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基于问题解决指向学科理解

2022-03-22王雷雷

高考·上 2022年1期
关键词:问题解决高中化学教学策略

摘 要:问题解决是培养学生终身学习能力的重要途径,也是实现对学生学科核心素养培育的关键方式。在高中化学教学中,教师以问题解决为出发点,组织学生探索化学知识,可以在极大程度上促进学生健全化学知识结构的构建,有助于学生化学思维的培养,对于学生化学学习水平提升十分有利。

关键词:高中化学;问题解决;教学策略

随着新课改的全面实施,在课堂教学中更加看重情境教学、问题导向、互动教学、体验教学等方式的应用,同时在知识考查上更加偏向于学生利用知识来分析解决问题的能力,强调知识与实际生活的关联。因此,在实践中高中化学教师在课堂教学中还需要结合新课改要求,转变育人模式,引导学生在问题解决中加深对化学学科的理解,促进学生化学核心素养的发展。

一、问题解决及学科理解的内涵

(一)问题解决的内涵

高中阶段的学习是一个不断遭遇问题、解决问题的过程,问题解决是随着个体终身学习、实践而存在的能力。从教学的角度看,问题解决是学生学习知识、探索知识的一种本性,是指向知识本质的探究行为,通过问题解决可以很好地培养学生分析综合、批判创新、反思创造等素养。问题解决是师生结合真实的生活情境,借助科学探究、协作沟通等方式,针对学生学习中面临的问题,协同制订问题解决方案,共享交流理念,促使学生朝着预期目标状态发展。

问题解决教学的关键是在课堂教学中教师需要结合教学目标,从问题出发,设置课堂活动,或是结合真实情境、模拟情境,从开放性问题引出学习目标,同时教师并不会给学生设置目标达成路径,需要学生自己在问题解决中通过自主学习、协作交流、平等对话、创新发现等方式得到知识认知,实现对知识的获取。同时在此过程中,学生会经历整个科学探究过程,这对学生自主学习、合作学习、实践创新等能力发展具有很大帮助。

(二)化学学科理解

从字面意思看,理解是指懂了、了解,从教育学的领域看,理解是学生探究事实本质的结果表现。学科理解简单来说就是学生在学科学习过程中,通過科学思维解决相关学科问题、认识学科,并创造世界的一个动态化过程。学生在学习过程中面对学科问题、现实生活问题,需要从“学科专家”的角度进行思考,学科理解体现了每个学生都是问题的解决者、创造者。

在新课程标准中指出,化学学科理解主要是对化学课程的知识、思维方式、认知方法进行结构化、本质化的了解,其不仅涉及理解化学学科的知识,还包括理解化学学科的思维品质、认知方法。从学生学习的角度看,化学学科理解可以看作是学生通过相应的学习方法,对化学学科的基本知识关联、核心观念、结构体系进行认识的过程,学生通过多样化的方式来表征化学学科知识,在学习中可以认同化学学科的知识内容及育人作用,能从化学的角度对世界进行分析、探索,可以借助化学知识来解决生活中与化学相关的问题、社会话题。

二、问题解决下的高中化学教学转型路径

(一)做“有问题”的教师

在新课程标准中关于教学建议提出,教师要通过多种途径、多种方法来增进关于化学学科的理解。在实践教学中,高中化学教师应该做一个“有问题”的教师,在日常教学、专业学习、教学研究等过程中,必须尽可能多地思考“为什么这样教?还可以怎样教?”教师要带着学科问题、教学问题去学习、解释化学教材知识点背后的本质,审视、研究课堂教学的科学性,不能片面地开展教学活动。如“配置一定物质的量浓度的溶液”是高中生在化学学习中必须掌握的实验,也是化学实验的基础,在以往的教学中,教师并没有深入思考为什么教材中会设置这部分内容,这也导致教师难以深层次地引导学生认识如何用物质来准确地配置溶液。又如从元素周期律可以知道,气态氢化物在稳定性上NH3>CH4,而从功能键上看C-H的键能是415.3kJ/mol,N-H的键能是390.8kJ/mol,稳定性上CH4>NH3。要想弄清楚这些问题,教师不能“想当然”,需要不断查找资料、文献,甚至是自己亲自做实验来论证。

对高中化学教师来说,在平常教学中应该经常性地对自己的教学活动进行反思,并且要审视自己对化学学科理解的不足,保持专业学习热情,从问题出发不断丰富自身的认知,提高自身的化学学科理解程度。高中化学教师在平常需要深入研读新课程标准,认真分析新教材,并且要主动学习关于化学教育的相关知识,积极地参加相关教学培训活动,增强自身科学探究意识,围绕问题开展教学研究,切实提高自身的教学水平,为学生良好发展打下基础。

(二)实现“有问题”设计

在高中化学教学中,为了帮助学生更好地理解化学学科,并且能灵活地处理化学学习中的问题,教师就需要注重在教学设计阶段从问题入手,借助问题引导学生开展深度学习。在过去高中化学教师引导学生获取知识时,大多是引导学生简单地学习化学知识、公式、原理等表层内容,然后要求学生开展大量的习题训练,从而达到学生对化学知识深入感知的目的。这种方式最大的弊端是学生整个学习过程缺乏理解性活动,多以“死记硬背”为主,所以教师还需要借助问题来引导学生实现深度学习,做到从表层符号走向逻辑认知的层面,促进学生学习效果提升。

基于学科理解的化学问题解决教学设计关键在于教师要结合知识为学生构建相应的问题情境,指引学生在情境中掌握相应的实验技能、化学知识,形成化学思维,并在问题解决中体会到化学学习的价值。

例如:教师引导学生学习“氯气的性质”这部分知识时,教师就可以在课堂上为学生设计这样的学习环节:利用多媒体展示视频,有两辆装有液氯的铁质槽罐车从化工厂出来,进入高速路。其中一辆车在行驶过程中突然侧翻,很多黄绿色气体从罐体中泄漏,周围的人都出现嗓子难受、无法睁眼、难以呼吸的情况。教师引导学生根据视频讨论:化工厂为什么要大量生产、运输氯气?运输氯气为什么要用铁质槽罐车?根据视频总结氯气的物理性质。为什么槽罐车运输的是“液氯”而不是“氯气”?结合生活中液化气、液氮的运输行为对氯气的性质进行解释。

在这样的课堂活动中,教师从真实情境入手,让学生结合生活应用的角度来对化学知识进行审视,树立“性质决定应用”的化学思想。同时在学生分析情境问题的过程中,教师还需要指引学生透过现象抓住问题本质,结合生活学会应用化学知识,这对学生深入理解学科有极大帮助。

(三)构建“有问题”课堂

在高中化学教学环节,教师要注意引导学生充分开展自主学习、合作学习、创造性学习活动,以此实现对学生综合能力的培养。“有问题”的课堂教学活动是推动学生核心素养发展的关键,也是落实立德树人根本任务的重要路径。在课堂上,高中化学教师应该通过开放的姿态,引导学生以探究为核心,以创造为根本,让化学教学回归于探究,指引学生科学化对问题进行探究,领略知识探究路程的奥秘,深化学生对学科的理解。在平常教学中,高中化学教师需要善于挖掘课堂上的生成、意外元素,让学生在问题探究中加深理解。同时在实践教学中高中化学教师应该鼓励学生多提出自己的观点、想法,并让学生尝试论证自己的观点想法,同时教师也可以鼓励学生之间相互讨论交流,倾听他人的意见想法,开拓学生的思路,为学生的良好成长提供保障。

如上案例中,针对情境中为什么用铁质槽罐车运输液氯?这一问题,在课堂上生成新的问题:氯气是否可以与金属铁发生反应?教师可以将学生分成多个小组,让各组学生对其开展讨论、论证。对于这一问题有的学生认为氯气是不会与铁发生反应,因为在实践中化工厂会用铁质槽罐车来运输液氯;也有的学生提出氯气和铁是可以发生反应的,如同氧气与铁发生反应一样,在常温下反应速度比较慢,但是在特殊环境下,如加热条件下就会出现反应。对此教师可以引导学生交流氧气与铁的反应知识,并以氧气与铁的反应为对照实验,设计实验进行论证。在实验过程中,各组学生可以根据氧气与铁的反应实验为模板,开展实验操作,借助实验深化对知识的理解。在实验中有的学生提出了优化措施,在氧气与铁的反应中,将少量细沙放在瓶底,因此在氯气与铁的反应中也可以试着将少量细沙放在瓶底。在实践中将铁丝放入装有氯气的集气瓶中,观察后发现没有明显现象发生;随后将加热后的铁丝放入装有氯气的集气瓶中,发现有大量棕黄色烟出现。各组学生对现象进行交流讨论,并且有的学生尝试将集气瓶中装入少量水,发现溶液呈现棕黄色,提出有氯化铁的形成。

在这样的课堂活动中,教师指引学生从不同的角度对铁与氯气的反应进行讨论,让学生根据问题设计实验方案,通过小组合作、自主操作等方式完成实验训练,促使学生能在逻辑推理、科学分析中对自身的假设进行论证,以此强化学生问题分析能力、问题解决能力的提升,促进学生科学精神、表达能力的发展。

(四)培育“有问题”学生

新时期下,化工生产对日常生活的影响越来越大,同时社会上发生与化学相关的重大事故也有所增加,一方面是化工生产中的安全问题,另一方面也是由于人们化学风险防范意识相对比较差。在化学课堂上,教学目标大多停留在考试分数的层面,忽视了化学学科的“社会分数”,学生本身的“成长分数”,这无疑会对学生化学知识实践应用带来影响。如学生在学习了甲烷知识后,学生能否真正地懂得燃气泄漏正确处理方法,能否将知识迁移到其他有机化工品生产、存储、使用中的风险防范上是一个值得深思的问题;学生在学习了氯气知识后,能否准确、科学地对氯气槽罐车泄漏进行处理,是否掌握了含氯消毒剂的正确使用方法也是需要深思的问题。

从学科角度看,学生学习知识并不是简单地为了应付考试,更重要的是做到学科理解,把握学科事实。化学实践是学生形成化学学科理解的最重要途径,教师在平常教学中应该指引学生通过化学知识学习、化学思维迁移应用、真实问题分析来形成“有问题”的学生,促使学生自觉地对未知知识进行探索,从中学习应用知识,促使学生可以形成科学的思维。

如在“氯气的性质”案例中,教师可以根据创设的氯气运输车侧翻泄漏情境,给出学生知识迁移应用问题:假设你是附近的居民,你会如何自救、帮助他人?如果你是现场的救援指挥人员,你会如何进行现场应急处理,教师可以引导学生开展组内讨论活动,要求学生从自救、帮助他人、现场指挥等角度写一份书面材料,各组学生将自己组的讨论成果与其他小组及教师进行交流,其他小组进行补充完善。在这样的交流讨论活动中,学生可以很好地形成团队互助、同伴协助思维,并且能增强学生的社会责任意识,有助于学生自我保护、安全环保等思维形成,同时还能强化学生复杂问题解决能力的发展。

(五)开展“有问题”评价

随着教学改革的推进,越来越多的教育工作者意识到对于学生学习评价不能单纯地停留在“考试分数”层面,不能培养高分数低能力的学生。新课标指出在化学教学中,教师需要注重学生核心素养的培养,同时教师需要通过真实、具体的问题情境为学生核心素养发展提供相应的表现机会。在实践中,教师要注意对学生开展“有问题”评价活动,教师以创新创造为切入点,借助真实的问题情境,如真實的工业生产问题、生产实际、社会实践、化学发展史、科技前沿等内容,在学生问题分析解决中对学生化学知识掌握程度、学科理解程度进行考查,同时教师还可以根据学生的问题解决成果来判断学生的知识迁移应用能力、交流表达能力、反思批判能力、创新意识、社会责任心,保持对学生评价的客观性。

结束语

问题解决是学生终身学习能力的重要组成部分,也是实现高中化学课堂教学转型的重要方向,是实现对学生核心素养培育的关键路径。高中化学教师在日常教学中可以从问题解决为出发点,关注学生化学理念培养,引导学生对问题解决形成基本的化学观念,完善化学知识结构体系,辩证地理解化学学科,实现对学生的综合培养。

参考文献

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作者简介:王雷雷(1985—),男,汉族,陕西渭南人,渭南市瑞泉中学,一级教师。研究方向:高中化学教学。

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