關于高中化學大單元教學中學生問題解決能力的培養策略研究

摘要：隨著新課程改革的推進，培養學生核心素養成為教學重點，而問題解決能力是核心素養的重要組成部分。本文結合高中化學大單元教學的特點，提出通過整合知識結構、創設真實情境、引導探究學習、實施多元評價等策略，系統提升學生的問題解決能力，為化學教學實踐提供參考。

關鍵詞：大單元教學；問題解決能力；高中化學；核心素養

一、引言

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》明確提出，要重視學生“科學探究與創新意識”的培養，而問題解決能力是實現這一目標的關鍵。傳統教學中，知識點碎片化、情境脫離實際等問題導致學生難以將知識轉化為解決實際問題的能力。大單元教學以學科大概念為統領，通過整合教學內容、創設真實任務，為培養學生問題解決能力提供了新路徑。

二、大單元教學與問題解決能力的內在聯系

1.知識結構化促進遷移應用

大單元教學打破課時限制，將分散的知識點整合為邏輯連貫的主題（如“化學反應與能量”），幫助學生構建知識網絡，為解決問題提供系統性支持。

2.真實情境驅動深度學習

通過設計環境治理、工業生產等復雜情境，學生需要綜合運用多模塊知識（如化學平衡、電化學）分析問題，實現從“解題”到“解決問題”的轉變。

3.科學思維方法的滲透

大單元教學中貫穿“假設-驗證-反思”的科學探究流程，引導學生形成模型認知、證據推理等思維習慣。

三、問題解決能力的培養策略

（一）創設真實問題情境，激發問題意識

1.聯系生活與社會熱點

例如，在“硫及其化合物”單元中，以“酸雨的形成與防治”為任務，要求學生分析污染物來源、設計實驗驗證防治方案。

2.融合跨學科情境

如“碳中和”主題下，結合化學（CO?轉化）、生物（光合作用）、地理（碳循環）知識，設計多角度解決方案。

案例：學習“原電池”時，以“如何設計高效燃料電池”為驅動問題，引導學生從電極材料、電解質選擇等角度展開探究。

（二）整合知識結構，構建問題解決支架

1.繪制單元概念圖

以“物質結構”單元為例，通過思維導圖梳理原子結構→元素周期律→分子間作用力的層級關系，幫助學生明確知識關聯。

2.設計階梯式問題鏈

例如“化學平衡”單元中，依次設置基礎問題（平衡常數計算）、進階問題（工業合成氨條件優化）、開放問題（如何提高反應效率），逐步提升思維深度。

（三）引導探究式學習，培養科學思維方法

1.實驗探究與證據分析

在“電解質溶液”單元中，讓學生自主設計實驗驗證不同鹽溶液的酸堿性，并通過數據歸納水解規律。

2.模型建構與優化

以“化學反應速率”為例，通過實驗數據建立濃度、溫度與速率的關系模型，并進一步修正催化劑的影響。

（四）實施多元評價，優化問題解決過程

1.過程性評價

采用量表記錄學生在小組合作、方案設計中的表現，關注思維邏輯性與創新性。

2.反思性評價

要求學生撰寫實驗報告時，重點分析“假設是否合理”“如何改進方案”，培養元認知能力。

四、實踐案例分析

以“氯及其化合物”大單元教學為例：

1.情境任務：某自來水廠需優化消毒工藝，如何選擇安全高效的含氯消毒劑？

2.問題鏈設計：

基礎層：Cl?、ClO?、NaClO的消毒原理是什么？

綜合層：從氧化能力、殘留毒性等角度比較三種消毒劑的優劣。

創新層：設計實驗方案驗證ClO?的消毒效果。

3.成果展示：學生通過角色扮演（工程師、環保專家等）匯報方案，接受同伴質詢并完善結論。

五、結語與建議

大單元教學為問題解決能力的培養提供了系統性框架。實踐中需注意：

1. 教師需提升單元整合與情境設計能力；

2. 合理分配探究活動與知識講授的時間；

3. 結合校本資源開發特色案例（如當地污染治理項目）。

未來可進一步探索信息技術（如虛擬實驗）與問題解決教學的深度融合。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部. 普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[S]. 北京：人民教育出版社，2020.

[2] 劉月霞，郭華. 深度學習：走向核心素養[M]. 北京：教育科學出版社，2018.