基于學科深度理解的問題鏈教學實踐探究

朱國雁

◆摘要：問題鏈課堂是一種深度學習課堂范式。問題鏈為導向的深度學習課堂完成從知識本位走向化學學科核心素養提升。基于深度理解的問題鏈教學是《物質結構與性質》課堂教學實踐研究的新切口。

◆關鍵詞：問題鏈;深度理解;素養提升

電離能是人教版選擇性必修2《物質結構與性質》的知識內容。以電離能為主體的深度學習過程，也是學生知識、技能、素養易版選擇性必修2《物質結構與性質》的知識內容。以電理論性強、學科難度大知識體系的深度學習方法。

一、問題鏈

問題鏈是依據化學學科知識，核心素養養成，把多個子問題，組裝為或并列、或遞進的組合問題的學科深度理解教學新范式。依據學生的已有知識或經驗，化學學習過程中將要產生或可能產生的困惑，將知識轉換成為層次鮮明、具有系統性的一連串的教學問題;是一組有中心、有序列、相對獨立而又相互關聯的問題。

二、教材解析

電離能是《物質結構與性質》（人教版2019）第一章原子結構與性質的內容。電離能是在必修課程學習多種元素周期律知識之后的元素周期律的進一步學習和提升。也是學生對元素周期律的深度學習、深度理解過程。

三、學情分析

電離能是高二學習的知識，隸屬于學生已有的元素周期律知識體系。學生已經具備基礎元素周期律的知識。分3個層次學習電離能知識，第一層次，認識元素的第一電離能等元素性質的周期性變化;第二層次，能從電子排布角度對第一電離能的周期性變化進行解釋;第三層次，促進對結構與性質關系的理解。

四、核心素養指向

電離能深度學習過程，指向宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知等多維度化學學科核心素養。從核心素養水平1、2提升至水平3甚至水平4。宏觀辨識與微觀探析素養水平1中提及，能聯系物質的組成和結構解釋宏觀現象，到素養水平2能從物質的微觀結構說明物質電離能的共性和差異及其原因，解釋電離能變化的規律，再提升至素養水平3、4能根據物質的微觀結構，描述和預測電離能可能變化和規律。也有證據推理與模型認知素養的有水平1、2至水平3、4的提高和升華。對電離能的變化模型，能對模型和原型的關系進行評價和改進。電離能的深度學習過程，既是知識深度理解過程，又是化學學科素養生成、提升、夯實過程。教師要引導學生通過對知識的探究來提高能力，促進學生通過獨立思考和合作探究的方式來掌握知識，活躍思維，提高學習能力。

五、學科深度理解的問題鏈教學策略

問題鏈的深度學習課堂是伴隨著多維度學科素養生成的深度理解課堂。問題鏈課堂的深度理解是觸及知識本質，伴隨理解、應用、分析、評價和創造等高階思維活動的教與學。學生通過學習而逐步形成正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。問題鏈的深度學習課堂以問題鏈探學、問題鏈導學、問題鏈研學三種策略進行探究。

1.指向知識本原的問題鏈探學策略

【案例一】第一電離能教學片斷

【問題鏈1.1】什么是第一電離能？

【生】氣態電中性基態原子失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需要的最低能量為第一電離能。

【問題鏈1.2】第一電離能有哪些特點？它表現出來的樣子是怎樣的？

【生1】氣態電中性基態原子;失去一個電子。

【生2】生成氣態正離子

【梳理歸納】第一電離能特點：氣態電中性基態原子;失去一個電子;生成氣態正離子

【問題鏈1.3】除了第一電離能之外，還有第二電離能、第三電離能……他們之間有什么關系？

【生】第一電離能、第二電離能、第三電離能直接沒有直接聯系，逐級增大。

設計意圖：問題是活躍學生思維的“導火索”。教師通過問題會啟迪學生的智慧，點燃學生的主動性，促進學生通過主動思考的方式來分析知識，總結規律，建構知識框架，實現學生對知識的理解和認識。在知識講解過程中，教師設計了一個問題鏈，此問題鏈共包含3個子問題。每一個問題都會促進學生進一步思考，實現學生深度理解電離能知識。教師在帶領學生思考過程中可以設置“第一電離能基本概念→第一電離能特征→第一、第二、第三電離能”的深度學習過程，激發學生的主動性，活躍學生的思維，促進學生通過發散思維的方式來探究知識，在主動建構中形成知識體系。學科知識由一般到特殊，由特殊到一般的深度理解過程。其中蘊含宏觀辨識與微觀探析和證據推理與模型認知各級水平核心素養的積累、提升。

2.梳理知識機理的問題鏈導學策略

【案例二】第一電離能變化規律教學片斷

觀察圖1，思考下列問題。

【問題鏈2.1】分析同周期元素第一電離能的變化規律。

【問題鏈2.2】找出同主族元素第一電離能的變化規律，并舉例說明。

【梳理】第一電離能的周期律

設計意圖：此問題鏈片斷為第一電離能周期性變化學習片斷。通過問題鏈的方式，學生的思維處于主動狀態，改變了課堂被動接受知識的傳統學習狀態。課堂學習不再是“填鴨式”教育，學生的能力得到了鍛煉。在該學習過程，學生會認識到本課知識與高中化學主干知識元素周期律深度鍥合，通過知識的正向遷移，學生的思維會處于躍躍欲試狀態。學生會認識到第一電離能和電負性，是《物質結構與性質》模塊重要知識體系，也是元素周期律知識系統重要拼圖。這些知識會促進學生建構出屬于自己的知識框架，在主動建構中完善認識，提高理解。探究中，學生會以圖形、圖像變化，分析第一電離能，促使證據推理與模型認知的素養水平達到水平3，能從定性與定量結合上收集證據，并能得出合理的結論。基于證據推理的思維模型有很好的遷移和變通性，學生在創新實踐中有原型支撐、模型指導，甚至在新的情境中建立新的高級規則和理論，體現了分析、綜合、評價以及創新等高階思維水平。以教材圖像為切入的問題鏈，也是以變化觀念和平衡思想、科學探究與創新意識等為導向的深度學習策略。學生通過主動思考，對微觀變化和宏觀現象也會形成客觀性認識，在主動建構中深化對知識的理解和認識，形成對知識的客觀性理解。

3.構建知識框架的問題鏈研學策略

【案例三】第一電離能綜合應用教學片斷

【問題鏈3.1】以第三周期元素第一電離能為例，分析第一電離能變化的特殊性。

【生】圖中顯示Mg、P的第一電離能特別高。（高于前后元素的第一電離能）

【問題鏈3.2】思考第三周期元素第一電離能特殊性與其原子結構的關系。

【問題鏈3.2.1】請寫出Mg、P的價層電子排布式。

【問題鏈3.2.2】思考Mg、P原子結構與第一電離能升高的關系。

【生1】Mg基態原子最外層3s為全滿狀態，結構相對穩定，第一電離能高。

【生2】P基態原子最外層3p為半滿狀態，結構相對穩定，第一電離能比S高。

【問題鏈3.2.3】歸納圖中其他各周期ⅡA族、ⅤA族元素第一電離能的特殊性。

【問題鏈3.3】（2020全國卷I 第35題節選）Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能（I1）如表所示。I1（Be）> I1（B）> I1（Li），原因是 。

【參考答案】Li、Be、B同周期，核電荷數依次增加。Be為1s22s2全充滿穩定結構，第一電離能最大。與Li相比，B核電荷數大，原子半徑減小，第一電離能增大。

設計意圖，這是第一電離知識體系的構架環節，3個問題鏈構成完整的問題鏈深度學習、第一電離能學科知識的深度理解。學科理解既有宏觀層面對學科本身的整體理解，也有較為微觀的對具體學科知識和思維方式的理解。運用第一電離能的特殊性，找到結構決定性質的依據，既有宏觀辨識與微觀探析、又有證據推理與模型認知等核心素養的夯實。問題鏈3.3也是科學探究與創新意識的體驗和沉淀。此問題鏈達成了電離能知識框架的完備構建、電離能知識的深度理解，化學學科素養的養成夯實。在問題鏈的指導和帶動下，學生會活躍思維，想到自己已有的知識，主動建構知識框架和知識網絡，形成自己的客觀性認識和理解。學生在課堂探究過程中會主動進行宏觀辨析和微觀探究，尋找有效的證據和模型進行認知，實現學生探究能力的提高。學生對知識的理解就是通過對問題鏈進行深度探究實現的，在不斷地深度探究中，學生會形成對知識的深度理解和認識，內化知識，提高學習能力。

六、結語

問題鏈深度理解課堂立足于學生適應現代生活和未來發展的需要，充分發揮化學課程的整體育人功能，構建發展學生化學學科核心素養。問題鏈的化學課堂是以知識深度理解的化學課堂。問題鏈的深度理解課堂是化學課堂新范式。

參考文獻

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[2]王偉.基于學科理解的高中化學教師“原電池”教學表現研究[J].化學教學，2021（06）：10-15.