問(wèn)題鏈引領(lǐng)下提升核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)

徐作培 朱秀清 姚彥川

摘要：?jiǎn)栴}鏈教學(xué)是實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí)架構(gòu)、發(fā)散思維拓展與核心素養(yǎng)提升的有效教學(xué)形式之一，以氫氧化鈉與碳酸鈉的鑒別與轉(zhuǎn)化、氫氧化鈉變質(zhì)程度的定性與定量探究為素材設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈，在問(wèn)題鏈中滲透宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知及科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等核心素養(yǎng)，并就問(wèn)題鏈的實(shí)用價(jià)值和設(shè)計(jì)要點(diǎn)作探討。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}鏈;氫氧化鈉;碳酸鈉;核心素養(yǎng);教學(xué)設(shè)計(jì)

文章編號(hào)：1008-0546（2020）01-0037-05 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.01.012

“鏈”在現(xiàn)在漢語(yǔ)詞典中的一種解釋就是用索環(huán)栓住、捆綁或聯(lián)接。問(wèn)題鏈?zhǔn)墙虒W(xué)過(guò)程中教師為達(dá)成預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)，將教學(xué)內(nèi)容以問(wèn)題的形式有機(jī)地串聯(lián)成有序列、有聯(lián)系的紐帶而得以呈現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)知識(shí)架構(gòu)、思維發(fā)展和素養(yǎng)提升的活動(dòng)形式。就教學(xué)組織的程序而言，問(wèn)題鏈就是結(jié)合學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)多個(gè)問(wèn)題集成，即：知識(shí)運(yùn)用有聯(lián)系、問(wèn)題視角有分散、思維能力有拓展、核心素養(yǎng)有提升。問(wèn)題鏈?zhǔn)菐熒鷩@環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題情境，進(jìn)行多元的、多角度的、多層次的探索、學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)。筆者以兩“堿”的復(fù)習(xí)為例，探討問(wèn)題鏈引領(lǐng)下提升核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、問(wèn)題鏈設(shè)計(jì)思路

從學(xué)習(xí)心理學(xué)角度看，思維的發(fā)展需要優(yōu)質(zhì)問(wèn)題的激發(fā)，思維的延伸需要在解決問(wèn)題的過(guò)程中不斷制造和解決新問(wèn)題，以達(dá)到促進(jìn)思維動(dòng)態(tài)發(fā)展的教學(xué)目的。問(wèn)題鏈的設(shè)計(jì)以“提出問(wèn)題——解決問(wèn)題——衍生新問(wèn)題——再解決問(wèn)題”為主線，如圖1所示，落實(shí)思維拓展和素養(yǎng)提升的同時(shí)，重視成員之間、小組之間的交流合作，尋找成員自身在學(xué)習(xí)群體中的認(rèn)同感和歸屬感，促使個(gè)體在知識(shí)學(xué)習(xí)、方法提升方面得以反饋、矯正和認(rèn)同。

二、基于核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)

化學(xué)核心素養(yǎng)是學(xué)生在化學(xué)認(rèn)知活動(dòng)中發(fā)展起來(lái)的并在解決與化學(xué)相關(guān)問(wèn)題中表現(xiàn)出來(lái)的科學(xué)素養(yǎng)，反映了學(xué)生從化學(xué)視角認(rèn)識(shí)客觀事物的方式與結(jié)果的水平。現(xiàn)行《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中要求，學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)能通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察等手段獲取事實(shí)與證據(jù)，并能主動(dòng)地或在他人的啟發(fā)下對(duì)問(wèn)題提出猜想或者假設(shè)，積極搜集證據(jù)并作出論證。綜合課程標(biāo)準(zhǔn)，制定兩“堿”復(fù)習(xí)課的知識(shí)目標(biāo)與素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)，見表1。

三、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

1.實(shí)物展示，引出問(wèn)題

[師]化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中通常用到“三酸兩堿”，三酸指的是鹽酸、硫酸和硝酸。兩堿指的是哪兩堿？請(qǐng)從所屬類別、用途和俗稱等方面歸納。

[生]兩堿指的是NaOH和Na2CO3。其中NaOH俗稱燒堿或火堿，屬于堿類物質(zhì)，可用于印染，紡織工業(yè)等。Na2CO3俗稱純堿，它屬于鹽類，主要用于玻璃、造紙等化學(xué)工業(yè)。

探究問(wèn)題1：實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有兩個(gè)試劑瓶，分別盛放上述藥品粉末，但標(biāo)簽缺失，你能否設(shè)計(jì)合理的方案將它們鑒別出來(lái)？

[生1]直接觀察：各取少量粉末置于空氣中，稍等片刻，表面變潮濕的是NaOH，未變潮濕的是Na2CO3。

[生2]加水溶解，溫度升高的是NaOH，溫度不變的是Na2CO3。

[生3]取固體少量，滴加稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生的是Na2CO3，無(wú)氣泡的是NaOH。

[生4]將它們分別配成溶液后，再分別滴加Ca（OH）2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生的是Na2CO3，無(wú)沉淀的是NaOH。

[生5]也可以在溶液中滴加CaCl2溶液，現(xiàn)象、結(jié)論與滴加Ca（OH）2溶液相同。

[生6]溶液中加BaCl2溶液也可以。

[生7]向溶液中通入CO2氣體，變質(zhì)的是NaOH，不變質(zhì)的是Na2CO3。

[生8]溶液中加CuSO4溶液，有藍(lán)色沉淀生成的是NaOH，沒(méi)有的是Na2CO3。

[師]同學(xué)們的想法很多，但大家的表情告訴我，方案的可行性可能存在分歧，現(xiàn)在以小組為單位，利用提供的儀器和藥品，驗(yàn)證上述方案。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，完成表格。

[整理歸納]氫氧化鈉與碳酸鈉的鑒別，見表2。

[生]NaOH和Ca（OH）2發(fā)生了什么反應(yīng)呢？

[資料展示]“同離子效應(yīng)”網(wǎng)絡(luò)資料，見圖2。

[師]請(qǐng)小組內(nèi)交流上述方案的優(yōu)點(diǎn)及不足。

[生]藥品都是過(guò)量，可保證NazCO3被完全除去;另外對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌和干燥，可以減少誤差。

[生]方案1樣品需要先溶解，BaCl2要選溶液更合理。方案2中20g應(yīng)該是樣品的質(zhì)量而不是溶液的質(zhì)量，藥品最好用CaCl2代替ca（OH）2。

[師]綜合上述討論，方案如何設(shè)計(jì)更合理？

[生]取10g樣品，加適量的水溶解，加入過(guò)量BaCl2溶液，振蕩、過(guò)濾，將濾渣洗滌并烘干，測(cè)固體質(zhì)量，由此算出NazCO3的質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

[方案展示]（原理二：產(chǎn)氣法）

方案3，見圖5（文字表述：稱量反應(yīng)前的質(zhì)量m。，

[師]上述方案有何優(yōu)點(diǎn)？

[生]相對(duì)于沉淀法來(lái)講操作可能更方便，過(guò)程更簡(jiǎn)單。

[師]產(chǎn)氣法原理下的方案，氣體的散逸性、溶解性可能會(huì)產(chǎn)生哪些誤差？

[生]CO2中可能混有水蒸氣，鹽酸也可能揮發(fā)氯化氫氣體。

[生]發(fā)生裝置中還可能有氣體殘留，用空氣或N2將其“趕”到吸收裝置中。

[師]觀察NaOH變質(zhì)程度的定量測(cè)定優(yōu)化裝置，見圖7，說(shuō)出它們的作用。

[生]組合裝置可以最大程度地減少因水蒸氣、揮發(fā)氣及殘留氣等造成的誤差。

3.總結(jié)歸納，建構(gòu)知網(wǎng)

[小結(jié)]總結(jié)得失，師生建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，見圖8。

四、問(wèn)題鏈的價(jià)值及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.關(guān)注整合與層次

問(wèn)題鏈的設(shè)置不能理解成簡(jiǎn)單問(wèn)題的外顯性堆砌與捆綁，應(yīng)該是優(yōu)質(zhì)問(wèn)題的過(guò)渡、滲透與內(nèi)化聯(lián)接，因而問(wèn)題鏈注重問(wèn)題的整合性和層次性。教學(xué)中側(cè)重引導(dǎo)學(xué)生在解決預(yù)設(shè)問(wèn)題的基礎(chǔ)上自發(fā)或者啟發(fā)下制造新問(wèn)題、探究新問(wèn)題、解決新問(wèn)題，從而引發(fā)問(wèn)題鏈的衍生和傳遞，動(dòng)態(tài)訓(xùn)練思維的廣度與深度。要充分了解學(xué)生知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)，從已知到未知、從具體到抽象，由淺入深、層層遞進(jìn)地設(shè)計(jì)問(wèn)題，逐步展開問(wèn)題的探究。在問(wèn)題的著力點(diǎn)和維度上要有聚焦，抓住解決問(wèn)題的根源和關(guān)鍵點(diǎn)，切實(shí)解決思維和認(rèn)知障礙，擺脫迷思概念和前概念的影響。NaOH與Na2CO3的性質(zhì)差異是問(wèn)題解決的關(guān)鍵，問(wèn)題鏈的設(shè)置要以此聚焦，進(jìn)而再衍生出系列問(wèn)題。

合理設(shè)置問(wèn)題進(jìn)階層次與問(wèn)題銜接點(diǎn)，努力讓學(xué)生“跳一跳”能完成，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。本課例中以兩種“堿”的鑒別為源頭，借助NaOH的變質(zhì)，銜接到定性及定量變質(zhì)的探究，由物質(zhì)鑒別及混合物的檢驗(yàn)拓展到實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。學(xué)生在問(wèn)題鏈的層層延伸中，掌握多種鑒別NaOH與Na2CO3的方法和原理，能排除干擾因素，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)定性或者定量地驗(yàn)證NaOH的變質(zhì)程度，能從學(xué)生自己的視角初步評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣。

2.關(guān)注多元與開放

優(yōu)質(zhì)問(wèn)題的創(chuàng)設(shè)與解決可促進(jìn)學(xué)習(xí)過(guò)程中知識(shí)的獲得、思維的拓展和能力的提升。教學(xué)設(shè)計(jì)中問(wèn)題鏈設(shè)置的廣度上要體現(xiàn)多元性和開放性，教師應(yīng)意識(shí)到學(xué)生的思維是活的，是動(dòng)態(tài)的，不是跳進(jìn)預(yù)設(shè)的坑里，課堂上教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)，運(yùn)用自己的教學(xué)策略和教學(xué)智慧把握好教學(xué)設(shè)計(jì)的開放度。

對(duì)于Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定，學(xué)生的想法豐富多彩，伙伴的評(píng)價(jià)各有千秋，教學(xué)活動(dòng)中教師要允許和鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新思維活動(dòng)的存在，對(duì)于開放性的探究問(wèn)題，“突發(fā)事件”發(fā)生的概率比較大，教師要從學(xué)生的知識(shí)能力及思維起點(diǎn)提前預(yù)設(shè)學(xué)生可能出現(xiàn)的生發(fā)點(diǎn)，想好對(duì)策，及時(shí)處理。一旦出現(xiàn)“意外”情況，教師應(yīng)適時(shí)引導(dǎo)小組成員嘗試解釋，或者課后查閱資料解釋。此時(shí)教師要從知識(shí)外延和思維分散度上“把好舵”，合理安排教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)流程，不能被“意外”牽了鼻子。教學(xué)活動(dòng)在問(wèn)題鏈中實(shí)現(xiàn)了零碎知識(shí)系統(tǒng)化、基礎(chǔ)問(wèn)題延伸化、實(shí)驗(yàn)探究開放化、方案設(shè)計(jì)多樣化。

3.關(guān)注認(rèn)知與素養(yǎng)

學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是主動(dòng)地形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并通過(guò)把新獲得的知識(shí)和已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)，積極地建構(gòu)其知識(shí)體系，因而問(wèn)題鏈設(shè)置要符合學(xué)生的認(rèn)知。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生就微觀結(jié)構(gòu)不同造成宏觀性質(zhì)的差異有了合理認(rèn)知，對(duì)于預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案是否可行可靠，最終還應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是解釋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的最好證據(jù)，在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，就是讓學(xué)生在科學(xué)探究過(guò)程中有目的地搜集證據(jù)、合理地使用證據(jù)進(jìn)行論證與推理，形成可靠的結(jié)論性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而使學(xué)生達(dá)成“證據(jù)支持主張”的心理認(rèn)同。

化學(xué)核心素養(yǎng)是三維目標(biāo)的升華，學(xué)生基于“證據(jù)”“推理”“模型”實(shí)驗(yàn)探究出了NaOH和Na2CO3的檢驗(yàn)、NaOH的變質(zhì)測(cè)定方法。借助證據(jù)意識(shí)解決實(shí)驗(yàn)異常和實(shí)際問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)證走向探究、從他主走向自主，促使發(fā)散性、創(chuàng)新性思維的形成。問(wèn)題鏈作為知識(shí)和素養(yǎng)的載體，學(xué)生會(huì)在問(wèn)題鏈的引領(lǐng)下逐個(gè)突破，探究深度和廣度逐漸加強(qiáng)，學(xué)生既掌握了知識(shí)的形成過(guò)程，學(xué)科素養(yǎng)和綜合能力也在潛移默化中提升。