對(duì)高中化學(xué)課堂教學(xué)發(fā)展學(xué)生解決問(wèn)題能力的審視與思考

陳向明

摘要： 關(guān)注解決問(wèn)題能力的形成與發(fā)展是素養(yǎng)為本的課堂教學(xué)顯著特征之一。分析當(dāng)今課堂教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題能力的現(xiàn)狀，論證解決問(wèn)題能力產(chǎn)生與發(fā)展的教學(xué)邏輯，闡述高中化學(xué)課堂教學(xué)發(fā)展解決問(wèn)題能力的幾點(diǎn)思考，提出如何優(yōu)化情境創(chuàng)設(shè)、強(qiáng)化主動(dòng)參與、構(gòu)建認(rèn)知模型等教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞： 高中化學(xué); 課堂教學(xué); 解決問(wèn)題能力

文章編號(hào)： 1005-6629（2022）05-0045-05

中圖分類號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

解決問(wèn)題能力是指能熟練地運(yùn)用所掌握的學(xué)科知識(shí)、觀念、規(guī)則及一定的程序方法等對(duì)真實(shí)復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行合理分析、提出解決方案并能實(shí)施方案的能力。高中化學(xué)課堂教學(xué)所關(guān)注的解決問(wèn)題能力側(cè)重于學(xué)生個(gè)體的創(chuàng)造思維能力、終身學(xué)習(xí)能力及未來(lái)有效參與社會(huì)活動(dòng)能力等。顯然，課堂教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題能力是發(fā)展核心素養(yǎng)的必然選擇。

1 審視培養(yǎng)解決問(wèn)題能力的教學(xué)現(xiàn)狀

不可否認(rèn)，多數(shù)高中化學(xué)課堂教學(xué)遵循了“問(wèn)題表征→制定解決計(jì)劃→執(zhí)行計(jì)劃→反饋監(jiān)控”的教學(xué)程序，但這只是關(guān)注學(xué)生解決問(wèn)題能力培養(yǎng)的外在表現(xiàn)，要真正落實(shí)解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，還須在各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)上有所作為。“知識(shí)→解決問(wèn)題能力”有其內(nèi)在的教學(xué)邏輯，只有把“問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與提出、知識(shí)遷移與應(yīng)用、活動(dòng)交流與評(píng)價(jià)”等教學(xué)環(huán)節(jié)做得更具體、更科學(xué)，才能有效促進(jìn)解決問(wèn)題能力的提升。然而，這恰恰是當(dāng)下高中化學(xué)課堂教學(xué)的軟肋。

1.1 教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)忽視核心問(wèn)題設(shè)計(jì)

培養(yǎng)解決問(wèn)題能力應(yīng)合理創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，以便幫助學(xué)生建立問(wèn)題解決的心理機(jī)制，而當(dāng)前課堂教學(xué)情境素材多見(jiàn)于事物的表象，偏向于情感、動(dòng)機(jī)和個(gè)性等非認(rèn)知要素，缺乏學(xué)習(xí)任務(wù)內(nèi)涵，不利于學(xué)生提出探究性學(xué)習(xí)問(wèn)題，更不利于學(xué)生表達(dá)解決問(wèn)題的訴求，也就無(wú)法形成解決問(wèn)題的思維過(guò)程。

案例1 “原電池”課堂教學(xué)，常見(jiàn)教師展示生日賀卡，發(fā)出悠揚(yáng)動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)聲，拆掉賀卡上的電池，音樂(lè)聲戛然而止，再將賀卡與水果電池相連，音樂(lè)聲再次響起，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈好奇感，然后探究原電池的工作原理、構(gòu)成條件、應(yīng)用。課堂情境創(chuàng)設(shè)選取了真實(shí)的生活素材，作為引課情境非常成功，但若以此情境來(lái)引導(dǎo)學(xué)生探究原電池的工作原理，則很難在實(shí)際生活問(wèn)題與化學(xué)問(wèn)題之間做好平衡，缺失生活情景問(wèn)題化，沒(méi)有給學(xué)生留下提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的空間。

問(wèn)題由學(xué)生提出才能增強(qiáng)解決問(wèn)題的內(nèi)驅(qū)力，缺少對(duì)問(wèn)題的提出、分析、解決、反思的學(xué)習(xí)歷程，學(xué)習(xí)往往處于淺表，創(chuàng)設(shè)這樣的教學(xué)情境并不能成為運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的有效載體。

1.2 課堂學(xué)習(xí)過(guò)程缺乏深度思維參與

能力總是與活動(dòng)共生，沒(méi)有活動(dòng)就沒(méi)有能力的產(chǎn)生[1]。課堂可以活動(dòng)為引領(lǐng)，在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解釋與論證、預(yù)測(cè)與選擇、分析與推理、辨析與評(píng)價(jià)，層層深入地探究、發(fā)現(xiàn)。確定緊扣教材核心知識(shí)、符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的任務(wù)，精心設(shè)計(jì)有邏輯層次的探究問(wèn)題，提出有思維層次的問(wèn)題鏈，能點(diǎn)燃學(xué)生探究的激情，在探究活動(dòng)中鍛煉思維，培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力。而當(dāng)下的化學(xué)課堂，大多基于“高效”的目的，任務(wù)呈現(xiàn)非常直接，問(wèn)題設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)單，過(guò)程往往疏于評(píng)價(jià)，缺乏深度的思維參與。

案例2 學(xué)習(xí)“氯氣的工業(yè)生產(chǎn)”時(shí)，許多教師會(huì)針對(duì)教材中原理裝置圖提出問(wèn)題： 氯氣在哪一極產(chǎn)生？陰極產(chǎn)物是什么？電極材料是什么？為什么？……原理的分析精準(zhǔn)到位。但按教材編寫意圖，真正要解決的問(wèn)題并非只是電解飽和食鹽水原理，更重要的是如何安全、低成本、高產(chǎn)率地量產(chǎn)氯氣。前面的設(shè)計(jì)以認(rèn)知的實(shí)現(xiàn)為中心，重視知識(shí)結(jié)論、研究結(jié)果的理解，忽視知識(shí)的形成過(guò)程，壓縮了學(xué)生學(xué)習(xí)的思維和探索活動(dòng)，弱化了學(xué)習(xí)、研究方法的啟迪和教育。留有如下遺憾： 解決問(wèn)題能力生長(zhǎng)發(fā)育的“胎盤”在哪？“棲息之地”在哪？“用武之地”在哪？顯然，這只是一種淺表性的學(xué)習(xí)活動(dòng)，對(duì)解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)與意識(shí)的形成幾乎沒(méi)有幫助。

解決問(wèn)題的過(guò)程應(yīng)把學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)、活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知方式與核心觀念、研究方法與探索精神等融為一體，這就需要深度學(xué)習(xí)。只有這樣，才能幫助學(xué)生形成正確的解決問(wèn)題的世界觀、價(jià)值觀與科學(xué)意識(shí)。

1.3 課堂教學(xué)缺少認(rèn)知模型提煉建構(gòu)

培養(yǎng)解決問(wèn)題能力必須以解決某一特定問(wèn)題為載體，教學(xué)過(guò)程中不能只盯著當(dāng)前問(wèn)題的解決，要打通解決同類問(wèn)題的思維脈絡(luò)，強(qiáng)化解決問(wèn)題方法的遷移或拓展。由于受到“考試指揮棒”的影響，教師多將學(xué)生學(xué)習(xí)視野鎖定在課本或與考試密切相關(guān)的問(wèn)題解決上，少有對(duì)學(xué)生解決問(wèn)題所需的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和認(rèn)知模型的提煉、建構(gòu)與訓(xùn)練，嚴(yán)重制約學(xué)生解決問(wèn)題能力的發(fā)展。

案例3 在“新冠”疫情背景下，引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題： 如何尋找消毒劑？教師本意是通過(guò)問(wèn)題解決過(guò)程，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的消毒劑，體驗(yàn)化學(xué)學(xué)科價(jià)值。在課堂實(shí)踐中，讓學(xué)生找出75%乙醇、H2O2、84消毒液、ClO2、漂白粉、高錳酸鉀等物質(zhì)，并按化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了歸納總結(jié)。這樣，看似解決了某些問(wèn)題，提升了學(xué)生解決問(wèn)題的能力。其實(shí)不然，這恰恰禁錮了學(xué)生的思維。培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力不僅僅是復(fù)制前人的經(jīng)驗(yàn)，而應(yīng)是能動(dòng)地進(jìn)行探究與創(chuàng)造，只有幫助學(xué)生形成開(kāi)發(fā)消毒劑的正確思路，才算是形成解決問(wèn)題的能力。

顯然，這里需要從“消毒”的本質(zhì)出發(fā)，以“蛋白質(zhì)變性”為中心議題，啟迪學(xué)生從“應(yīng)用范圍、物質(zhì)性質(zhì)、殘留處理、消毒效率”等維度構(gòu)建認(rèn)知模型，讓學(xué)生經(jīng)歷證據(jù)推理去構(gòu)建認(rèn)知模型的過(guò)程，獲得解決某一新問(wèn)題的思想武器。

2 解決問(wèn)題能力成長(zhǎng)的教學(xué)邏輯

解決問(wèn)題能力是個(gè)體在一系列學(xué)習(xí)活動(dòng)中圍繞問(wèn)題解決所表現(xiàn)出來(lái)的特殊能力，是問(wèn)題發(fā)現(xiàn)、問(wèn)題表征、策略選擇、執(zhí)行監(jiān)控、評(píng)價(jià)反思與遷移運(yùn)用等能力的綜合體現(xiàn)[2]。培養(yǎng)這種能力應(yīng)讓學(xué)生圍繞不確定結(jié)果的復(fù)雜問(wèn)題展開(kāi)認(rèn)知活動(dòng)，去提取知識(shí)、遷移知識(shí)、整合知識(shí)、提煉知識(shí)，以獲得解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)、構(gòu)建解決問(wèn)題的模型、遷移解決問(wèn)題的方法。為此，課堂教學(xué)關(guān)注學(xué)生解決問(wèn)題能力的成長(zhǎng)必須經(jīng)歷如圖1所示的教學(xué)程序。

由圖1不難看出，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，不僅要遵循課堂活動(dòng)程序，還要精心策劃課堂教學(xué)活動(dòng)方式，合理的活動(dòng)程序只有匹配合適的教學(xué)操作，才能有效落實(shí)解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。

2.1 情境整合是形成問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與問(wèn)題表征能力的前提

解決問(wèn)題能力的產(chǎn)生，離不開(kāi)事物、知識(shí)、方法三個(gè)要素。其中，事物通常借助教學(xué)情境素材呈現(xiàn)出來(lái)，是發(fā)展解決問(wèn)題能力的“種子”;知識(shí)是解決問(wèn)題能力產(chǎn)生的基礎(chǔ)，只有儲(chǔ)備一定的學(xué)科知識(shí)才有正確分析和識(shí)別問(wèn)題的可能性;方法是解決問(wèn)題的基礎(chǔ)性思維工具，只有具備分析、綜合、比較、抽象、概括、調(diào)控等方法，才能為解決問(wèn)題提供順手的工具。而將三要素融合起來(lái)并成為發(fā)展解決問(wèn)題能力的前提是教學(xué)情境。

究竟什么樣的教學(xué)情境能承載解決問(wèn)題能力的培育呢？必須符合三個(gè)條件： 一是情境能夠整合知識(shí)與事物。能讓學(xué)生從復(fù)雜陌生情境中提取解決問(wèn)題所需信息，找到解決問(wèn)題模型，并能把所學(xué)知識(shí)順利遷移到解決問(wèn)題的過(guò)程中;二是情境能夠整合知識(shí)與行動(dòng)。情境問(wèn)題要能通過(guò)所學(xué)化學(xué)知識(shí)去解決，學(xué)生通過(guò)知識(shí)運(yùn)用過(guò)程，可以檢驗(yàn)知識(shí)是否內(nèi)化，是否形成學(xué)科理解;三是情境能夠整合知識(shí)與方法。所創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題情境既不能是一個(gè)空洞的抽象事物，也不能是無(wú)代表性獨(dú)立存在的事物，要能天然地蘊(yùn)含解決問(wèn)題的思維方式、價(jià)值觀念及正確的思路和方向，要讓學(xué)生在處理情境問(wèn)題過(guò)程中表現(xiàn)出綜合力量。

案例4 對(duì)于“原電池”的教學(xué)設(shè)計(jì)，可用對(duì)比實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境： 在盛有同濃度、同體積稀硫酸的兩個(gè)保溫容器中，分別平行插入同質(zhì)量、同形狀的鋅片和銅片，一個(gè)用外電路連接鋅片與銅片，一個(gè)不連接。用傳感器多次測(cè)量溫度，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)前者溫度總是低于后者。自然引起學(xué)生認(rèn)知沖突： 為什么前者會(huì)造成能量“損失”？“損失”的能量又到哪去了？讓學(xué)生從能量轉(zhuǎn)化角度提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，并學(xué)會(huì)用能量轉(zhuǎn)化的學(xué)科觀念認(rèn)識(shí)問(wèn)題。同時(shí)自然引發(fā)學(xué)生深度思考： 電能的產(chǎn)生說(shuō)明有電子定向移動(dòng)，這種裝置中H+為什么“喜歡”到銅片表面去接受電子？為什么鋅片表面還是有少量氣泡？“鋅片上還有氣泡”說(shuō)明能量都轉(zhuǎn)化成電能嗎？還有哪些轉(zhuǎn)化形式？怎樣提高電能的轉(zhuǎn)化率？為什么電流表示數(shù)瞬間就減小？怎樣才能產(chǎn)生持久、穩(wěn)定的電流？經(jīng)過(guò)學(xué)生不斷的討論，層層分析推測(cè)，真實(shí)問(wèn)題不斷解決，最后自然推出減少同種離子的相互排斥作用，可用“橋”來(lái)解決，即引出“鹽橋”。

這樣的教學(xué)，不僅揭示了原電池原理，更重要的是讓學(xué)生提出了要解決的真實(shí)問(wèn)題，既可激勵(lì)學(xué)生尋找解決問(wèn)題的模型和路徑，又可訓(xùn)練學(xué)生的高階思維，提升思維品質(zhì)。

2.2 深度學(xué)習(xí)是提升策略制定與執(zhí)行監(jiān)控能力的途徑

許多學(xué)者研究證明，課堂教學(xué)中深度學(xué)習(xí)策略使用越頻繁，學(xué)生問(wèn)題解決能力越強(qiáng);主動(dòng)學(xué)習(xí)水平越高，學(xué)生問(wèn)題解決能力越強(qiáng)[3]。因此，無(wú)論我們采取何種路徑和方法培育學(xué)生的問(wèn)題解決能力，都必須高度依賴于深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)是追求知識(shí)理解、強(qiáng)調(diào)內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、用評(píng)價(jià)促成高級(jí)思維、探尋知識(shí)邏輯化的學(xué)習(xí)，是促進(jìn)學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中策略制定能力和執(zhí)行監(jiān)控能力的核心因素。

案例5 對(duì)于“氯氣的工業(yè)生產(chǎn)”的學(xué)習(xí)，應(yīng)將知識(shí)放在科學(xué)發(fā)展的背景中去看待、去認(rèn)識(shí)，站在人類的實(shí)踐、社會(huì)、歷史、文化的存在方式中來(lái)考慮問(wèn)題解決。教學(xué)從化學(xué)家舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣開(kāi)始，抓住“鹽酸→氯氣”實(shí)際上是氯元素由-1價(jià)到0價(jià)的本質(zhì)，結(jié)合怎樣降低成本、怎樣提高產(chǎn)率、怎樣做到量產(chǎn)等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，演繹推理到狄肯和洪特發(fā)明的“地康法”制氯氣，然后到法拉第電解熔融氯化鈉生產(chǎn)氯氣，再到瓦特電解飽和食鹽水生產(chǎn)氯氣等原理。

這是深度學(xué)習(xí)的一種表現(xiàn)形式，不僅給予學(xué)生更多的思考機(jī)會(huì)，豐富他們的思維活動(dòng)，為他們帶來(lái)解決問(wèn)題的全程性思維過(guò)程，而且促進(jìn)他們內(nèi)化遷移所學(xué)的知識(shí)，提升他們高階思維解決問(wèn)題的能力。

2.3 模型認(rèn)知是提升反思評(píng)價(jià)與遷移運(yùn)用能力的保障

能力是一種相對(duì)穩(wěn)定的個(gè)性心理特征，只會(huì)解決當(dāng)下問(wèn)題并不能算真正的解決問(wèn)題能力，只有把課堂學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)與方法延伸到能解決類似問(wèn)題或其他事物，才是我們所追求的解決問(wèn)題的能力。通過(guò)“認(rèn)知模型”與“模型認(rèn)知”活動(dòng)可將解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)與方法拓展和延伸到相近的、互相關(guān)聯(lián)的新情境中去，是形成具有可持續(xù)性的解決問(wèn)題能力的保障。以“元素及其化合物”為例，構(gòu)建“價(jià)-類”圖認(rèn)知模型幾乎是千篇一律的，且構(gòu)建這類認(rèn)知模型對(duì)學(xué)生構(gòu)建學(xué)科知識(shí)體系是有利的。但發(fā)展學(xué)生解決問(wèn)題的能力，僅構(gòu)建“價(jià)-類”圖認(rèn)知模型是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如何實(shí)現(xiàn)解決問(wèn)題能力的進(jìn)階與發(fā)展呢？這就需要構(gòu)建能夠增強(qiáng)學(xué)生解決問(wèn)題心智的認(rèn)知模型。

案例6 亞硒酸鈉是一種特殊醫(yī)藥，不僅可以預(yù)防克山病、大骨節(jié)病、冠心病等病癥，而且還是一種抗癌新藥。那么，亞硒酸鈉的醫(yī)用功效與哪些化學(xué)性質(zhì)有關(guān)呢？如何合理使用亞硒酸鈉呢？這類問(wèn)題是高中學(xué)生樂(lè)于解決的問(wèn)題，且在這類問(wèn)題解決過(guò)程中需要學(xué)生從化學(xué)角度去思考功效與性質(zhì)的關(guān)系，有利于發(fā)展學(xué)生用化學(xué)研究方法解決問(wèn)題的能力。如圖2所示，面對(duì)陌生物質(zhì)性質(zhì)，可引導(dǎo)學(xué)生從分類、結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)三個(gè)維度去分析[4]。

構(gòu)建這種認(rèn)知模型的真正意義在于實(shí)現(xiàn)“教是為了不教”。即運(yùn)用模型引導(dǎo)學(xué)生獲得可持續(xù)的解決問(wèn)題的能力，為終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3 發(fā)展解決問(wèn)題能力的實(shí)踐思考

課堂是培養(yǎng)解決問(wèn)題能力的主陣地。在課堂教學(xué)過(guò)程中，要不失時(shí)機(jī)地引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)學(xué)科知識(shí)、化學(xué)思維方法去解決生產(chǎn)、生活、科技中的真實(shí)問(wèn)題，以便學(xué)生體驗(yàn)解決真實(shí)問(wèn)題的歷程，從而獲得解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3.1 優(yōu)化情境創(chuàng)設(shè)，增強(qiáng)問(wèn)題解決意識(shí)

優(yōu)化情境創(chuàng)設(shè)就是要克服情境創(chuàng)設(shè)“漂浮”的教學(xué)現(xiàn)象，把“解決問(wèn)題”的技能與知識(shí)都沉浸到教學(xué)情境中，將教學(xué)目標(biāo)融入解決問(wèn)題的環(huán)節(jié)中，把學(xué)生的思維活動(dòng)置身于解決問(wèn)題的過(guò)程中。讓學(xué)生不斷地質(zhì)疑和試錯(cuò)、批判和反思，建立知識(shí)與情境、經(jīng)驗(yàn)與理論之間的聯(lián)系，學(xué)會(huì)像科學(xué)家一樣去思考問(wèn)題，最終實(shí)現(xiàn)提升解決問(wèn)題能力的教學(xué)功能。課堂情境創(chuàng)設(shè)的操作程序如圖3所示。

由圖3可見(jiàn)，發(fā)展學(xué)生解決問(wèn)題能力的課堂教學(xué)情境，必須具備易提取的中心問(wèn)題、便于教師引導(dǎo)、有意義評(píng)價(jià)和遞進(jìn)體驗(yàn)活動(dòng)四個(gè)屬性[5]。要想在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中提升問(wèn)題解決能力，就要讓學(xué)生能夠提出“可解決的問(wèn)題”。要保證學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的問(wèn)題，就必須有的放矢地培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)及提出和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，這是解決問(wèn)題能力形成的起點(diǎn)。

案例7 在學(xué)習(xí)“Fe3+與Fe2+轉(zhuǎn)化”課堂教學(xué)中，可選取某軋鋼廠生產(chǎn)流水線上“酸洗液”為教學(xué)情境，自然地激勵(lì)學(xué)生提出要解決的問(wèn)題： 廢液可否廢棄？師生共同參與“分析與檢驗(yàn)廢液的組成、設(shè)計(jì)廢液合理利用方案、探索廢液成分提純及印刷電路制作”等活動(dòng)，讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施、課堂交流與評(píng)價(jià)、認(rèn)知模型構(gòu)建與使用等過(guò)程，最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問(wèn)題的解決。

3.2 強(qiáng)化主動(dòng)參與，提高活動(dòng)思維含量

解決問(wèn)題一定是學(xué)生自身對(duì)學(xué)科知識(shí)的創(chuàng)新過(guò)程。教師不僅要將課堂活動(dòng)的主動(dòng)權(quán)歸還給學(xué)生，更要鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與、積極思考、勇于探索，用“激情+思想”去解決問(wèn)題。為此設(shè)計(jì)課堂活動(dòng)要考慮統(tǒng)攝學(xué)科知識(shí)、學(xué)科思維方法及適時(shí)活動(dòng)評(píng)價(jià)三個(gè)維度（如圖4所示）。教學(xué)過(guò)程中，可以采用討論交流和相互評(píng)價(jià)等形式，讓學(xué)生把“活動(dòng)目的-操作體驗(yàn)-解決思路-推理過(guò)程”敘述并操作展現(xiàn)出來(lái)，以發(fā)展學(xué)生的思維能力和表達(dá)能力。

案例8 在“Fe3+專題復(fù)習(xí)”教學(xué)中，學(xué)生圍繞“如何除去廢水中少量Fe3+問(wèn)題解決”展開(kāi)了實(shí)驗(yàn)探究，討論實(shí)驗(yàn)方案，課堂活動(dòng)如下。

學(xué)生1： 加入NaOH溶液產(chǎn)生沉淀而除去，因?yàn)镹aOH溶液試劑易得，操作也簡(jiǎn)單。

學(xué)生2評(píng)價(jià)： NaOH溶液無(wú)法除盡廢水中少量Fe3+，因?yàn)镕e（OH）3雖然難溶，但仍有一定溶解度，可以改用KSCN溶液。

學(xué)生3： 可以用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+，且靈敏度高！但加入KSCN溶液生成的是硫氰化鐵溶液，怎么除去？

學(xué)生4： 用鐵粉，轉(zhuǎn)化為Fe2+，回收Fe2+，變廢為寶。

學(xué)生5： 不可以，F(xiàn)e3+與鐵粉反應(yīng)是可逆的，況且回收少量Fe2+操作困難。

學(xué)生6： 加入硫化鈉溶液，F(xiàn)e3+既可被沉淀，又可被還原，能除盡。

師： 很好！請(qǐng)說(shuō)出沉淀是什么？有哪些產(chǎn)物？會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題？

討論還將繼續(xù)。

對(duì)于這樣的開(kāi)放性問(wèn)題，教師不必設(shè)置過(guò)多的信息，也不必給直接的提示，給予學(xué)生充分的參與活動(dòng)機(jī)會(huì)，允許學(xué)生設(shè)計(jì)多個(gè)問(wèn)題解決方案，融合交流評(píng)價(jià)，有利于學(xué)生大膽思考解決問(wèn)題方案的利弊。這就把課堂活動(dòng)主動(dòng)權(quán)交給了學(xué)生，讓學(xué)生直面自己的錯(cuò)誤并加以解決，不僅活躍了課堂氣氛，而且有利于學(xué)生深度思考、合作交流、思維發(fā)散、集思廣益，獲得更大的思維空間。

3.3 構(gòu)建認(rèn)知模型，提高解決問(wèn)題能力

構(gòu)建認(rèn)知模型是幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)、理解化學(xué)并形成用化學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的思維方式，而模型認(rèn)知?jiǎng)t是檢驗(yàn)認(rèn)知模型所蘊(yùn)含的解決問(wèn)題的思想方法及假想機(jī)制是否符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。為此，從解決問(wèn)題的思維角度來(lái)看，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生收集證據(jù)、進(jìn)行邏輯推理，形成有利于學(xué)生如何去想、如何去做的思維模型。

案例9 在“濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響”教學(xué)時(shí)，用單位體積內(nèi)分子數(shù)變化模型雖能很好論證“濃度越大速率越大”的結(jié)論，但并不能反映濃度變化倍數(shù)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率改變的關(guān)系。而構(gòu)建圖5所示的認(rèn)知模型，可激發(fā)學(xué)生從更理性的角度進(jìn)行模型認(rèn)知活動(dòng)，不僅有助于學(xué)生運(yùn)用認(rèn)知模型反思評(píng)估自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)和問(wèn)題解決過(guò)程，而且有助于實(shí)現(xiàn)知識(shí)與能力的可遷移，切實(shí)將素養(yǎng)培育落實(shí)到課堂教學(xué)中。

隨著社會(huì)的變革，具備良好的解決問(wèn)題能力是個(gè)體有效參與學(xué)習(xí)、工作以及主導(dǎo)自身生活的基礎(chǔ)。在未來(lái)學(xué)習(xí)中，解決問(wèn)題能力是學(xué)習(xí)結(jié)果所包含的核心元素，是學(xué)習(xí)與創(chuàng)新所需的核心素養(yǎng)之一。課堂教學(xué)中，還可結(jié)合學(xué)生個(gè)性認(rèn)知特點(diǎn)與不同的化學(xué)內(nèi)容來(lái)設(shè)計(jì)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)，把知識(shí)整合、問(wèn)題質(zhì)疑、過(guò)程批判、動(dòng)手操作、反思評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新等高階思維活動(dòng)協(xié)調(diào)起來(lái)培養(yǎng)問(wèn)題解決能力。誠(chéng)然，不是所有的教學(xué)都要指向問(wèn)題解決，在不同的認(rèn)知階段側(cè)重點(diǎn)應(yīng)該有所不同，問(wèn)題設(shè)置的學(xué)科角度、學(xué)科思路、深度和表現(xiàn)性水平要求也大不相同。

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