓思維外化呢？

1.觀念具化

觀念具化是指把學習中形成的概念圖式，通過具體可感的語言、符號和圖像清晰地陳述和呈現，它是學習內容細節化和豐富化的過程。教師要為討論、匯報交流和反思提供充分的時間，讓學生“說出”或畫出自己是如何思維的，根據學生研究的實際情況，相應地提出不同的要求，允許學生存有己見，既關注別人的答案又反省自己的答案，不急于過早地得出結論，肯花時間讓學生對感興趣的問題進行深入的探討，保證學生有足夠的探究時間和體驗機會。例如，“中和反應”中，學生做了如下實驗：取60mL NaOH溶液裝入燒杯中，逐滴滴加5%稀鹽酸，實驗過程中，利用pH傳感器及溫度傳感器測量pH、溫度隨時間的變化。教師要求學生按組交流并匯報：（1）實驗現象;（2）坐標圖中線與點的意義;（3）中和反應的特點;（4）氯化鈉質量分數的測定結果。學生在不斷地陳述現象、解釋現象、分析結論的過程中，驚訝地發現自己已能歸納總結出化學反應研究的視角、內容與方法：（1）化學反應的實質是什么，從宏觀角度講，即哪些物質參加反應，生成了哪些物質，從微觀角度講，哪些微粒參加了反應，生成了哪些微粒;（2）反應中的能量變化，是放熱反應還是吸熱反應，這種能量變化在生產生活中有何作用;（3）反應現象，即變化過程中，由于新物質、新微粒的生成使得反應出現了明顯的可被觀察的現象;（4）反應的表達包括方程式表達，圖像的表達等;（5）該反應在生活生產中重要用途。

2.知識概化

知識概化是碎片化知識抽象化和系統化的過程，目的是建立知識網絡，形成結構化的知識地圖。學習的過程就從具體知識到抽象知識的建構，學生在教師的引導下，深入地進行認知活動，對關鍵信息層層剖析，得出核心概念、反應規律和結論并使之同化到自己的知識結構之中，以結構圖或思維導圖的形式將內隱思維外顯。譬如，“廚房中的化學知識”以烹飪糖醋魚為課堂學習的主線，經歷“選鍋一烹飪一清洗”三個環節，挖掘生活中的實際問題，并指導學生利用“材料、能源、環境”相關知識解決實際問題。學生總結文字，教師添上線條（見圖1），師生共建本節課的結構圖。又如，在“金屬的性質和利用”的學習中，學生總結時從金屬的導電性、導熱性、延展性、金屬光澤等物理性質，到金屬與氧氣、鹽酸、金屬化合物溶液等化學性質進行總結，教師用二條線一個“金”字將學生思維呈現了出來，詮釋了金屬性質的知識結構（見圖2）。

3.能力活化

能力活化是指知識運用的能力和問題解決的能力。學習不僅僅為了獲得一大堆事實性的知識，還要將自己置于知識產生的特定物理或社會情境中，通過積極參與具體情境中的社會實踐來獲取知識、建構意義并解決問題。同時能力活化也是促進內隱思維外顯化的重要路徑。例如，在研究“茶葉為什么黃了”時，當學生探究出茶葉保鮮劑的主要成分是鐵時，感覺很意外：一是平常生活中都是從防止鐵生銹的角度去思考問題，而保鮮劑是從物質變化的角度利用了鐵能被氧化的性質;二是原來事物真的有兩面性，鐵被氧化也不全是壞事。于是教師適時追問，鐵的緩慢氧化釋放能量，你們能否從能量變化的角度來利用鐵的氧化？適時的問題支架，讓學生獲得了知識遷移和問題解決的提示和線索，于是一場關于暖寶寶的需求分析便展開了。

在有主題的問題情境中，學生感受到學習是有趣的、有挑戰性的，學習也是與生活生產緊密聯系的，學習是有用的。唯有將學習嵌入其所關聯的社會和自然情境之中，新知識才能在原有認知結構中找到生長點，讓學習沿著認知思維展開的軌跡運行，完成自我內化、自覺遷移、自主建構，學習才會被賦予真正的意義，有意義的學習才有可能真實發生。