基于問題解決 指向學科理解

摘要： 在闡釋問題解決教學和化學學科理解基本內涵的基礎上，提出豐厚學科知識，增進教師學科理解;開展深度教學，構建結構化的認知;彰顯教育啟蒙，回歸科學探究本義;在實踐應用中，提升學生學科理解;以創新為導向，倡導真實多元評價等高中化學教學轉型的思考與探尋。

關鍵詞： 問題解決; 學科理解; 教學轉型; 化學教學

文章編號： 1005-6629（2021）03-0034-04

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

國務院辦公廳《關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》明確指出，要注重培養學生的學習能力，積極探索基于情境、問題導向的互動式、啟發式、探究式、體驗式等課堂教學，注重加強課題研究、項目設計、研究性學習等跨學科綜合性教學，要重點考查學生運用所學知識分析問題和解決問題的能力，要注重聯系社會生活實際。要實現育人方式的轉變，必須以課堂教學樣態轉型為先導，必須以學生發展核心素養培育為旨向，扎實落地在學科課堂教學中，引領學生在問題的解決中，促進化學學科理解。

1? 問題解決與化學學科理解

1.1? 問題解決

我們知道，所有的學習與生活都是一種問題的遭遇與解決。問題解決必然是伴隨一個人終身的學習機會與實踐能力。就教與學而言，問題解決是根植于學習者的天生的探究本性，指向學習本應具有的探究性本質，旨在發展學生分析與綜合、批判與創新、反思與創造等認知性素養，是師生基于真實生活情境，通過科學探究和協作溝通，共同研討和理解面臨的任務、協作制定問題解決方案、交流共享觀念和思想，實現由當前目標狀態到預期目標狀態轉變的探究活動[1]。

問題解決教學是以問題為出發點和教學中心來展開的課堂教學樣態，是在真實或模擬真實的問題情境中，由弱結構（劣結構）、開放性的問題而引發，有明確的學習目標，但沒有指定達成目標的明確路徑，需要學習者在“問題空間”內通過個體探究、協作共享、平等對話、批判創新來認知和理解，以實現問題的分析與解決[2]，讓學生親歷科學探究的過程，培養學生自主學習能力、協作探究能力、實踐創新能力和終身學習能力。

基于問題解決的化學教學是具有化學學科特質、指向化學學科理解的、以問題的生成和解決為核心的教學樣態，是貫穿教師的教學資源整合、教學流程設計、課堂活動組織和學科作業研究等整個過程的，也是貫穿學生的學習準備、課堂參與和作業完成整個過程的。首先，教師在研讀化學課程標準和化學教材內容的基礎上，梳理化學核心觀念（大概念），衍生問題導向的探究主題。其次，根據探究主題設計主問題（或問題鏈）或課堂中生成性問題（開放的課堂是問題生成的），問題的設計既要關注化學知識、化學思維和化學能力，也要關注學生的認知基礎、認知心理和個體差異。第三，創設真實或模擬真實的問題情境，引領學生開展多元互動，充分調動與發揮學生的主體性和創造性，引導學生像科學家那樣去思考與解決問題[3]。

1.2? 化學學科理解

在中文里，理解的釋義是“懂，了解”[4]。于教育而言，約翰·杜威（John Dewey， 1933）認為，理解是學習者探究事實意義的結果[5]。威金斯和麥克泰格（Wiggins & Jay McTighe）認為，理解既有動詞意義，也有名詞意義。動詞的理解就是能夠智慧而有效地使用知識和技能。名詞的理解是努力去理解（動詞）的成功結果——對一個不明顯的觀點的最終掌握，對許多無關聯（可能看起來不重要）的知識元素所作的有意義推斷[6]。

所謂學科理解，即是運用學科思維解決真實問題、認識并創造世界的過程。學科思維是人面臨真實的學科問題和日常生活問題時能夠“以學科專家的方式去思考”。學科理解的價值追求或信念是每一個人都是創造者、問題解決者、自由思想者[7]。

就教師而言，《普通高中化學課程標準（2017年版）》指出，化學學科理解是指教師對化學學科知識及其思維方式和方法的一種本原性、結構化的認識，它不僅僅只是對化學知識的理解，還包括對具有化學學科特質的思維方式和方法的理解[8]。

就高中化學學習而言，化學學科理解可以是學生運用化學學習方法對高中化學內容基于知識關聯、認知思路和核心觀念形成結構化認知，運用不同的化學方法表征化學學科知識，在學習過程中認同化學學科的育人功能和社會價值，形成化學學科的本質認知和具有化學學科特征的科學思維，運用化學知識去認識自然世界，從化學視角去探究、分析和解決與化學相關的問題或社會議題[9]。

2? “基于問題解決? 指向學科理解”： 高中化學教學轉型的探尋

學科核心素養是適應信息文明要求和未來社會挑戰，運用學科核心觀念、通過學科實踐，以解決復雜問題的學科高級能力與人性能力[10]。21世紀化學教育的基本特征是運用化學學科觀念，發展化學學科思維，促進化學學科理解，發展化學學科核心素養[11]。我們的化學教學就是要引導學生運用化學知識和化學思維解決真實情境下的復雜問題，引領學生像學科專家一樣去思維和實踐，讓學生在與客觀世界、與異質他者、與內在自我的交互過程中，去認識、理解和創造世界。

2.1? 做“有問題”的教師： 豐厚學科知識，增進自身學科理解

《普通高中化學課程標準（2017年版）》在“教學建議”中明確提出“增進化學學科理解”，并要求“教師應注重通過多種途徑和方法提高化學學科理解能力”[12]。做一個“有問題”的化學教師，就是要增進化學學科理解，在專業學習、教學實踐和教育研究中，更多地去思考和追問“到底是什么”“為什么這樣”“還可以怎么樣”。我們要帶著學科的問題、教學的問題、課外的問題，去學習、去理解化學教材內容的“背后”，去審視和研究課堂教學的“科學”，不能是孤立地、片面地，甚至是錯誤地（自己尚且還茫然不知的情況下）去進行教學。如，高一必修課程主題1“化學科學與實驗探究”中，將“配制一定物質的量濃度的溶液”列為學生必做實驗，也是我們教學的重點內容之一，但是我們往往沒有去深入思考為什么在多個版本的教材（甚或幾十年來的高中化學教材）中都有這部分內容，也就無法真正認識怎樣的物質可以用于配制、如何準確配制等問題。再如，根據元素周期律可以判斷，氣態氫化物穩定性CH4NH3[13]。顯然，要嘗試弄清這些問題，不是自以為是的“想當然”，而是去經常翻閱大學化學教材、閱讀相關研究文獻，或者走進實驗室去親手做做實驗。

作為高中化學教師，我們要經常性反思自身化學學科理解方面的欠缺，要喚醒、內化和強化專業自覺意識，經常在“問題”中提醒自己，要保持專業發展熱情，帶著問題去不斷豐厚自身的學科知識，增進自身的化學學科理解。如，深入研讀化學教材和課程標準;經常重溫大學化學教材;閱讀化學專業書籍和期刊;主動參加化學教研和培訓活動;注重化學知識的深度理解和跨學科的遷移應用;真正樹立學科探究意識，增強探究教學的設計能力;樹立“教學即研究”的科研意識，將“問題”作為“課題”去研究;經常去實驗室做做實驗，挖掘實驗探究的教學價值，提升實驗設計和實驗創新能力[14]。

2.2? 創“有問題”的設計： 開展深度教學，構建結構化的認知

《普通高中化學課程標準（2017年版）》指出，建構化學學科知識的結構化主要包括基于知識關聯的結構化、基于認識思路的結構化和基于核心觀念的結構化等三種形式[15]。要實現化學知識的結構化，就要進行“有問題”的教學設計，就是實現化學深度教學。所謂深度教學（deep teaching），是相對于傳統的知識本位、知識授受的教學而言的，是一種基于知識的性質和內在結構、超越表層符號的、由表層符號教學走向邏輯教學和意義教學統一的教學[16]。基于深度教學的基本宗旨和化學課程的學科特質，化學深度教學就是要從化學知識深度、化學思維深度和情感心理深度，引導學生成為化學知識的深度理解者和主動建構者，實現化學知識的不斷增殖和持續深化，促進化學學科知識的結構化。

指向學科理解的高中化學問題解決教學設計，就是在真實或模擬真實的問題情境中、在問題解決中掌握基礎化學知識和基本實驗技能，在問題解決中形成化學思維、學會化學方法，在問題解決中應用化學知識、體會化學的價值，在問題解決中實現創新意識和創造能力的培養。其基本的教學設計可簡化為： 提煉化學學科大概念（核心觀念），生成單元化（項目化）探究主題→創設問題情境空間，生成探究性問題（任務）→開展協作科學探究，發展化學學科理解[17]。具體而言，首先，教師研讀高中化學課程標準，提煉和梳理化學學科大概念，建構包含概念結點和相互關系的概念圖譜，衍生探究主題。其次，根據探究主題創設問題情境，從知識、思維和方法等視角，結合學生認知規律和差異，精心設計主問題或問題鏈。第三，設計以問題導向的協作科學探究，去引導學生像學科專家那樣去思考與解決問題，在學生經歷真實的探究歷程中建構結構化認知、發展化學學科理解。

2.3? 建“有問題”的課堂： 彰顯教育啟蒙，回歸科學探究本義

崇尚理性自由與探究、創造，以培養自由個性和民主社會為目的，這就是追求啟蒙的教育[18]。“有問題”的化學課堂，是在落實立德樹人根本任務的精神指導下，以“生成”和“開放”的課堂姿態，以探究為手段，以創造為目的，讓化學課堂回歸科學探究本義的，讓學生帶著問題去像科學家一樣開展獨立的或協作的、指向未知的或深刻的科學探究。雖然我們的課堂教學要以課程標準為既定目標，但也不能僅僅拘泥于既定目標，缺少“問題”的生成與解決，我們要充分捕捉課堂上的“未知”“意外”“反常”，充分挖掘課堂中的“生成”，讓學生擁有更為開放的課堂時空。我們的課堂不能是“去問題化”，而是“生問題化”的，不是對某個既定化學知識目標的“收斂”，而是對學科探究、學科理解的“開放”。

“有問題”的化學課堂，也是崇尚傾聽的平等對話的課堂，是充滿德性仁愛的課堂，是教師與學生、學科與生活、人與世界的和諧交融。是讓學生置身于自由、民主、科學的“學習場”“生命場”，有著充滿熱情的生命體驗、充滿挑戰的探究歷程、感受幸福的學習經歷。在“有問題”的化學課堂中，教師和學生是平等交流、充分尊重的合作學習的伙伴，教師是學生獨立思想的傾聽者、自由人性的啟發者和民主共生的營造者。在這里，學生勇于并且能夠提出自己獨特的觀點（大膽的假設、有證據的猜想）、思考的問題（哪怕看似異想天開的問題），協作性開展他們自己的探究和創造，并尋求證據進行解釋、佐證、批判、創新，也在傾聽與對話中實現溝通與合作能力、自主學習能力、表達能力等的發展和自我建構[19]。

2.4? 育“有問題”的學生： 在實踐應用中，提升學生學科理解

近幾年，我們的化工生產領域、日常生活中已經出現了多起與化學相關的重大事故，這或許不僅是簡單的生產安全問題，也更是基本化學知識的缺乏、化學風險防范意識的缺乏。反推到我們的化學課堂，教學的目標似乎只留下了“卷面分數”，往往忽視了化學的“社會分數”、學生的“成長分數”。比如，學習了甲烷的內容，學生是否理解并懂得了出現燃氣泄漏的正確處理方法，并遷移應用到其他的某些有機化工品的生產、儲存和使用的可能存在的風險;學習了氯氣的性質，是否能夠快速、科學地處理可能出現的氯氣槽罐車泄漏，是否初步學會含氯消毒劑的科學使用。

就學科來說，學科知識本質上不是學科事實，而是學科理解[20]。化學學科理解的達成，就是對真實化學問題的解決。實踐告訴我們，培育和形成化學學科理解的最佳途徑就是化學學科實踐或化學為中心的跨學科實踐，就是要在化學知識、化學思維的遷移應用和真實問題的分析解決中獲得。培育“有問題”的學生，是讓學生能帶著探求未知的好奇、帶著對生命和自然的敬畏，善于發現或提出生產、生活和科研等領域的問題，去學習化學的知識、思維和方法，通過學科深度探究或跨學科的實踐研究，逐步形成具有化學學科特質的思維方法，勇于并善于遷移化學知識去解決真實的化學問題或化學相關的社會議題，在問題的解決過程中，感受化學科學的社會價值和未來意義，體會“科學是把雙刃劍”的哲學意蘊，也正是在提出問題、分析問題和解決問題的過程中，培育和深化了化學學科理解，提升科學態度和社會責任感。

2.5? 探“有問題”的評價： 以創新為導向，倡導真實多元評價

我們已經越來越強烈意識到，學業質量評價不能是停留在“紙筆測試”的“分數”層面，不能是培養“高分低能的八股學習者”，不能是培養“精致的利己主義者”。《普通高中化學課程標準（2017年版）》中指出，“真實、具體的問題情境是學生化學學科核心素養形成和發展的重要平臺，為學生化學學科核心素養提供了真實的表現機會”[21]。學生核心素養的發展尤其強調學生的創新意識和實踐能力，而這些恰恰需要在真實的問題解決中或者創新作品中得以表現。“有問題”的評價，是一種基于真實評價理念[22]的評價方式，以創新創造為基本導向，創設真實而富有價值的問題情境，如真實的工業生產問題、日常生活實際、社會事件、化學發展史實、科技前沿等，在問題的分析解決過程、解決成果的作品（包括方案、模型、報告等）形成中，考察學生的化學知識掌握程度、化學學科理解程度，考察學生的化學知識遷移應用、溝通與合作、交流與表達，考察學生的反思與批判思維、創新意識與能力、社會責任意識。

3? 結語

教是為了不教。面向信息時代的需要和學生終身發展的需要，我們要轉變，要在學科教學中“立德”，在學科教學中“育人”，讓學生在真實情境下，開展以化學實驗為主的單學科探究或跨學科探究，以問題解決來實現化學學科理解的深度達成，實現學生發展核心素養的培育和提升。追尋教育的詩意遠方，我們一直在路上！

參考文獻：

[1][2]張紫屏. 論協作式問題解決[J]. 教育發展研究， 2016， （2）： 28～34.

[3][17]胡先錦. 基于“問題解決”的高中化學教學設計與實踐——以“氯氣的性質”一課為例[J]. 化學教學， 2018， （4）： 31～35.

[4]中國社會科學院語言研究所詞典編輯室編. 現代漢語詞典（第6版）[M]. 北京： 商務印書館， 2012： 795.

[5][美]約翰·杜威著. 伍中友譯. 我們如何思維[M]. 北京： 新華出版社， 2010： 35.

[6][美]格蘭特·威金斯， 杰伊·麥克泰格著. 閆寒冰， 宋雪蓮， 賴平譯. 追求理解的教學設計（第二版）[M]. 上海： 華東師范大學出版社， 2017.

[7][10][20]張華. 論學科核心素養——兼論信息時代的學科教育[J]. 華東師范大學學報（教育科學版）， 2019， （1）： 55～65， 166～167.

[8][12][15][21]中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學課程標準（2017年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018.

[9][14]胡先錦. 為理解而教： 課堂的應然追求——我們需要什么樣的化學課堂[J]. 化學教學， 2020， （4）： 33～37.

[11][13]吳星. 中學化學學科理解： 疑難問題解析[M]. 上海： 上海教育出版社， 2020： 1.

[16]郭元祥. 知識的性質、結構與深度教學[J]. 課程·教材·教法， 2009， （11）： 17～23.

[18]張華. 研究性教學論[M]. 上海： 華東師范大學出版社， 2010.

[19]胡先錦. 對2017年版普通高中化學課程標準的實踐與思考——我們需要什么樣的化學課堂[J]. 化學教學， 2019， （5）： 34～38.

[22][美]蒙哥馬利. 國家基礎教育課程改革項目組譯. 真實性評價——小學教師實踐指南[M]. 北京： 中國輕工業出版社， 2004.