論化學(xué)大單元教學(xué)中問題情境的創(chuàng)設(shè)

一、何為問題情境

問題情境是指學(xué)生在認(rèn)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(jī)、已有認(rèn)知水平。化學(xué)教學(xué)中的問題情境應(yīng)該有2個層面的意義：一是問題情境是一種能促使學(xué)生主動探究、積極思考、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的氛圍，并伴隨著一種積極的情感體驗(yàn)；二是問題情境是化學(xué)理論、化學(xué)概念等有關(guān)化學(xué)知識賴以產(chǎn)生的現(xiàn)實(shí)背景。在課堂教學(xué)中，教師的任務(wù)不是把教學(xué)內(nèi)容直接告訴學(xué)生，而是應(yīng)該將相關(guān)的知識和概念結(jié)合一定的真實(shí)情境設(shè)置為富有價值的問題。學(xué)生在一定的思維動機(jī)驅(qū)動下，利用已有的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，通過積極思考和探究，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而形成學(xué)科概念和模型，發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、創(chuàng)設(shè)有效問題情境的原則

1．問題情境要符合啟發(fā)性原則，要能引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，使他們產(chǎn)生積極思考、主動探究的欲望。

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

3．問題情境要符合遞進(jìn)性原則，銜接和過渡要符合學(xué)生的一般認(rèn)知規(guī)律。非常零散、缺乏關(guān)聯(lián)性的問題情境，不利于教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的體現(xiàn)。只有結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)設(shè)計出科學(xué)、有層次的問題組，才能有效幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，孕育學(xué)科大概念。

學(xué)習(xí)的本原是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。因此，最好的情境創(chuàng)設(shè)應(yīng)該能引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，這樣既能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，也能體現(xiàn)學(xué)生的主體性。教師結(jié)合學(xué)生所提出的問題，及時了解學(xué)生的思維動態(tài)，通過與學(xué)生的交流，進(jìn)行思維的相互啟發(fā)、相互碰撞，最終達(dá)到和諧共振，實(shí)現(xiàn)教學(xué)藝術(shù)的最高境界。

三、創(chuàng)設(shè)有效的問題情境是組織單元教學(xué)的關(guān)鍵

當(dāng)前以學(xué)科大概念為抓手開展單元教學(xué)被認(rèn)為是學(xué)科核心素養(yǎng)落地的重要途徑。教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化是組織單元教學(xué)的基礎(chǔ)，也是促進(jìn)學(xué)生從化學(xué)學(xué)科知識向化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化有3種形式：基于知識關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)化、基于認(rèn)識思路的結(jié)構(gòu)化、基于核心觀念的結(jié)構(gòu)化。而學(xué)生認(rèn)識思路的結(jié)構(gòu)化，主要依托于教學(xué)過程中問題情境的結(jié)構(gòu)化。因此，在大單元教學(xué)中，應(yīng)有計劃、有目的地創(chuàng)設(shè)真實(shí)且具有關(guān)聯(lián)性的問題情境，通過層層遞進(jìn)的問題情境明確課時任務(wù)的關(guān)系，再針對課時任務(wù)進(jìn)一步提出富有價值的問題，從而讓學(xué)生在解決問題的過程中，認(rèn)識學(xué)科事實(shí)，逐步形成學(xué)科概念，提升學(xué)生的化學(xué)知識結(jié)構(gòu)化水平。

在結(jié)構(gòu)化的前提下，單元教學(xué)可以利用生產(chǎn)生活經(jīng)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)史實(shí)等創(chuàng)設(shè)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(xué)中，可以創(chuàng)設(shè)以“尋找補(bǔ)鐵劑”“檢驗(yàn)補(bǔ)鐵劑”“測定補(bǔ)鐵劑”為結(jié)構(gòu)化的問題情境（見表1、表2、表3）。

讓學(xué)生在真實(shí)任務(wù)和問題的驅(qū)動下，主動獲取并建構(gòu)鐵及其化合物的系統(tǒng)知識與概念，初步形成利用“價類二維模型”學(xué)習(xí)金屬元素化合物的一般步驟和方法。

問題即任務(wù)，情境線即學(xué)生的認(rèn)知活動線。第一課時在“尋找補(bǔ)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(gòu)建，初步形成物質(zhì)及其性質(zhì)的結(jié)構(gòu)化認(rèn)知模型；第二課時在“檢驗(yàn)補(bǔ)鐵劑”這一真實(shí)情境中，發(fā)展提出問題、發(fā)現(xiàn)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(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系；第三課時在尋求相關(guān)證據(jù)、運(yùn)用所學(xué)知識參與真實(shí)問題的討論過程中，發(fā)展證據(jù)推理能力，提升科學(xué)探究素養(yǎng)。

根據(jù)引起學(xué)生思維動機(jī)的強(qiáng)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(dǎo)情境、綜合運(yùn)用知識的問題解決情境、獲取新知識的問題發(fā)現(xiàn)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(xué)中也具有廣泛的適用性。該單元教學(xué)的最后，在“鐵粉和水蒸氣反應(yīng)固體產(chǎn)物的探究”中，結(jié)合以上分類繼續(xù)創(chuàng)設(shè)了如下的問題線：

1．黑色固體產(chǎn)物可能是什么？

2．固體產(chǎn)物為什么不可能是Fe（OH）2或Fe（OH）3？

3．如何證明固體產(chǎn)物是Fe0還是Fe304？

4．相同條件下的鋁粉和水蒸氣能否反應(yīng)？

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(dǎo)情境，引導(dǎo)學(xué)生通過對比鐵常見氧化物和氫氧化物的色態(tài)、熱穩(wěn)定性，做出合理的猜想和判斷；問題3的“如何”為綜合運(yùn)用知識的問題解決情境，引導(dǎo)學(xué)生歸納鐵常見氧化物與酸的反應(yīng)及Fe2+、Fe3+的鑒別方法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計；問題4的“若何”為獲取新知識的問題發(fā)現(xiàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合反應(yīng)模型進(jìn)行證據(jù)推理，建構(gòu)金屬與水反應(yīng)的一般模型，逐步形成學(xué)科大概念。“鐵粉和水蒸氣反應(yīng)固體產(chǎn)物的探究”這一問題情境的創(chuàng)設(shè)，也是對單元教學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成情況的追蹤診斷。

學(xué)科大概念的形成，需要在單元性的問題情境中以關(guān)聯(lián)性的學(xué)科事實(shí)為認(rèn)知基礎(chǔ)。問題情境的創(chuàng)設(shè)，不但可以明確單元教學(xué)中課時任務(wù)之間的關(guān)系，有效地引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)結(jié)構(gòu)化的知識體系，也是實(shí)現(xiàn)“教學(xué)評一體化”的主要途徑。因此，將教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)為富有價值的、結(jié)構(gòu)化的問題組，是組織單元教學(xué)的關(guān)鍵。通過有效問題情境的創(chuàng)設(shè)，促使學(xué)生在由低階到高階的思維活動中主動獲取、理解、應(yīng)用相關(guān)知識和模型，提高結(jié)構(gòu)化的認(rèn)知水平，努力實(shí)現(xiàn)讓素養(yǎng)落地、鐵樹開花的教育目的。