問題驅動實踐對高中化學創新能力的影響

摘 要：在當前核心素養背景下，對高中化學學科創新能力的培養有著特殊要求。問題驅動教學法是一種以問題為導向的教學方式，有著深厚的心理學理論基礎，能夠彌補當前高中化學教學中關于學生創新能力培養不足的缺陷。使用問題驅動實踐來培養高中學生化學創新能力需要注意情境創設，以實驗為導向、緊扣課堂目標，學生本位、分組合作。雖然問題驅動實踐在高中化學課堂上相較于傳統教學方法有諸多優勢，但在當前的教學運用中也有不足與局限，未來我們應該進一步加深對問題驅動實踐教學方法的理解與運用，更好地培養學生的創新能力。

關鍵詞：問題驅動；創新能力；高中化學

隨著我國經濟社會的發展，人民生活水平的提高，教育越來越廣泛的普及，對高中階段教學質量的要求在不斷提高——學生在課堂上不僅要學習到純粹的知識，而且要培養各項綜合能力和素養，以適應未來社會建設的需要。其中，創新能力是一項關鍵能力，包括化學學科在內的高中各個學科都對培養學生的創新能力提出了要求。但是，傳統的課堂側重讓學生被動接受知識，以應對有固定標準答案的考試，不能有效培養學生的創新能力。因此新的教學方法例如問題驅動教學法被提出，來解決這一教學問題。在這樣的背景下，就高中化學學科而言，我們討論問題驅動實踐對創新能力的影響，以期改善教學方法，進一步提高教學效果。

一、高中化學對創新能力的要求

（一）核心素養背景下的創新能力

2016年教育部提出了核心素養的教育概念，在最新一輪的“課改”中，教育部印發的文件里也再次強調了對學生核心素養培養的關注和對核心素養為導向的教學設計的聚焦。

在核心素養中，創新能力是一種關鍵能力，它既能幫助學生提高其學業水平，也能在實踐與研究中發揮其自身的價值。

創新包括好奇心、想象力和求知欲在內的能力，它要求學生具有信息收集整合和綜合分析運用能力，要求能夠有意識地自主探究、獨立思考、發現問題和解決問題。

（二）科學探究與創新意識是高中化學學科核心素養之一

高中教育不在九年義務教育之列，但卻更加要求培養學生的創新能力，高中化學學科對學生的創新能力更是有著獨特要求。

相較于其他學科而言，高中化學學科的科學性和實踐性是其顯著特點。作為自然科學的一個門類，化學學科來源于對自然的觀察、理解、感知、疑問、探索。要想學好化學，化學的學科本質天然地就要求學習者能夠在實踐中大膽地探索、提出問題，解決問題，總結規律，而這自然就對創新能力提出了要求。

就此，《普通高中化學課程標準》關于高中化學學科的5個方面的核心素養要求里就包括“科學探究與創新意識”。根據《普通高中化學課程標準》，“科學探究與創新意識”意味著能提出有價值的問題，利用各種方法進行實驗探究，在實踐與創新中能夠合作與質疑。這說明，化學學科對學生創新能力的培養，要求學生能夠在實踐中進行創新，并且能夠獨立思考發現問題，以及與他人分工合作。

二、問題驅動教學法的理論背景

（一）什么是問題驅動教學法

問題驅動教學法是一種以問題為導向的教學方式。

在問題驅動教學法中，教師起著引導的作用，課堂的主角是學生。在教師提出任務目標和設置好主要問題后，學生通過進一步提出問題、解決問題、得出結論的互動參與方式，將學習的主動權掌握在自己手中，以自身的認知情況為基礎構建起知識體系。

在問題驅動教學法中，學生對于問題提出和知識應用的現實情境會具有更為直觀而深刻的感知，會構建更為靈活多變的知識理解構架，會更加適應現實實踐的需求，學到的知識將來源于生活、運用于生活，不再是無源之水，無本之木[1]。

（二）相關理論基礎

作為一種有別于傳統的教學方式，問題驅動教學法的提出并非偶然，其背后有著深厚的心理學理論基礎：

1.最近發展區理論

最近發展區理論認為學生的發展有兩個水平：一個是可以獨自表現出來的現有的水平；一個是可能的發展水平，即我們通常所說的潛能；而兩個水平的中間地帶就是發展區。教學的目標就是通過教師的引導，學生越過發展區，從第一個水平發展達到第二個水平，達成現有能力的提高和未來潛能的提升，之后在此基礎上進行下一步的繼續

發展。

根據最近發展區理論，學生的發展不能被教導，只能通過合作與互動而被引導。教學內容既要高出學生的現有水平，又不能超出發展區，學生根據教學內容的引導以自身的情況為基礎在頭腦中構筑自己的理解。

2.建構主義理論

建構主義是認知心理學派的一個分支，它認為學習是學習者在具體情境下，通過刺激和改造自身原有認知結構的過程，達到對新知識的接收、內化和建構。建構主義同樣認為知識不是固化的，不能被教導和灌輸。

根據建構主義理論，課堂同樣應以學生為本位，在教師設置的教學情境下學生主動進行探索與互動，學生的知識結構在課堂教學環境中不斷地變化、重組、融合，教師引導學生這一過程的完善。

3.發現學習理論

發現學習理論認為學習的主要目的不在于零碎知識的獲得與記憶，而是在于學會怎樣去追求知識、探索知識、發現知識、獲取知識，最終成為一個終身學習者和創造者。

根據發現學習理論，學生在教師設置好的課堂中通過好奇心的激發，主動發現問題、提出問題，根據實驗、操作、實踐來解決問題，最終得出結論，形成對概念和原理的理解。

發現理論強調，發現不僅在于對人類未知事物的發現，也在于個體通過自身努力親自探索和獲得知識。對于個體來說，這兩者具有同等重要的意義。通過發現學習法進行學習，個體能夠培養起良好的內在動機、深刻記憶知識內容、掌握研究新事物的技巧、形成探索未知的習慣。在終身學習的過程中，未來個體的一小步，終將成為人類的一大步[2]。

三、使用問題驅動實踐來培養高中學生化學創新能力的教學方法

根據高中化學學科自身的獨特性，以及核心素養背景下高中化學學科對創新能力的培養要求，使用問題驅動實踐來培養高中學生化學創新能力的教學方法應做到以下幾點：

（一）情境創設

問題驅動教學法通過教師預設的情境來引入環境和問題，將學生帶入課堂目標之中，學生通過預設的情境形成感知，觸發思考，發現問題，調動認知，啟動對課堂內容的有效參與。為了能夠更好地激發學生的感知、啟發學生的思維，使學生成為問題的提出者和解決者，一個好的情境創設應該體現出生活性、矛盾性、開放性和真實性。首先，這樣的情境創設來自生活，其中產生的問題也便是生活的問題，和學生具有關聯性。其次，情境中必須體現出矛盾性，才能引發普遍的思考，具有提出問題的可能。再次，情境中應該包含大量可能的思考空間，使學生具有主動探討問題的空間，激發學生的創造性。最后，情境中的各項要素必須設置合理，反映真實現實，在其中解決的問題才是實際的、有價值的問題。

（二）以實驗為導向，緊扣課堂目標

化學學科的特點是其實踐性，單純依賴頭腦中的固有知識來提出和解決化學問題會受到自身思維的限制，而在動手實操的實驗中，思維發展的空間會被拓展。因此，在高中化學課堂上以問題驅動的實踐應以課堂實驗的方式來進行。

在問題驅動實踐的化學實驗中，教師提出的主要課堂問題應該緊扣課堂目標，問題難度適中，分層設置。比如在粗鹽的提純實驗中，教師可以先由過去所學的知識引入啟發學生除去不溶性雜質，再啟發學生除去可溶性雜質，最后由學生設計實驗方案并進行實驗。

（三）學生本位，分組合作

在問題驅動實踐中，學生應該是課堂的主角，積極思考、主動應對課堂上出現的問題，教師根據學生的認知情況及時從旁引導，保證課堂方向不偏離目標、實驗進展有序推進。

實驗中，學生進行小組分工合作，實驗分階段進行，小組成員各司其職。比如有人負責發現問題，有人負責提出解決方案，有人負責實驗操作，有人負責總結實驗結果。每一階段相互銜接，同一階段中其他成員可以提出參考意見進行參與。最終，所有成員有效互動、共同參與，實驗才能有效推進，達成良好結果。這樣，每一個學生在創新探索的不同階段進行鍛煉的同時，也在同時培養獨立思考和分工合作的能力[3]。

比如：在氯氣的化學性質探究實驗中，通過引入新聞中氯氣的危害和日常生活中氯氣卻被廣泛使用的背景，由學生提出問題：氯氣是否具有氧化性？是否具有漂白性？接下來，由另一小組成員提出用以驗證的實驗方法并設計實驗方案。然后，由第三位小組成員選擇實驗儀器和藥品進行實驗操作。最后，由最后一名小組成員進行總結并得出結論。實驗完畢后，大家進行討論、復盤和互評。在實驗過程中，一位成員負責相應階段時，其他成員可以提出疑問并進行討論。最后實驗的完成，有賴于所有成員的分工合作。

四、問題驅動實踐在當前高中化學教學中的應用

（一）當前高中化學教學中關于學生創新能力培養的普遍缺陷

雖然化學是一門實踐性很強的學科，但是當前高中化學教學中卻普遍輕視實踐，忽視對學生創新能力的培養，課堂教學以應試教育為導向。

一方面，當前高中化學的課堂講授以理論灌輸為主，學生在課堂上的任務主要是聽課、記筆記，師生之間、同學之間缺乏有效互動，學生的課堂目標在于純粹記憶相關知識點和解題步驟、做題技法，缺少對化學物質、化學研究的直觀感性認知。

另一方面，在課堂教學中偶爾出現的課堂實驗，大多是教師展示驗證結果，既缺乏新意，也缺少學生的實踐參與。學生在這些課堂實驗中不能充分發揮主觀能動性、掌握發現知識和解決問題的思維邏輯，難以激發對于化學探索和化學研究的創造力和好奇心。同時，學生在這些課堂實驗中也缺乏交流和互動，無法鍛煉獨立思考和與他人分工合作的能力[4]。

（二）問題驅動實踐應用于高中化學教學的相關案例

內蒙古烏海市第十中學高一年級選取學生基礎水平相近的卓越一班和卓越二班兩個班級，進行問題驅動實踐應用于高中化學教學的相關實驗。其中，對卓越一班采取問題驅動實踐的教學方式進行教學，對卓越二班采取傳統方式進行教學，教學內容為粗鹽的提純、氯氣的化學性質探究、暖寶寶使用后成分探究共三課內容。

在教學完畢后，對兩班學生就三課內容學習情況進行測試，測試結果顯示卓越一班學生的平均成績明顯優于卓越二班。其中，基礎記憶性的題目，兩班學生的測試水平結果一致；但對于涉及化學原理、化學規律、化學思維等能夠體現出科學探究與創新意識相關能力與素養的題目，卓越一班學生的測試水平遠高于卓越二班。

其后，通過問卷調查，卓越一班的學生也明顯感覺到自身的創新能力得到了明顯提高[5]。

（三）問題驅動實踐在高中化學課堂上相較于傳統教學方法的優勢

與傳統教學方法相比，問題驅動實踐對于培養高中學生化學創新能力有諸多優勢：

首先，問題驅動實踐教學方式新穎，學生親自動手進行實驗操作、大量參與課堂互動，有機會積極探索化學與生活的聯系，能夠充分激發對化學的想象力、好奇心和求知欲。

其次，問題驅動實踐強調學生需要在教師的引導下能夠主動發現問題、提出問題、解決問題、得出結論，這既鍛煉了學生的獨立思考能力，也培養了他們的科學探究精神，鼓勵他們主動發現知識和將知識應用于實踐中。

最后，問題驅動實踐通過課堂互動和團隊協作使學生充分表達自己和聽取他人意見，要求他們既能獨自對信息進行收集整合和分析運用，又能互相交換信息，達成一致，這鍛煉了學生敢于質疑和善于合作的能力。

（四）進一步在問題驅動實踐中培養高中學生化學創新能力

雖然問題驅動實踐在化學課堂上相較于傳統教學方法有諸多優勢，但是，其在當前化學課堂上的運用仍有諸多局限：

首先，受限于傳統教學方法的思維影響，在問題驅動實踐的課堂中，學生遇到問題時仍大多習慣于立刻直接詢問教師，缺少獨立思考的素養。在未來，應進一步鼓勵學生獨立思考、積極探索，克服傳統應試教育方式中對教師講解的過度依賴。

其次，學生在小組分工合作中缺少對同組成員意見的有效傾聽，仍習慣于過往獨自“做題”的表述方式，不能在合作與溝通中迸發創新靈感。未來，應加強學生的合作與溝通意識，在合作與溝通的實踐中進行創新。

最后，當前教師運用問題驅動實踐教學方式的課堂目標主要集中于具體知識要點，缺少對知識的產生與來源、作用與價值這些學科本質的關注，對于學生創新能力培養的理解相對片面。未來，教師應該以更加開放的心態設置課堂目標、豐富課程內容、把握引導節奏。

結束語

在當前核心素養背景下，高中化學對學生創新能力的培養提出了要求。傳統的化學課堂有諸多缺陷，不能有效培養學生的創新能力，而問題驅動實踐的教學方法可以彌補傳統課堂的不足，對于培養高中學生化學的創新能力有諸多優勢。同時，我們也應該看到，問題驅動實踐的教學方法在當前高中化學課堂上的運用仍有局限與不足之處，未來我們應加強對這一教學方法的運用，更好地培養學生的創新能力，使其適應新時代的發展。

參考文獻

[1]吳小燕.中學化學問題驅動式教學的策略探究[C]//中國管理科學研究院教育科學研究所.2018年教師教育能力建設研究專題研討會論文集.重慶市合川區燕窩中學，2018：3.

[2]霍曉東.高中化學“問題驅動式導學案”的教學設計與研究[D].大連：遼寧師范大學，2017.

[3]岳嬌.“問題驅動”在高中化學高階思維培養中的應用研究[D].牡丹江：牡丹江師范學院，2023.

[4]楊轉英.淺議新課改下高中化學教學中的創新能力培養[J].試題與研究，2020（29）：87-89.

[5]趙雅昕.基于問題式（PBL）教學模式的高中化學實驗教學設計與實踐研究[D].呼和浩特：內蒙古師范大學，2020.