基于問題解決的中考實驗探究專題復習

付元興 李瑤

摘要：以真實問題解決的實驗專題復習，借用數字化實驗方法，采用小組合作學習模式，引導學生建構模型，井應用模型解決實際問題。培養科學探究能力，發展學科核心素養。

關鍵詞：問題解決核心素養實驗探究專題復習

文章編號：1008-0546（2020）05-0083-04 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.05.022

《普通高中化學課程標準（2017版）》提出了化學課程“以發展化學學科核心素養為主旨，重視開展‘素養為本的教學”。學科核心素養教學不僅適用于高中化學，對于與其銜接的初中化學同樣具有指導意義。《義務教育化學課程標準（2011年版）》規定，初中化學課程包括“科學探究”“身邊的化學物質”“物質構成的奧秘”“物質的化學變化”“化學與社會發展”五個內容主題。五個內容主題體現了化學學科對學生的發展價值。與化學學科核心素養相呼應。義務教育化學課程也應以學生學科核心素養發展為基本目標，只是更側重基礎性。如何在初中階段開展“素養為本”的教學呢？課標明確提出：“倡導真實問題情境的創設，開展以化學實驗為主的多種探究活動”。可見在教學中開展基于問題解決的課堂教學必將成為核心素養落地的有效途徑。為此筆者設計了《基于問題解決的實驗探究專題復習》，在2019年重慶市優質課大賽中，榮獲重慶市“一等獎”。下面將本教學設計做一介紹，與大家共享。

一、背景分析

1.基于課程

新課標下的中考總復習，并不是對已學知識的簡單重復和再現，而是從更高層次、更新角度對所學知識、技能和方法，進行重新認識和再學習的過程。以素養為本的理念開展問題解決的復習，既能將復習內容轉變為學生自身的內在需求，也必將成為提升學生素養的一種有效途徑。

2.基于教材

本節內容在教材中幾乎沒有集中講授，也無專門介紹，而是以“探究”分散于各章節，新授課中85%是以演示為主，在九年級下的第70頁才以習題形式出現了探究的雛形。內容分散不系統，但其又為提升學科素養所必備的載體，也是中考必考的內容，因此急需讓學生建立起對實驗探究的整體認識。

3.基于學情

復習到后期，作為即將步入高中的學生，已經具備實驗探究的相關知識，但其對科學探究的認識大多停留在“紙上談兵”階段，缺乏從真實情境中尋找問題、探究問題的機會，因此教師需為其搭建平臺，讓他們在活動中建構并應用實驗探究模型，以達到中考需求和素養發展需求。

4.基于考情

縱觀近三年的重慶中考題（見表1），實驗探究占比大，考查面廣，內容關聯性、綜合性強，難度較大，這也成了學生丟分的主要因素。因此，無論從核心素養還是中考的角度，實驗探究專題復習的開展都是很有必要的。

二、教學設計

1.教學目標

（1）復習鞏固離子的檢驗。

（2）建構并應用模型，以此為載體提高學生的解題能力和培養學生的模型認知、社會責任等科學素養。

2.教學重難點

本節課的重點為建構并運用實驗探究模型，難點為模型中方案的設計。

3.教法學法

為了突出重點，突破難點，本節課采用了探究法、討論法、問題驅動法和數字化實驗法。

4.教學思路

本節課我將沿著情境、問題、活動的主線開展教學，借助3個環節，在情境導人，問題思考，實踐活動中，引領學生從知識的記憶，到模型的建構、運用，最后提升學生的綜合素養。（見圖1）

三、教學過程

環節1.知識回顧

情境導人：以新聞簡訊為切入點。中國財經報道：某企業一批次氫氧化鈉產品抽檢不合格，不合格項目為碳酸鈉含量超標。

教師：氫氧化鈉中怎么會有碳酸鈉呢？

學生：變質原因分析，2NaOH+CO₂==Na₂CO₃+H₂O。

教師：變質的氫氧化鈉中混有碳酸鈉，怎么檢驗其成分呢？

設計意圖：喚醒學生的記憶，為自主探究鋪墊知識基礎。

環節2.建構模型

教師：實驗是檢驗真理的唯一標準，借助新聞內容，創設新的情境，賦予學生質檢員的身份，讓學生提出問題、猜想、各小組經過思考討論后形成方案。

學習活動1：探究NaOH是否變質

學生：設計方案并動手實驗。

設計意圖：為了拓寬學生的思路，增強學生的科技意識和創新意識，教師又特別給出數字化實驗方案，讓各小組用不同的方案進行探究，數字化實驗結果見圖2。

教師（追問）：變質后的NaOH還能合格嗎？給出參考資料。

[參考資料1]隔膜法生產的NaOH，Na₂CO₃%≤1.6%為合格品。

學習活動2：探究NaOH是否合格

學生：小組分析、討論;形成定量實驗方案：可采用氣體法和沉淀法。

設計意圖：培養學生的宏觀辨識能力，根據資料學生很容易知道下一步需做定量研究，經過深度討論最終形成定量實驗方案。從定性到定量，培養學生更加嚴謹的科學思維。

教師：引導學生回顧探究過程，建構出實驗探究模型。

學習活動3：建構模型

學生：提出問題→猜想→設計方案→實驗驗證→結論

教師：補充完善，形成規律，建構實驗探究的模型。（見圖3）

設計意圖：從解決問題的實際過程中總結提煉，建構認知模型，建立實驗探究的思維框架。為接下來應用模型解決問題提供依據，培養學生證據推理、模型認知和科學探究等核心素養。

環節3.應用模型

教師：首先是應對中考需求，以近三年出現頻率最高的兩類探究題型為例，引領學生應用模型，提煉解題方法，便于針對性的自主復習。

學習活動4：聚焦中考、提煉方法（見圖4）

總結：將題干套人模型，進行題干拆解，注意突破，提煉方法。

教師：建構模型的價值除了體現在考場上拿高分，更應該體現在解決實際問題上，思維的發展只有在實踐的土壤中才能生長，接下來就是應用模型解決生活實際問題。

學習活動5：解決實際問題、共建美好家園

教師：習總書記說過：“綠水青山才是金山銀山”，這樣的環境大家愿意居住嗎？這是某皮蛋廠排放的污水，從圖中可以看出呈強堿性。我國《生活飲用水衛生標準》pH=6.5-8.5，可見上述水是不利于健康的。這樣的水怎么辦呢？

學生：先分析確定污水的成分，處理后再排放。

教師：請你幫環保部門確定該污水中的成分，根據你的結論給該廠提出一些科學的處理建議（見圖5）。

設計意圖：環境問題是生活中常見的問題，引導學生自主探究皮蛋廠排放的強堿性廢水的成分，學生根據參考資料提出猜想、設計方案、驗證，并根據結論提出科學的污水處理建議。

[參考資料2]腌制皮蛋的主要原料為熟石灰、純堿和食鹽。

教師：為了進一步提升學生的能力，我留下了這樣一個課后任務，將探究皮蛋廠污水成分的過程設計為實驗探究題，讓學生站在出題者的角度，去思考實驗探究題中會如何設問（圖6）。

設計意圖：從學生熟悉的氫氧化鈉變質出發建構模型，到最終能夠運用模型自主探究污水處理的相關內容，4個環節由淺入深，循序漸進，學生在討論、分享、探索和實踐中實現了重難點的突破。

四、教學反思

1.教學主張

化學是一門與生產生活密切關聯的學科，能夠解決生產生活中的實際問題，才能更好體現化學的學科價值、社會價值。因此，在問題解決的實驗探究專題復習教學中，筆者堅持三“出發”：中考考情出發，從化學與生產生活的聯系出發，從知識的實際應用出發。努力體現三“關注”：關注實驗探究的命題趨勢，關注生活中的真實化學問題及解決，關注實驗探究思維模型的建構和應用。

2.教學實踐

基于問題解決的復習要素主要有三點：創設與復習內容相關的情境，在情境中發現相關問題，應用化學知識，展開問題解決的系列學習活動。本課筆者正是沿著這一主線展開學習與實踐活動的。學生在情境中感受學科價值，在問題與活動中形成高階思維形成、鞏固化學知識、提升實踐能力。

3.教學評價

現在看來，對于本課的設計有如下優點：從生活情境中生成化學知識，再回歸生活，用化學知識解決實際問題，以這條主線貫穿整個課堂，既能引起學生興趣，又符合學生的認知規律，達到了學以致用的目的;學生活動以小組合作為主，能讓學生在團結協作中實現共同成長;數字化實驗的加入使實驗更高效，現象更直觀，結論更客觀;模型的建構與應用增強了學生的應考能力和實踐能力。也培養了學生模型認知、證據推理等素養。不足的地方有2點，本課的設計對學生動手能力要求較高，有的學生跟不上節奏，參與度不夠。由于學生動手機會較多，教學時間顯得倉促。

4.學生收獲

從需在教師引導下設計方案，到能自主設計方案，再到能自己設計探究題，學生已不再是知識的接受者，而是知識的探索者。以下分別為學生自主探究污水成分的方案（圖7），依據污水處理的探究過程設計的實驗探究題（圖8）。