論化學大單元教學中問題情境的創設

一、何為問題情境

問題情境是指學生在認知活動中遇到困難和障礙時的心理困境，包括3方面的要素：未知事物、思維動機、已有認知水平。化學教學中的問題情境應該有2個層面的意義：一是問題情境是一種能促使學生主動探究、積極思考、發現規律的氛圍，并伴隨著一種積極的情感體驗；二是問題情境是化學理論、化學概念等有關化學知識賴以產生的現實背景。在課堂教學中，教師的任務不是把教學內容直接告訴學生，而是應該將相關的知識和概念結合一定的真實情境設置為富有價值的問題。學生在一定的思維動機驅動下，利用已有的認知經驗，通過積極思考和探究，發現問題、解決問題，從而形成學科概念和模型，發展化學學科核心素養。

二、創設有效問題情境的原則

1．問題情境要符合啟發性原則，要能引起學生的認知沖突，使他們產生積極思考、主動探究的欲望。

2．問題情境要符合最近發展區原則，過易、過難都不能有效激發學生的思維活動。只有難易適度有助于學生形成“心求通而未得”的認知沖突的問題，才是構成問題情境的最佳素材。

3．問題情境要符合遞進性原則，銜接和過渡要符合學生的一般認知規律。非常零散、缺乏關聯性的問題情境，不利于教學內容結構化的體現。只有結合學生的認知特點設計出科學、有層次的問題組，才能有效幫助學生形成系統的認知結構，孕育學科大概念。

學習的本原是發現問題、解決問題。因此，最好的情境創設應該能引導學生主動發現問題、提出問題，這樣既能激發學生的創造性思維，也能體現學生的主體性。教師結合學生所提出的問題，及時了解學生的思維動態，通過與學生的交流，進行思維的相互啟發、相互碰撞，最終達到和諧共振，實現教學藝術的最高境界。

三、創設有效的問題情境是組織單元教學的關鍵

當前以學科大概念為抓手開展單元教學被認為是學科核心素養落地的重要途徑。教學內容的結構化是組織單元教學的基礎，也是促進學生從化學學科知識向化學學科核心素養轉化的關鍵。內容的結構化有3種形式：基于知識關聯的結構化、基于認識思路的結構化、基于核心觀念的結構化。而學生認識思路的結構化，主要依托于教學過程中問題情境的結構化。因此，在大單元教學中，應有計劃、有目的地創設真實且具有關聯性的問題情境，通過層層遞進的問題情境明確課時任務的關系，再針對課時任務進一步提出富有價值的問題，從而讓學生在解決問題的過程中，認識學科事實，逐步形成學科概念，提升學生的化學知識結構化水平。

在結構化的前提下，單元教學可以利用生產生活經驗、化學實驗、化學史實等創設問題情境。例如，在高中人教版必修階段“鐵及其化合物”單元教學中，可以創設以“尋找補鐵劑”“檢驗補鐵劑”“測定補鐵劑”為結構化的問題情境（見表1、表2、表3）。

讓學生在真實任務和問題的驅動下，主動獲取并建構鐵及其化合物的系統知識與概念，初步形成利用“價類二維模型”學習金屬元素化合物的一般步驟和方法。

問題即任務，情境線即學生的認知活動線。第一課時在“尋找補鐵劑”這一問題情境中，通過鐵及其重要化合物“價類二維”的構建，初步形成物質及其性質的結構化認知模型；第二課時在“檢驗補鐵劑”這一真實情境中，發展提出問題、發現問題的能力，在問題解決的過程中完善鐵元素“價類二維”模型中物質轉化關系；第三課時在尋求相關證據、運用所學知識參與真實問題的討論過程中，發展證據推理能力，提升科學探究素養。

根據引起學生思維動機的強度及思維的開放程度，可將問題情境由低到高分為3類：鞏固舊知識的問題誘導情境、綜合運用知識的問題解決情境、獲取新知識的問題發現情境。麥卡錫將問題按思考的視角概括為“四何”：是何（是什么）、為何（為什么）、如何（該怎樣）、若何（會怎樣），這一分類在課堂教學中也具有廣泛的適用性。該單元教學的最后，在“鐵粉和水蒸氣反應固體產物的探究”中，結合以上分類繼續創設了如下的問題線：

1．黑色固體產物可能是什么？

2．固體產物為什么不可能是Fe（OH）2或Fe（OH）3？

3．如何證明固體產物是Fe0還是Fe304？

4．相同條件下的鋁粉和水蒸氣能否反應？

問題1的“是何”和問題2的“為何”均為鞏固1日知識的問題誘導情境，引導學生通過對比鐵常見氧化物和氫氧化物的色態、熱穩定性，做出合理的猜想和判斷；問題3的“如何”為綜合運用知識的問題解決情境，引導學生歸納鐵常見氧化物與酸的反應及Fe2+、Fe3+的鑒別方法，進行實驗方案的設計；問題4的“若何”為獲取新知識的問題發現情境，引導學生結合反應模型進行證據推理，建構金屬與水反應的一般模型，逐步形成學科大概念。“鐵粉和水蒸氣反應固體產物的探究”這一問題情境的創設，也是對單元教學素養目標達成情況的追蹤診斷。

學科大概念的形成，需要在單元性的問題情境中以關聯性的學科事實為認知基礎。問題情境的創設，不但可以明確單元教學中課時任務之間的關系，有效地引導學生建構結構化的知識體系，也是實現“教學評一體化”的主要途徑。因此，將教學目標創設為富有價值的、結構化的問題組，是組織單元教學的關鍵。通過有效問題情境的創設，促使學生在由低階到高階的思維活動中主動獲取、理解、應用相關知識和模型，提高結構化的認知水平，努力實現讓素養落地、鐵樹開花的教育目的。