


[摘 要]核心問題是課堂教學的關鍵著力點,對探究活動起著重要的引領作用。為了助力深度探究并優化高中化學課堂教學,文章深入探討了如何設計與提煉核心問題,并提出了五個具體策略:一是潛心研讀教材,整體把握,在關聯處凝練;二是基于學生經驗,引發沖突,在需要時質疑;三是學生主體發問,親歷發現,在困惑處創生;四是設計輔助問題,適當取舍,梳理問題序列;五是注重實踐操作,尊重差異,課后反思優化。
[關鍵詞]核心問題;高中化學;氧化還原反應;教學策略
[中圖分類號]" " G633.8" " " " " " " " [文獻標識碼]" " A" " " " " " " " [文章編號]" " 1674-6058(2025)02-0050-04
著名哲學家波普爾曾說:“科學與知識的增長始于問題,終于問題?!碑斍?,越來越多的教育者開始關注“問題教學”,而核心問題無疑是“問題教學”研究中的一個重要切入點。核心問題是課堂的核心,它不僅為科學探究定下了基調,還引領著科學探究的方向。
一、問題的提出
教師在進行教學設計和課堂教學時,需精心設計問題。問題是思維的起點,也是化學探究的觸發器。但是,當前教學存在問題零散化的現象,零散的問題往往低效甚至無效,導致學生的思維處于低迷狀態,嚴重影響教學的效果和質量。
現象一:問題繁多,思考空間受限
問題本應是激發思維、促進學習的有效手段,但在許多課堂中,問題卻繁多瑣碎,導致學生思考的空間變得狹窄,而過多的問題也使得學生思考的時間非常有限,思維無法充分展開。
現象二:問題零散,重點聚焦缺乏
教師在設計問題時,往往缺乏對教學目標和教學重難點的深入剖析,導致問題零散,缺乏指向性,使得學生在回答問題時容易偏離教師的意圖,無法觸及重難點,從而浪費時間。
現象三:問題淺顯,引導作用不足
問題可以分為呈現型、發現型、創造型三類。然而,在實際教學中,呈現型問題屢見不鮮,發現型問題和創造型問題卻極少涉及。教師過多地采用無價值的牽引性問題,且這些問題多停留在知識的表層,無法有效引導學生深入思考,從而限制了學生思維的拓展。
二、核心問題的概念及其特征
核心素養、核心概念、核心問題在高中化學課堂教學中是一個統一的整體,它們相互嵌合,共同構成高中化學課堂教學的核心框架。其中,核心問題起著引領探究活動的作用。因此,核心問題與其他問題相比,有著特殊的地位。它直接指向核心概念和核心素養,是其他問題產生的基礎和源頭。一堂化學課中可能僅包含一至兩個核心問題,其特殊性也決定了它具備以下特點。
(一)提綱挈領,綱舉目張
核心問題在課堂中的地位最高,也最為關鍵,往往開門見山,直接觸及教學的核心要點,而且能將課堂教學導向明確的目標,使得教學過程清晰流暢。
(二)重點聚焦,指向明確
核心問題指向核心概念,是一堂課的支架和主線,能夠有效突出教學重點,并助力突破教學難點。通過核心問題,教師可以引申出新的關聯問題,從而幫助學生在解決問題的過程中快速建構起知識框架。
(三)激發挑戰,適度開放
核心問題應具有一定的挑戰性,以引發學生的認知沖突?;趯W生的“最近發展區”設計具有一定難度的核心問題,讓學生能夠通過“跳一跳”摘到“果子”,從而激發他們的學習積極性和求知欲。同時,要注意問題的開放程度要適中,避免學生偏離學習主題。
核心問題的幾個顯著特征之間相互關聯、相互影響,為化學課堂注入了更多的活力,也使教師在課堂教學中更為得心應手、游刃有余。值得注意的是,在化學課堂中核心問題的呈現形式不應僅限于疑問句,有時也可以是一個核心探究任務。
三、基于核心問題優化課堂教學的策略
核心問題的把握是否精準直接影響教學的效果。那么,教師該如何設計與提煉出有效的核心問題,從而為化學課堂增添助力呢?圖1是以氧化還原反應單元教學為例,基于核心問題優化課堂教學的設計思路,為高中化學課堂教學提供了明確指導。
教師應依據教學內容和具體學情來精準提煉核心問題,并圍繞這些核心問題設計輔助問題,同時也可以鼓勵學生自主提出核心問題。
(一)潛心研讀教材,整體把握,在關聯處凝練
在凝練核心問題前,教師應先深入研讀教材。只有研透教材的橫向聯系與縱向聯系,以及新舊知識之間的關聯,才能準確把握教學的重難點,從而提煉出有價值的核心問題。
1.研透教材內容,直擊核心
“氧化還原反應”內容的特點是概念多、抽象且理論性強。在研讀教材時,教師需要把握初中知識、高中必修知識、高中選修知識之間的關聯,即“得氧、失氧→元素化合價升降→電子轉移”,從宏觀視角(元素)到微觀視角(電子),由表及里,環環相扣,逐步揭示氧化還原反應的本質,引導學生建構氧化還原反應的認知模型。只有厘清教材中的核心概念及其特征,并圍繞學情、教學目標以及重難點等因素,遵循螺旋上升的梯度原則才能設計出直擊要點的核心問題。
核心問題:回顧初中所學的氧化反應和還原反應的概念,從得失氧和化合價變化的角度,對比分析CuO+ H2=Cu+ H2O和2Na+Cl2=2NaCl這兩個反應,歸納什么是氧化還原反應,并思考氧化還原反應是否同時進行。
上述兩個反應的相同之處在于都涉及電子的轉移和化合價的變化,不同之處則在于反應物和生成物的性質及反應條件。通過對比分析,可以得出:氧化還原反應的特征是反應前后元素化合價發生了變化。因此,在教學中教師可以利用這一點來完善和強化氧化還原反應的概念,培養學生的分析能力。
2.建立系統思維,整合重構
教師在研透教材的基礎上,還需用全局的眼光和系統的思維去創設核心問題,必要時可以在整體把握教材的前提下打破原有的知識結構,進行重新整合,實現重構。
核心問題:對比分析Cl2+H2O HCl+HClO和2KMnO4[△]K2MnO4+MnO2+O2↑這兩個反應,還可以得出什么結論?
上述兩個反應中均只有一種元素的化合價發生變化,且同一種物質在反應中表現出不同的性質。將此核心問題納入教學,有助于學生從全局角度理解氧化還原反應的多樣性及其應用,培養學生的系統思維。同時,這一做法能打破傳統知識框架,促進深度學習,提高學生對化學反應機制的綜合理解能力。
(二)基于學生經驗,引發沖突,在需要時質疑
在設計核心問題時,教師不僅要深入研究教材,還應當充分研究學生?;趯W生已有經驗和思維困惑點來提出問題,以此引發學生的認知沖突,進而設計學生感興趣的實際問題。
1.喚醒已有經驗,點燃探究熱情
在核心問題的驅動下喚醒學生已有的知識經驗,以有效激發學生的探究熱情。
核心問題:你知道化學中有哪四種基本反應類型嗎?請根據反應Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2分析并歸納氧化還原反應與四種基本反應類型之間的關系,以及思考這兩種分類方式是否存在交叉。
2.引發認知沖突,深刻建構概念
設計能夠引發學生認知沖突的核心問題,促使他們的思維產生劇烈的碰撞,從而深刻建構核心概念,突破思維枷鎖。
核心問題:從動畫角度觀察并分析反應2Na+Cl2[ △ ]2NaCl,思考如何從電子轉移的角度認識氧化還原反應。
在教學中,這個核心問題將引導學生從電子轉移的角度進行分析,進而發現氯原子和鈉原子之間發生了電子轉移,分別形成了陰離子和陽離子,雙方的最外層電子都達到了穩定結構。通過這樣的分析,學生能夠更深入地了解氧化還原反應的本質。同時,教師還可以適當拓展,介紹元素的電負性、反應物的電子結構等因素對化合價變化的影響。這樣不僅能夠培養學生的邏輯思維能力,還能夠激發他們探索化學反應機制的興趣,從而建構相關知識體系。
(三)學生主體發問,親歷發現,在困惑處創生
化學課堂活動真正走向探究的重要標志是學生主體的積極參與。因此,核心問題既可由教師提出,更應鼓勵學生自主設計,通過生成、提煉和整合問題來深化探究。
1.親歷探究過程,創生問題
給予學生自主探究和親身體驗的機會,以激發他們的好奇心,進而產生諸多疑問。通過適當的交流和引導,學生便能夠提出具有探究價值的問題。然而,教師在課堂中有時會無意識地削弱學生的主體地位,直接將問題拋給學生,導致學生只能被動思考,從而失去自主發現問題的機會。
核心問題:將鋅片和銅片的一端分別用導線連接至電流表的兩端,另一端則插入CuSO4溶液中,形成閉合回路。觀察到電流表指針偏轉,說明有電流產生。電流是微觀粒子的什么行為所導致的呢?
這樣的問題能幫助學生深入探討電流的本質,如電子的移動和離子的導電性,進而揭示化學反應和物理過程之間的內在聯系。
2.鼓勵大膽質疑,多維整合
“學起于思,思源于疑。”質疑是科學態度與責任素養的表現。教師應聚焦核心問題,引導學生討論交流,并鼓勵他們大膽質疑,使他們能夠在核心問題的引導下發現新的問題,形成問題串,從而推動教學深入。
核心問題:閱讀人教版高中化學教材必修一第25頁,觀察圖1-15,思考氧化劑和還原劑、還原產物和氧化產物的定義,并指出它們之間的關系。
這樣的問題能引導學生深入思考氧化還原反應中的電子轉移,加深對氧化還原反應的機制和組成的理解,促進學生的深入學習和應用能力的發展。
(四)設計輔助問題,適當取舍,梳理問題序列
在化學教學過程中,教師應引導學生圍繞核心問題展開探究,適時提出輔助問題,以問題串不斷激發學生思考,使課堂主線分明,充滿探究氛圍。
1.分析權重主次,適當取舍
教學中若問題過多,容易造成學生思考空間不足。因此,需要適當取舍問題,以序列化的問題引導學生持續學習,促進課堂活動有序高質展開。
問題1:元素的化合價與得失電子、氧化性、還原性有什么關系?元素由游離態轉變為化合態是否一定被氧化?
問題2:根據氧化性和還原性的定義,你能列出哪些常見的氧化劑和還原劑?
根據問題的權重主次進行適當取舍,可以減輕學生的認知負擔,同時讓學生有足夠的時間與空間去自主探究。
2.提取內在聯系,連點成線
好的輔助問題能夠引導學生圍繞實際問題的解決展開深入探究。在選擇和提出輔助問題時,不僅要注意問題的內在聯系,還要注意問題的邏輯性,根據問題間的聯系和邏輯連點成線。
問題1:結合離子的檢驗方法,你能思考并設計實驗來驗證物質的氧化性和還原性嗎?
問題2:已知H2O2無色,具有氧化性,能氧化Fe2+;FeCl2溶液顯淺綠色,FeCl3溶液顯黃色,FeCl3溶液遇KSCN溶液顯血紅色?;谶@些信息,請利用提供的試劑,設計合理、有效的實驗方案,完成探究實驗(略)。
這樣的問題設計促使學生將理論知識應用于實踐,從而培養他們的實驗設計和分析能力,同時加深他們對氧化劑和還原劑的理解,進而更好地掌握氧化還原反應的實際應用。
(五)注重實踐操作,尊重差異,課后反思優化
教師在設計核心問題和輔助問題時,更多考慮的是知識形成的邏輯順序,而在課堂實踐中往往會發現這些順序與學生的認知順序并不完全吻合。這主要是因為教師忽略了學生之間以及班級之間存在的客觀差異。因此,教師課后還應多進行反思,并對核心問題進行優化。
1.關注學生差異,調整策略
學生的個體差異決定了教師應因材施教,實施差異化教學。對于不同學習水平和背景的學生,教師應調整教學內容的深度和難度,以確保所有學生都能夠理解相關知識,學有所成。在實際操作中,核心問題的設計也需要充分考慮學生的個體差異。
核心問題:相比于雙線橋法,還有一種方法能更直觀地表示反應中電子轉移的情況,這種方法就是單線橋法。請閱讀人教版高中化學教材必修一第25頁中的兩個反應表達式,分析它們的特點,指出被還原和被氧化的元素分別是什么,并用單線橋法表示2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反應中的電子轉移方向和數目。
這樣的核心問題設計,不僅能夠幫助學生厘清氧化還原反應的基本原理,還能通過更直觀的表示方法糾正學生對電子轉移的誤解。教師還可以針對學生的理解程度,調整教學策略,幫助學生克服化學反應理解中的困惑,提升化學思維能力。
2.多方評價提升,反思優化
核心問題與關鍵問題設計是否合理,在課堂實踐中會得以體現,如從學生的答疑情況、參與度以及活動開展的順利程度等方面就可以看出。學生是課堂的主體,他們的反饋是最具權威性的評價。此外,在公開課中,專家與聽課教師的評價有助于教師更好地提煉和運用核心問題。
問題1:請思考物質氧化性和還原性的強弱與哪些因素有關,并列舉判斷物質氧化性和還原性強弱的基本方法。
問題2:金屬陽離子是否只具有氧化性?已知物質的氧化性和還原性的強弱關系,如何判斷某一氧化還原反應能否發生?
以上核心問題旨在引導學生深入理解物質的氧化性和還原性強弱的判斷方法,并探討相關的化學反應原理。通過討論,學生可以掌握基本方法,例如通過元素在周期表中的位置和標準電極電勢值來判斷物質的氧化性和還原性。在進一步探究中,學生會了解到金屬陽離子主要表現氧化性,但并非絕對。還原性的強弱與物質失電子的能力、原子結構、核外電子排布等因素相關。通過多方評價和反思,學生能夠鞏固知識、發現學習中的問題,從而優化學習策略,提升化學素養。
四、反思與總結
科學探究是培育核心素養的重要途徑,核心問題是開展科學探究的重要前提。我們在核心問題的研究道路上不斷探索,同時也遇到了一些新的疑問,希望在后續的研究中能夠逐步解決。
其一,化學內容包羅萬象,針對不同的內容和知識板塊,我們需要不斷調整和完善策略,并在實際操作中有所側重,以確保策略更具適切性。
其二,核心問題引領的探究學習往往會引發新的問題。因此,我們需要把握問題要旨,創設高質量問題,使課堂提問從“小步子”邁向“大問題”。為了使核心問題能夠更好地助力化學課堂探究,我們應讓問題更精練、更深入、更聚焦。這樣,不僅能夠開闊學生的思考空間,促進學生化學學習的深入開展,還能有效提升學生的化學學科核心素養。
[" "參" "考" "文" "獻" "]
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(責任編輯" " 羅" " 艷)