黃貴林



摘要:分析了以問題驅動教學為研究《水溶液中的離子平衡》在高三化學中的運用,主要說明如何發展學生化學核心素養與問題驅動教學形成與發展。
關鍵詞:問題驅動;核心素養;教學內容
一、問題提出
2018年教育改革最新發布的《普通高中化學課程標準(2017年版)》中明確提出:中學化學學科核心素養包括 “宏觀辨析與微觀探析”、 “科學探究與創新意識”、“科學態度與社會責任” [1]等幾個方面。隨著教育改革的深化,化學學科核心素養的培養已成為中學化學的教學目標、育人要求;教學過程中如何培養學生化學情操,如何激發學生思考等問題是我們亟待解決的重點問題。隨著國家人才選拔和高考命題方向而變化,教學不再是講考點的固定模式,而應該含有培養學生分析問題,增加學生的課堂參與度和培養學生化學興趣,培養學生的動手能力,提高化學課堂教學效率。
二、文獻綜述
“問題驅動”教學是以現代教學和建構主義理論為依托的一種教學模式,其思想來源于我國教育思想家孔子的“不憤不啟,不悱不發”的教學思想。
自20世紀50年代中期美國醫學教育改革先驅Barrows教授首次將此模式應用于教學實踐;W問題驅動的核屯、訴求和目的是解決問題,在此理論基礎上,哲學家John Dewey提出典型的問題解決路徑。“問題驅動”比較系統的在教學領域中運用是在20世紀80年代初,G.波利亞在《如何解決》一書中提出在數學領域采用“問題驅動”教學;皮亞杰、斯卡特金等人進行深入研巧,使問題驅動理論得到進一步發展,對當代教育產生極大影響[2]。
現代教學理論認為,學生獲取知識不完全是靠教育者教,而是不同的學習情境下,學習者借助長者的幫助,利用學習資料,通過意義建構的方式獲得的[3]。不管是新知識的獲取與舊知識的歸納、總結,都是通過意義建構才能獲得新的知識。
問題驅動教學己逐步滲透運用于物理、數學、語文等學科,對提升教學、學習效率起到了積極的促進作用。 在化學學科教育的研究中問題驅動教學的運用至關重要,目前研究側重點是針對高一高二學習過程和思維過程,學習過程和思維過程是一個不斷“生長”問題和解決問題的過程,即起源于對問題的開發,終于對問題的解決。但是目前對問題驅動教學的運用過于形式化和簡單化,并且在高三教學過程中的研究領域相對較少。問題驅動式教學其目標和任務在于驅動學生積極主動地去參與學習的全過程,教會學生提出問題、發現問題,分析問題、解決問題的一種能力,充分挖掘學生的各種潛能,營造良好的學習氛圍,打破傳統教學模式,通過設計合理的問題,鼓勵學生積極探索,提高學習效率。
三、問題驅動教學實施策略
3.1 取材于高考,心中有考試大綱
筆者對2018-2020年全國統一高考化學試題進行分析和總結,發現《水溶液中的離子平衡》板塊的內容涉及以下方面:
一是在生活方面的運用,鹽類水解問題是生活中水處理劑原理,也是學生最接近現實生活的現狀,以2018年全國1卷的化學第五題出現了三氯化鐵水解問題;在2018年全國3卷的化學部分第一題,考察了泡沫滅火器的滅火原理及酸堿中和滴定原理等都與實際生活非常貼近。
二是在實驗考察問題方面,主要考查的是酸堿中和滴定;沉淀滴定等操作,滴定圖像分析、溶液pH的測定,強酸與弱堿或者弱酸與強堿的判圖像分析等,對2018-2020年貴州省高考全國卷化學試卷進行了統計分析,總結如下表所示:
通過上表分析得出,2018年至2020年全國卷選擇題考察重點考查了鹽類水解問題,滴定曲線問題,弱酸弱堿變化曲線問題,都貼近于生活,選題于生活,靈活度高,應變能力強,有助于挖掘學生的創新潛能。
三是在工藝流程方面,目前全國卷會把水溶液中離子平衡,沉淀溶解平衡以及溶解度問題與工藝流程巧妙結合,筆者對近三年全國卷試題進行了總結如下表:
通過對試題分析這類試題對學生來說確實困難,工藝流程在高考中相對于化學反應原理和實驗題,這個題的得分率遠低于實驗題和反應原理題,但是再難也有突破口和題眼,而全國卷工藝流程重點考查學生對礦石的預處理,要求學生對元素及其化合物性質的掌握,學會分析試題,會書寫離子反應,同時還要求學生掌握水溶液中離子平衡知識,包括弱酸弱堿電離平衡及圖像分析,稀釋原理;酸堿中和滴定,沉淀滴定,氧化還原滴定,滴定終點的判定。掌握溶解度和Ksp的計算和鹽類水解,雙水解問題的應用,讓學生知道工藝流程問題的處理就是與實際工藝和化工工業息息相關的,就是在處理生活問題,題材來源于生活。
四是特殊問題特殊對待,近年來教育受到網絡信息化的影響,新高考命題形式發生了轉變,高考試題信息量變大,以水溶液中離子平衡為例,例如在2020年全國二卷理科綜合的26題化學,此題出現電化學,弱酸電離,含氯氧化物的性質探究,試題考查方式多元化和現代化。所以學習者不應局限于教材,還應該擴大網絡信息量,但題目創新離不開化學教材。教材是學生獲得知識,形成方法的有效途徑。
綜上所述,《水溶液中的離子平衡》板塊是構成高中化學重要的教學內容,是構建高中化學學科的重要基礎和骨架,所有的原理應用、計算等都是從掌握基礎知識作為出發點。在高三化學復習的過程中,應該以高考考試大綱和命題為方向,堅持以學科基礎知識為本,更加關注高考考題的動向。以教材作為知識的生長點和出發點,培養學生獲取知識和分析問題的能力,挖掘學生的潛能,幫助學生建立知識網絡,從而形成完備的知識體系,實現生活與考題相結合,做到理論聯系實際,在此過程中圍繞化學學科核心素養,關注弱電解質及其電離分析,水解平衡分析,酸堿中和滴定,沉淀滴定,氧化還原滴定,以及Ksp的計算求PH等,在《水溶液中的離子平衡》板塊中涉及的“宏觀辨析與微觀探析”、“科學探究與創新意識”要求,結合《化學反應原理》的內容,形成自己獨特的學習觀。
3.2搭建知識網絡,形成獨特學習觀
學生學習時教師應扮演組織者和引導者,課堂教學強調學生學習積極、主動,所以在復習時要創造情境激發學生對知識學習的興趣。多培養學生利用所具備的知識去處理某一情境中的問題,并發現新的問題,進一步探究,從而形成螺旋式上升,做到教材與考綱的無縫銜接。基于以上情境我設計以下教學模式:
所以在化學復習中做學生的良師益友,強調教學的主體是學生,而教師只是一個引路人;幫助學生建立知識體系,這樣不僅提高學生知識儲備,還可以調動學生學習化學的樂趣和興趣,因此在教學組織上采用以層層遞進的形式,建立知識脈絡為主線的學習,教學做到考點對應,教育者以高考真題為素材,來檢驗學習者學習效果,進而通過以“高考題材—問題—解決問題—提升”這樣的形式開展教學。
3.3關注核心,尋找突破
問題驅動式教學在教學實施過程中主要是問題的設置,如何巧妙的設置問題,也是衡量課堂教學質量重要指標,同時也是調動學生學習主動性和積極性。關于問題設置,這就要求教師教學對知識的把握程度和開發學生的智力。大數據時代,試題信息量大,試題靈活性強,需要學生的應變能力和思維能力。所以問題驅動性的設計,必須做到知識問題化、能力過程化、難點分步化,做到層次分明,點面對應,懂得類比學習[4]。問題的設計要體現新穎,目的明確,要讓學生明確學什么、怎樣學等問題、如何調動學生思考,該怎樣思考應遵循以下原則:
(一)堅持科學性與教育性
問題驅動應做到科學性與教育性,問題的設置要符合高三學生的發展水平,要以學生的“認知水平”為依托。盡量做到微觀問題具體化,宏觀問題理論化,問題設置要合理,問題設置太難容易挫傷學生學習積極性,問題過于簡單不利于學生能力發展水平,設置問題要難易適中。所以問題應體現教育性和科學性。
(二)驅動性問題要以理論與實踐結合
實踐是檢驗真理的唯一標準,高考試題考查知識運用和靈活變通,而在工藝流程題中物質除雜問題;阿伏伽德羅常數的計算,金屬陽離子除雜常用的是調PH法,這是運用金屬陽離子對應的氫氧化物的溶解性進行除雜,實際就是鹽類水解問題。在實驗運用方面考查了水溶液中離子平衡問題,例如弱根離子的水解,弱酸弱堿的電離,沉淀溶解平衡移動,酸堿中和滴定等的綜合考查。
(三)驅動性問題的設計要以方法為基礎
學習方法是與學生個人習慣有關,但好的學習方法可增強效率,例如水溶液中離子濃度大小比較問題的分析方法以CH3COONa溶液為例分析
CH3COONa == CH3COO- + Na+
H2O H++OH-
CH3COO-+ H2OCH3COOH + OH-
結合以上分析CH3COONa在水溶液中完全電離,理論上CH3COO-和 Na+的濃度相等,但CH3COO-屬于弱根離子,在水溶液中會發生水解顯堿性, H3COONa溶液中離子濃度大小關系為C(Na+)> C(CH3COO-)> C( OH-)>C( H+)。不管是單一溶液還是混合溶液的離子濃度大小問題,首先是電離和水解分析,其次是判定電離和水解進行的程度,進行程度大的離子濃度大,逐步分析,形成思維體系,不要盲目的去理解,做到方法有當,形成自己的學習方法和做題方法。問題驅動性要做到啟發性、探究性和運用性。要引導學生根據原有知識生長出新知識,學習過程應該是發現問題,解決問題,建構知識和運用知識的過程,這樣才有助于學生對問題的探究。
不能把探究性教學過程簡單看做是教師提出問題、分析問題、解決問題的過程,是在教師的啟發和引導幫助下,讓學生能主動的去發現、思考和解決問題,在發現問題中揭示問題、產生新的思維活動促進新知識的生長。教師在備課時要做到揚長避短,要設計好問題和充分考慮在教學過程中可能出現的各種意外情況,這也是驅動性問題教學是否取得好的教學效果的關鍵所在。學生是發展中的人,學生具有其自身的獨特性,這就是教師教學的創造性,期待每一位學生能在驅動性問題教學吸取寶貴經驗,學習不是簡單的學習知識,而是在在學知識中形成一種獨特學習觀和態度,做到理論實際結合,懂得知識遷移,在學習中多問為什么,這才有利于自身的成長。
參考文獻:
[1]杜開顏. 基于核心素養的高中化學問題教學法探析[J]. 福建基礎教育研究, 2018, 000(005):108-110.
[2]馬利娜. 基于智慧課堂的中職《計算機基礎》微課程的設計與實踐[D].
[3]羅桂瓊. 基于SCOSM自適應遠程教學系統研究[D]. 中南大學.
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