基于學科問題探究 提升學生核心素養

商桂蘋

普通高中《化學課程標準》（2017年版）素養4科學探究與創新意識：認識科學探究是進行科學解釋和發現、創造和應用的科學實踐活動;能發現和提出有探究價值的問題;能從問題和假設出發，依據探究目的，設計探究方案，運用化學實驗、調查等方法進行實驗探究;勤于實踐，善于合作，敢于質疑，勇于創新。如何利用化學課堂，培養學生的科學探究與創新意識？應該首先從科學認識過程與探究教學法說起。

一、化學課堂問題探究教學的理論基礎

1.科學認識過程

（1）基于事實提出一個研究問題;

（2）基于問題建構一個假設，該假設用于解釋提出的問題;

（3）根據假設預測新的事實;

（4）實驗驗證，新事實如果支持假設，成為新的理論;如果不支持假設，意味著假設要進行修改或者放棄。

探究教學法

20世紀50年代，著名生物學家、課程專家施教授在“教育現代化運動”中提出了“探究式學習”并逐步推廣應用，施教授的“生物科學探究模式”和薩教授的“探究訓練模式”影響至今。

薩教授將探究式教學分成五個階段：（1）面對問題階段;（2）搜集資料—確認階段;（3）搜集資料—實驗階段;（4）組織并提出解釋階段;（5）分析探究過程。

3.科學認識過程與探究教學法共同點

（1）都起源于問題

（2）注重實驗事實和證據

由此，我們發現探究教學法符合科學的認識過程，更適用于自然科學學科的教學，尤其適用于化學學科教學，因為化學是以實驗為基礎的一門科學，而化學實驗又是為研究提供事實與證據的最佳途徑。但是探究教學法中的學生學習的過程與真正的科學認識過程又有所不同，探究教學法更注重交流過程（師生、生生）。

新課程倡導教師為主導與學生為主體的教學，即還學生主體地位。探究教學法中提倡教師為學生的學習提供情境素材，主張教師為學生的學習提供引導和幫助，主張學生是新知識學習和建構的主體。

二、化學課堂問題探究教學的基本環節

問題探究教學是指在教師的指導下，學生以小組合作的形式，模擬科學認識過程，按照科學的思維方式和研究方法，對相關問題自主進行研究以達成學習目標的課堂教學組織方式。該模式強調研究的過程就是學習的過程，研究的成果就是學習的結果。目的是讓學生按照科學的研究方法，小組合作自主構建化學知識，實現在研究、交流中學習化學的目的，使學生不僅掌握化學知識，同時能夠體悟到化學學科的內在規律和研究方法。問題探究教學以建構主義學習觀和探究法教學為理論基礎，設計了六個環節：（1）提出探究問題（2）設計探究方案（3）科學論證方案（4）合作探究實踐（5）分享交流成果（6）總結提升成果。

很顯然，六個環節中高質量的問題是決定問題探究教學成敗的關鍵。由于該方法是一種模擬科學認識過程的學習行為，不同于真正的科學研究，也不同于研究性學習，因此，“問題”要體現以下特點：

1.教學內容中的核心問題。學生經過對核心問題的探究（推理、實驗、交流······）不僅能獲得本節知識，還能掌握一定的化學規律或原理，習得同類知識研究方法。

2.有探究的價值。缺乏思維含量的探究不是真正的探究，是為了探究而進行的虛假探究，激不起學生的探究欲望，更談不上培養學生的科學探究和創新意識了。所以“問題”一定要有一定深度，有深度才有探究的價值。

3.源于學生原有認知。“問題”源于學生的原有認知，才有探究的起點;但是“問題”又要高于學生的原有認知，因為這樣才有探究的必要和價值。

三、化學課堂問題探究教學的“問題設計”

化學課堂問題探究教學中的“問題”是學生進行自主建構的有效學習的關鍵。用于組織探究的核心問題首先要體現探究的價值，能突出學習內容;其次還要有探究的必要;同時還要照顧學生的已有能力和水平。

1.源于真實的情境，引導學生提出

例如，山西省某中學姜山老師在進行《金屬的化學性質》教學設計時，采用了一則真實的新聞信息引入新課，促使學生提出問題。姜老師引用了《中國石油報》上刊登的“熱化學及其壓力脈沖新工藝”，原文如下：科學家開發了一種油井熱化學處理工藝，就是將包覆有鉛皮的鈉棒放置于井底產油井段，然后使鉛皮破裂，從而降低原油層的含水率，并將原油中固體成分：如膠質、瀝青質和石蠟等熔化。有效提高油井產量，成為油井增產“利器”。

2.去情境化，從舊知識中引導學生提出

例如，天津市某中學的趙老師在設計《金屬化學性質》一課時，趙老師的引入沒有設置任何情境，他采用了將新知識被舊知識“包裝”起來的做法，讓學生在拆包裝的過程中發現并提出問題。設計如下：學生回憶初中化學學習的金屬通性，與氧氣反應、與酸反應、與鹽的置換;引導提出，鈉是一種金屬，是不是應該具備以上三個通性呢？學生合作進行實驗，發現鈉與氧氣、鹽酸、硫酸銅溶液反應情況與鐵都有所不同，尤其是鈉與硫酸銅溶液的反應現象更是顛覆學生的原有認知。于是學生順理成章提出“鈉與水反應？”“鈉與氧氣反應條件？”等探究問題。

以上兩種方法中探究問題都源于學生，這樣的設計讓探究出于必然。源于學生可以是如趙老師巧妙的設計使“問題”從學生已有經驗中來?？梢允侨缃蠋熅倪x取和設計的真實的情境中學生發現中產生。因為學生自己發現了問題，心中有了疑問，所以探究便成為一種渴求，實驗成為必要的一種手段。在這樣的課堂里，學生舊有經驗和新的發現得到了充分的尊重，為探索新知提供了基礎和動力;而學習的結果又大大充實了其原有的認知，滿足了其新的發現。