高中化學課程體系主要囊括微觀及宏觀兩個維度知識點,其中部分內容抽象且枯燥,學生學習難度較大。過去課堂中學生只需吸收教師所講知識,并不會主動提出疑問,這會極大限制學生學習思維發展,降低其學習興趣。因此,教師應該善于在課堂不同環節貫穿問題教學理念,以問題為載體,帶領學生挖掘知識間的邏輯聯系,繼而提高學生對學科知識的理解與掌握能力,有效促進學生學科思維的發展。
一、問題教學法在高中化學課堂中的應用原則
為了能夠將問題教學法的優勢發揮至最大,高中化學教師應當遵循如下原則:
(一)適度性原則
化學教師應當遵循適度性原則設計課堂問題,根據班級學生學習水平以及認知能力來控制問題難度,既能夠引導學生完成深度思考,又避免學生產生學習挫敗感,確保學生能夠在自主探究中獲得良好學習體驗,切實提高課堂教學的實效性[1。
(二)趣味性原則
貼合學生生活且符合學生喜好的問題元素能夠提升學生的探究興趣,讓學生積極參與問題探究過程中。學生能夠在觀察與分析生活案例的同時逐步挖掘化學學科與實際生活間的關聯,繼而充分增強學生的探究興趣[2]。此外,多元且豐富的提問形式也能夠增強學生探究問題的興趣。高中化學教師要能利用趣味競賽、動手實驗以及多媒體設備等資源營造愉快、輕松的探究氛圍,有效緩解學生對抽象知識的抵觸心理,充分提升學生探究問題的專注力與參與度。
(三)啟發性原則
化學教師還需要遵循啟發性原則設計課堂問題,引導學生在分析問題與討論問題過程中獲得思維的拓展。一方面,課堂問題需要兼具開放性與挑戰性兩大特征,能夠引導學生靈活運用所學知識解決實際問題,進一步調動學生的創造能力,帶領學生從不同的角度探索解決方案,并讓學生在動手實踐中積累學習經驗,繼而逐步歸納化學學習的規律[3]。另一方面,化學教師提出課堂問題后切不可直接給出答案,而是可以引導學生自主找出解題思路,有效強化學生對學科知識的學習及理解。由此看來,上述教學原則能夠提高學生的邏輯思維能力及知識遷移能力,讓學生在思考問題、解決問題過程中獲得更多的學習啟發。
(四)科學性原則
化學教師還需遵循科學性原則設計課堂問題,確保問題內容貼合課堂教學要求,且問題邏輯科學嚴密,避免讓學生在探究中產生思維偏差。此外,高中化學教師還需遵循科學原則設計實驗教學方案,保障實驗問題的真實性與嚴謹性,引導學生在觀察實驗現象、分析實驗數據的過程中深刻理解化學規律及基本概念[4]。
二、問題教學法在高中化學課堂中的應用策略
高中化學教師可以從四個方向開展問題教學,具體為:第一,科學整合化學教材,引導學生逐層剖析;第二,有效挖掘生活元素,增強學生探究興趣;第三,充分滲透化學歷史,不斷開闊學習視野;第四,積極導入信息技術,有效完成具象轉換。
(一)科學整合化學教材,引導學生逐層剖析
高中化學教師應始終圍繞教材內容開展問題教學,鼓勵學生靈活運用所學內容完成探究任務,進一步強化學生的知識遷移能力及問題應用意識[5]。因此在設計課堂問題時,授課教師需要充分利用課前環節系統整合本節相關的重難點內容,并將更具討論價值及生活意義的知識作為課堂問題的切入口,該方式不僅能夠激發學生對課堂問題的探究興趣,更是能夠作為學生生活與化學學科的橋梁,引導學生靈活運用生活經驗解析學科奧秘。此外,高中化學教師還要依托班級學情及教材布置遞進式課堂問題,有效降低問題探究的難度,切實增強學生學習自信,引導學生在逐層解析中形成完善的學科核心素養。
例如:在講解“氮的固定”相關知識時,高中化學教師就要利用幾道課堂問題來組織學生深度探究“氮的固定”背后的化學原理及其在生活中的應用范圍,具體教學步驟為:第一,通過問題(空氣中含有豐富的氮,為什么植物無法直接進行利用呢?)引導學生關注生活中的常見化學現象,據此闡述氮的固定原理以及它的惰性。第二,利用問題(在實際生活中,農戶一般通過哪種肥料來提高作物產量?)來引導學生應用實踐經驗探究學科知識,深度解析氮肥在農業生產活動中發揮的重要作用。第三,利用問題(剛剛我們學習過了工業合成氮,那么還有哪些途徑能夠固定氮呢?)來引導學生深度思考,繼而分析自然固氮與工業固氮的利弊及特征。基礎講解結束后,高中化學教師還要利用一道開放性問題(如果農民想要在一片缺乏氮肥的土地中種植作物,需要組裝一個怎樣的生氮設備呢?)來組織學生參與實驗活動,要求學生在文獻檢索及動手操作中深刻理解固氮原理。上述問題主要以“工業合成氨”為研究主題,引導學生在理論學習后完成創造性設計,該方式不僅能夠極大拓展學生的化學學習思維,更是能夠激發學生對基礎知識的深度學習興趣,有效強化學生對本節內容的理解。綜上,依托教材內容而設計的課堂問題可以幫助學生學習并掌握固氮相關的要點知識,更是能夠讓學生明白固氮原理在生態系統以及農業生產中的具體應用方式,進一步促進學生學科核心素養及綜合技能的發展。
(二)有效挖掘生活元素,增強學生探究興趣
新課標背景下高中化學教師還需緊密聯系學生實際來設計課堂問題,切實提高學生對學科知識的領悟能力,幫助學生挖掘真實生活與學科知識間的緊密關聯,進一步提高化學學習的實用性和趣味性。具體教學過程中,化學教師要利用生活現象來豐富問題內容,鼓勵學生在更為熟悉的學習情境下探究學科內涵。例如:教師能夠將日常生活中較為熱點的環境保護、醫藥衛生以及食品營養等問題作為本次探究活動的主題,要求學生在討論與分析中了解化學在生活中的應用價值。這種依托生活案例而布置的課堂問題能夠激發學生的探究興趣,讓學生在挖掘生活細節、觀察生活現象的過程中提出合理假設、開展科學探究,繼而總結學習規律,形成良好的問題解決能力。
例如:在講解“蛋白質”相關內容時,高中化學教師就需圍繞“營養”“健康”等學生較為關注的生活話題來設計問題探究活動,組織學生深度學習蛋白質功能和結構間的關系。具體教學流程為第一,利用一個生活現象(為什么很多減肥者和健身達人認為補充蛋白質很重要呢?)導入本節學習主題。上述問題能夠引導學生思考蛋白質在人體能量消耗過程中發揮的作用。為了擴展學生的探究深度,化學教師可繼續追問:“人體是否能夠直接吸收蛋白質呢?”學生需要靈活運用所學知識來分析這一問題,并探究人體吸收和消化蛋白質的具體過程,該方式能夠激發學生對本節知識的探究興趣。第二,引導學生自主探究一道難度更高的情境問題“在超市中我們能夠看到許多保健品上均寫著‘含有優質蛋白’,質監局怎樣評估一類蛋白質是高質量的呢?”上述問題要求學生盡可能多地查閱文獻資料,繼而明白必需氨基酸、優質蛋白的定義,并清楚保健品營養價值的評判標準。第三,利用一道開放性問題“我們能夠通過哪些操作證明食物中富含蛋白質呢?”引出本節實驗,組織學生借助雙縮脲試劑評估多種食品內的蛋白質含量。上述教學方式不僅能夠引導學生運用所學內容分析營養相關的生活問題,更是能夠鍛煉學生的化學思維,增強學生的分析判斷能力。
(三)充分滲透化學歷史,不斷開闊學習視野
高中化學教師還要依托教材內容合理滲透化學歷史,這不僅能夠提高學生對相關知識的理解及應用能力,更是能夠讓學生切實領悟科學家的探索精神以及化學學科的發展歷程。問題設計過程中,化學教師要把化學史中的趣味歷史事件、科學家的生平事跡以及經典發現滲透至探究活動中,讓學生在學習知識的同時掌握學科的發展背景,例如:教師將金屬性質的發展歷程、冶煉工藝的優化方式以及金屬材料的挖掘過程等化學史融入問題內容中,這不僅可以拉近化學學科與學生生活間的距離,避免學生產生抵觸心理,還能夠讓學生明白化學家在反復驗證與實驗中所必備的科學素養以及批判思維。
例如:在講解“金屬材料的廣泛應用”時,化學教師就可以圍繞“青銅器時代至鐵器時代金屬的演變歷程”來設計課堂問題,幫助學生更好地理解各種金屬材料在不同歷史時期所發揮的價值及作用。具體教學流程為:第一,利用一個問題(我國古人為何最先使用的器械為青銅而非鐵器呢?鐵器和青銅器間存在怎樣的性質差異呢?)導入本節學習內容。學生在討論與探究中能夠發現鐵器和青銅器在冶煉方式上存在不同。由于鐵器的煉制需要較高的溫度要求,而青銅器的煉制溫度較低,因此我國古人最先使用的是青銅器皿。第二,為了加深學生思考,教師繼續追問:“為什么人們發明鐵器之后,就迅速將其取代青銅了呢?”這就要求學生著重分析鐵器與青銅器的性質特征,圍繞金屬的熔點、密度以及硬度等探究二者的應用背景以及具體優勢,進一步強化學生對不同金屬材料的認知。第三,圍繞“鐵的冶煉進程”來設計情境問題“歷史上人們始終在探索鐵的高純度冶煉方式,不同時代下科學家是如何改進鐵的冶煉技術呢?”要求學生查閱相關文獻,分析工業革命時人們所掌握的高爐煉制手段,掌握用焦炭煉鐵的優勢,并分析其替代木炭煉鐵后的現實意義。綜上,當學生學習了不同金屬的冶煉演變后,就能夠深刻領悟化學學科在社會生產中的重要價值,繼而嘗試站在歷史的角度探究問題、解決問題,有效強化學生對本節知識的理解及應用。
(四)積極導入信息技術,有效完成具象轉換
部分學生認為高中化學知識十分抽象、晦澀學習起來較為吃力。針對上述現象,授課教師可以巧妙借助信息技術手段,利用多媒體、數據分析軟件、在線學習資源、虛擬實驗等方式提高問題教學的互動性與趣味性,幫助學生將抽象的知識生動化、直觀化,進一步促進學生科學精神及探究興趣的形成。該方式不僅能夠極大豐富高中化學的教學形式,還可以讓學生從直觀角度觀察實驗現象、分析化學反應過程。因此在開展問題教學活動時,授課教師就可以借助數據分析、模擬實驗或動畫演示等手段幫助學生代入不同場景,鼓勵學生跟隨任務指示檢索豐富資源、提出實驗假設、整合實驗數據、驗證實驗結論等,切實強化學生的批判性思維以及獨立探究能力。由此看來,依托信息技術手段而設計的課堂問題能夠強化學生對化學知識的學習、理解能力,讓學生深刻了解到化學學科在社會生產中的具體應用場景。
例如:在講解“海水淡化”相關內容時,高中化學教師就可以為學生播放一段海濱城市居民的生存現狀,并提出如下情境問題:“如果大家也居住在一個缺乏淡水資源的城市,能夠通過哪些方式將海水資源處理為可飲用水呢?”多媒體展示的視頻能夠幫助學生掌握不同的海水淡化原理(反滲透法、蒸餾法等)以及具體的操作方法,讓學生從直觀層面了解每一步驟的實施過程。此外,化學教師還能夠基于虛擬實驗軟件為學生演示海水淡化的實驗條件,并鼓勵學生自主改變壓力、溫度等因素,繼而分析這些因素對于產水效率產生的具體影響。上述教學方式可以幫助學生更好地理解每一種海水淡化法的優劣勢,并深刻領悟科學技術在開發資源與利用資源時發揮的作用。在基礎講解技術后,高中化學教師還可以組織學生共同查閱國內外成功的淡化海水案例,據此分析:“近年來國際上很多臨海城市均使用淡化技術來處理海水,試問這一技術手段可能會給大自然造成什么影響?我們又能夠怎樣減少環境污染、降低淡化成本呢?”上述問題能夠讓學生意識到優化“海水淡化”技術的緊迫性,并利用互聯網、圖書館等多種渠道收集豐富的數據圖表,通過比較分析不同淡化技術對環境的影響、能耗差異以及經濟效益等,繼而提出針對性的優化策略。由此看來,依托信息技術手段而開展的問題教學模式能夠幫助學生實現具象轉換,嘗試從直觀角度分析海水淡化的不同手段及原理,切實增強學生的環保意識,讓學生明白化學知識在生態環境保護中發揮的重要作用。
結束語
通過上述的分析能夠發現,高中化學教師可以依托適度性、趣味性、啟發性以及科學性四大原則創新課堂問題形式、豐富課堂問題內容,并圍繞“聯系生活”“融入歷史”“搭載媒體”以及“整合教材”四個方向設計具體的教學策略,這不僅能夠有效激發學生的創新意識及探究興趣,更有助于學生批判性思維的形成,讓學生能夠從多個角度探究問題,為日后的深度學習打下良好的基礎。
參考文獻
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