核心素養下的初中化學問題探究式教學探索

楊武

［摘 要］問題探究式教學主要引導學生結合問題內容，開展自主探究或合作探究活動，主動探究問題結論和問題解決方法。將問題探究式教學運用于初中化學課堂教學，不僅迎合義務教育課程標準提出的核心素養培養要求，更有助于學生構建完整的化學知識體系。教師應在掌握問題探究式教學設計原則的同時，根據教學目標和學生學情，設置不同層次的問題，引導學生進行問題探究，從而啟發學生思維，發展學生的核心素養。

［關鍵詞］核心素養；問題探究式教學；初中化學

［中圖分類號］ ? ?G633.8 ? ? ? ?［文獻標識碼］ ? ?A ? ? ? ?［文章編號］ ? ?1674-6058（2023）02-0080-03

初中化學課程著力培養的核心素養主要包括化學觀念、科學思維、科學探究與實踐、科學態度與責任。從初中化學知識特點來看，僅憑單一的教學活動，很難達到核心素養培養要求。以問題導學的方式，落實問題探究式教學，不僅可以促進學生化學思維的形成，更能培養學生求真的科學態度，發展學生的核心素養。為此，有必要將問題探究式教學融入初中化學課堂教學中，以核心素養培養為前提，細化教學策略，提出教學任務，設計教學問題，使每位學生均能在問題探究中實現自主學習能力、化學思維能力以及核心素養的全面提升。

一、核心素養下初中化學問題探究式教學的層次

（一）感知層次

感知層次教學意在基于學生學習過程中的認知水平，從既定概念角度引導學生分析問題，并讓學生從事實角度對知識形成客觀的認識。

在該層次教學中，教師應立足學生學習的客觀規律設計問題，以此導入教學情境，再通過“教師演示—學生分析—找到解決問題的邏輯思路”實現教學與引導。如教師在講授氧氣的物理性質時，可展示一個空瓶，并引導學生思考“其中是否存在氧氣”，促使學生主動展開思考。需要注意的是，在這一過程中教師需要考慮每個問題設計的具體內容，并從學生能理解的角度展開引導，迅速將學生帶入到知識的學習情境中。

（二）理解層次

理解層次是問題探究式教學中的第二個層次，也是使學生對將要學習的知識進行進一步分析、逐漸理解掌握知識的階段。就該層次的教學而言，其目的在于引導學生學習、理解和掌握知識，而并非死記硬背知識，因此在該層次的教學中教師的引導探究尤為重要。

教學中，教師應從知識歸納整理的角度，根據學生的思維水平和認知深度來設計問題，以此助力學生的學習和理解。如在教學如何鑒定溶液是否飽和時，教師可通過展示成品的方式引導學生理解概念，通過可視化、可操作的活動引導學生在探究問題的過程中理解知識。

（三）綜合層次

相對理解層次教學，綜合層次教學中提出的問題需要學生在思考的過程中加入自身的理解和進行延伸拓展。簡而言之，綜合層次教學中學生已經初步掌握理論知識，但還缺乏舉一反三的邏輯推理能力與思考能力。結合初中化學課程著力培養的核心素養展開分析，該層次教學主要促進學生在探究中逐步掌握知識并不斷拓展思考，把握知識的本質以及與相近知識的區別所在。如在分析濃硫酸與濃鹽酸的教學中，教師應基于學生對濃硫酸、濃鹽酸的理解展開引導，進而加深學生對二者本質區別的掌握。

（四）應用層次

應用層次的教學強調將知識應用與實際生活相聯系，符合核心素養導向下的教學邏輯。就該層次的教學而言，已由知識型教學轉變為“認知知識—了解知識—分析知識—應用知識解決問題—進一步拓展提升”的應用型教學。應用層次教學的問題多來源于實際生活，教師從日常生活中提出問題并嘗試引導學生從化學的視角去解決。

該層次教學更偏重于實際應用，即教師在引導學生學習時更重視學生對知識的拓展與遷移應用，通過問題引導學生探究，進而考查其能力。如設置“在丟失標簽的條件下分辨濃硫酸與濃鹽酸”活動，通過學生在活動中的表現，分析并評價學生的應用能力，明確下一階段應鞏固知識抑或是進一步拓展知識。

（五）探究層次

探究層次教學偏重于拓展延伸，在強調探究性、開放性的同時立足于知識基礎，即根據學生已有的知識，引導學生從擬定的實際情境中尋找、探究問題的答案。從邏輯角度分析，若學生能夠完成上述四個層次中的問題的探究，教師可由此進一步實現拓展探究，并將知識前后連接，引導學生進一步深入學習，進而使學生認識到知識的內在聯系。

二、核心素養下初中化學問題探究式教學的實施

（一）教學分析

在實施問題探究式教學前，教師需要圍繞課標要求與教材內容對學情、教學目標以及教學重難點進行分析，以確保教學活動的順利開展。下面以“質量守恒定律”的教學為例進行教學分析。

1.課標要求

借助實驗探究的方式，通過問題導學使學生明確化學反應中的質量關系，引導學生從微觀層面形成對質量守恒定律的理解。

2.教材內容分析

“質量守恒定律”是科粵版化學九年級上冊第四章第三節的內容，是對前幾個章節的知識點（包括分子、原子結構）的深層次解讀，同時也為后面課程（包括化學方程式的配平和計算）的學習打好知識基礎。結合教材內容分析深化學生對知識內容的理解，引導學生從“定性認識層面”上升至“定量認識層面”，可實現由低階思維向高階思維的轉變，且實現從定量角度對化學現象的探究，更有利于學生對化學客觀規律的掌握。

3.學情分析

九年級學生大多具備一定的知識基礎，掌握了能量守恒概念，形成了生態平衡觀念，學會如何從微觀層面進行分析，知道原子在反應前后不會出現數量變化。但從核心素養層面來看，九年級學生的科學思維、科學態度尚未成熟，對物質之間的質量關系依然處于感性認識層面。

4.教學目標

核心素養下的“質量守恒定律”一課的教學目標主要有三個：其一，借助實驗探究，了解質量守恒定律的含義，形成化學觀念。其二，學會立足微觀層面對質量守恒定律中的原子變化規律進行具體分析，鍛煉科學思維。其三，能夠結合質量守恒定律對生活中的化學現象進行解釋。

5.教學重難點

教學重點：“質量”在質量守恒定律中的含義；形成“質量”與“化學反應”關系認知模型。

教學難點：從微觀角度對質量守恒定律進行分析。

（二）教學實踐

在教學實踐前，教師還需圍繞核心素養、教學內容、教學策略制訂教學過程表（如表1），清晰展現教學實施計劃。通過教學過程表的設計，可預設學生的學習行為和思維，以及教學策略實施過程中可能出現的突發現象。結合學生認知規律創建的教學過程表，可成為教師開展問題探究式教學的根本依據。

在制訂教學過程表后，教師需要圍繞表內所設計的教學環節，確立不同的問題探究式任務，以達到啟發學生思維、促進學生思考的目的。

【環節1】采用問題與實驗探究相融合的教學方式。首先，結合“什么是原子？”“2H2O[ 通電 ]2H2↑+O2↑反應中的原子和分子分別發生了怎樣的變化？”等感知性問題，喚醒學生對化學概念的記憶。接著，在問題思考結束后，逐步調整問題難度，引入“從質量視角分析水的電解過程會有什么發現？”這類理解性問題。為便于學生達成對問題的深度思考，教師可給學生演示實驗。如在相對開放的環境中燃燒小木棍，并分別對小木棍燃燒前后的質量進行測量，形成實驗數據。同時，引導學生思考：小木棍在燃燒過程中發生了哪些變化？引起其質量發生變化的原因是什么？在化學變化中原子屬于最小微粒，電解可使水分子裂變成氫原子和氧原子，并重組為氫分子和氧分子。化學變化中，分子發生了變化，但原子質量和種類不會改變。借助燃燒實驗，從舊知識導入新知識，更有助于促進學生從微觀層面和宏觀層面分析問題，形成對水的電解與燃燒現象的系統分析。

【環節2】課程標準中提到學生核心素養的重要性，更強調教師應以培養學生核心素養為前提開展教學活動。為此，教師所開展的化學教學活動應以培養學生的核心素養為目的。因此，本環節可引入科學史實，如“質量守恒定律發現史”，引導學生觀看科學家拉瓦錫與波義耳發現質量守恒定律的過程以及所得出的具體結論，以滲透核心素養培養的方式，促進學生科學態度和科學思維的形成，為發展學生的核心素養奠定基礎。

【環節3】本環節要求學生完成質量守恒定律概念認知模型的構建。為此，在問題探究式教學活動中應設置理解性和探究性問題，如“了解拉瓦錫提出的質量守恒定律后，如何自主開展模擬實驗？”，并結合實驗引導學生探究。在實驗過程中，學生需要通過合作學習完成問題探究，并在教師的指導下進行以下實驗操作：①測定小木棍燃燒前后的質量，觀察是否有氣體生成。②將二氧化碳氣體注入氫氧化鈉溶液中，觀察反應現象。③驗證鐵釘與硫酸銅溶液會發生反應，掌握液態和固態物質的反應。實驗結束后，可設置感知性和綜合性問題，以調動學生積極思考。如實驗②中是否發生化學反應？實驗①②③中反應前后物質的質量是否發生變化？如何變化？與同學們實驗前預測的結果是否相同？“反應前后質量不變”中的“質量”是指什么物質的質量？“質量守恒定律”的概念是什么？3個實驗中的反應物和生成物分別是什么？

在實驗前，學生大多會對實驗結果進行預測，但實驗結果有時會與學生預測的結果不同，這種差異所引起的認知沖突可有效激發學生的探究欲望，促進學生科學意識和科學思維的形成。

【環節4】本環節注重對教學內容的拓展，要求學生掌握質量守恒定律的簡單應用。為此，本環節所設計的問題以綜合性問題、理解性問題和應用性問題為主。如電解水的反應中，假設電解16克水，將獲得多少克氧氣？質量守恒定律中哪些因素一定會變，哪些不會變？從化學角度來看，“點石成金”是否具備科學依據？第一個問題可引導學生通過計算總結出“參與反應的水的質量與生成的氧氣和氫氣的質量總和相等”。化學變化均遵循質量守恒定律，其中“原子數”“種類”“元素種類”“質量總和”等不變，而改變的則是“物質和分子種類”，可能改變的是“分子個數”。通過問題探究，學生逐漸明確石頭所含元素與金子所含元素存在明顯差異，因此“點石成金”不成立。

（三）教學總結

從微觀角度解析水的電解過程，又從宏觀角度開展各類化學實驗，借助實驗現象引出質量守恒定律，從宏觀和微觀兩個層面培養學生的核心素養。而引入科學史實的環節，可促進學生社會責任意識和科學精神的形成；構建認知模型，更能推動學生對化學本質、化學現象、化學反應的探查，在優化傳統化學教學方式的同時，帶領學生突破認知障礙，確保學生學習水平與核心素養的提升。

綜上，為迎合新課標對核心素養培養的要求，落實問題探究式教學，教師應把握問題探究式教學的設計思路，圍繞教學內容從感知、理解、綜合、應用、探究五個層次設置更符合課程標準和學生學情的問題，實現問題與教學活動的有效融合，為學生學習水平與核心素養的提升奠定基礎。

［ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻 ? ］

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（責任編輯 羅 艷）