以问题为中心的高中化学教学优化途径

作者: 张菊红

以问题为中心的教学在高中化学教学中有着广泛的应用,能够推动高中化学教学活动的开展,促使学生树立问题意识,在问题的引领下主动地探索与分析科学,强化科学探究能力,促进学生化学素养的提升。本文首先分析了以问题为中心的教学实践意义,并进一步针对以问题为中心的高中化学教学优化途径提出了几点建议,旨在促使学生在问题探究中走向深度学习,提升化学教学质量。

一、以问题为中心的教学实践意义

(一)点燃学习热情

以问题为中心的教学模式强调师生、生生间的互动,一般是通过教师抛出问题,引发学生思考,学生围绕问题开展思考与探讨的方式,提升学生在课堂中的参与感,让学生开动脑筋等方式,促进学生形成自主学习意识。在高中化学教学中,教师提出趣味性的问题,可以激发学生的求知欲和探索欲,点燃学生对化学学科知识的学习热情,帮助学生开启通向化学学习的大门。

(二)活跃课堂氛围

在传统的化学课堂教学中,通常是教师作为教学活动的主体,而忽视了学生的主体作用,学生在教学活动中的参与机会较少,一直处于“听讲”的学习状态,课堂成了教师的舞台,教学氛围沉闷且无趣,师生配合度不高,导致化学教学效率低下。而在以问题为中心的教学中,要求教师关注学习环境对于学生学习效果的影响,能够巧妙地运用“问题”活跃课堂氛围,让学生在轻松、活跃的课堂氛围中自主学习,并爱上学习。

(三)落实课改要求

在2022年版的普通高中化学课程标准中进一步强调了问题教学法的实践意义,提倡教师善于用“问”启发学生的疑惑,以“问题”为载体合理地引导学生,促使学生得到思维能力的锻炼。以“问题”为中心教学模式的运用符合新课标的核心精神与教学要求,能够促使教师依据高中生的学习特点转变教学方式,将教师的教学关注点放在满足学生学习需求上,弥补传统课堂教学的不足,提高学生对问题的感知能力,将教学目标聚焦于学生的核心素养发展,促使学生在问题的探索中获得综合能力的锻炼。

二、以问题为中心的高中化学教学优化途径

(一)主动联系生活,创设问题情境

在以往的高中化学教学中,因为教师忽视了生活与化学知识之间的联系,导致学生虽然掌握了化学知识,但是却无法将化学知识灵活地运用到生活中,无法实现学以致用,学生不具备站在化学角度审视生活的能力,因此出现了“高分低能”现状。以问题为中心的教学情境创设,可以将化学问题与生活有机地融合起来,让学生发现化学问题与生活存在的关系,引领学生站在生活经验的视角思考问题、解决问题,不仅可以激发学生作为学习主体的主观能动性,还能够为化学知识在生活中的实践运用奠定基础。

在《金属材料》一课的教学中,教师可以创设这样的问题情境:金属是我们日常生活中经常能够见到的物品,相信同学们对于金属并不陌生,但是你们了解金属的历史发展过程吗?(出示视频课件)视频带领我们回到了金属的历史,我国先是在青铜器时代开始发现金属,后又经过商朝的司母戊鼎、东汉的马踏飞燕,将青铜器和工艺进行了完美地结合,之后来到了铁器时代,再到现代铝的应用,人们对于金属的研究从未停下。那么,请同学们思考并说一说金属在人们生活中被运用于哪些方面,这些生活中的应用与金属的哪些性质有关?通过问题情境的创设,带领学生从金属的用途思考不同金属材料的化学性质,如铁在生活中的用途较多,但是铁容易与氧气发生氧化反应,形成铁锈等,带领学生思考金属材料与氧气、与酸、与某些盐发生反应的现象以及原理,促使学生在问题情境下获得身临其境之感,拉近化学问题与生活、化学知识与学生之间的距离。又如在《物质的分类及转化》一课教学中,要求学生建立多样的、系统的物质分类体系,渗透分类观、物质转化观,让学生掌握根本的化学思想方法,总结出化学物质及其变化的规律,学会迁移,能够在陌生的化学问题分析中做到有理可循、有据可依。在这节课中,为了帮助学生建立分类观,教师可以引入生活实例情境,并引出问题,如:“在图书馆内,书籍都是如何摆放的,超市内的物品是否也是分门别类摆放的,当你需要购买物品的时候,只要走向相关类别的区域,就可以快速地找到目标,那么,在化学的学习中我们是否能够将物质进行分类呢?”借助生活中学生熟悉的分类实例创设情境,可以提升化学问题的代入感,增加学生对化学问题的感兴趣程度,结合生活经验明确分类的依据、标准,并促使学生在问题的带领下找出物质的共性。

(二)以“问”设“疑”,促进思考与探索

正所谓“学起于思,思起于疑”,疑问、疑惑是促进学生探索真相的动力,以问题为中心的教学模式,提倡教师能够通过问题的设置,引发学生产生疑问,激起思维的浪花。因此,在高中化学教学中,教师应善于在“无疑”处设疑,以激起学生的求知欲,促使学生在好奇心与求知欲的促使下,能够主动地参与问题的探索,探索物理现象产生的原因,挖掘出化学的本质与规律。

以“元素周期性变化规律”的这部分教学为例,教师在课堂讲解中先让学生了解大部分化学家在对元素周期性的变化规律研究中通常以第三周期的元素为研究对象,许多学生听完之后并不会有过多的想法,只是简单地了解到化学家对元素周期性变化规律的研究起点。那么,此时教师可以在学生的“无疑”处设置问题,引发学生产生疑问,例如“为什么通常会选择第三周期元素为研究对象呢?”“为什么不以第二周期元素为研究对象?”经过这个问题的提出,引发了学生的思考,让学生对于元素周期性变化规律的学习产生了兴趣,鼓励学生提出设想,说明理由。一名学生说出的理由是:“因为第三周期的元素在生活中更加地常见,研究起来也相对方便。”一名学生这样说道:“与第二周期元素相比,第三周期的元素金属性更强,实验现象更加地明显,实验安全性较高,第二周期中的Li、Be、O、F等并不是最适合的研究对象。”还有一名学生认为:“第二周期元素中的O、F不适合研究,原因是O没有最高正化合价,而F没有正化合价,无法通过最高价含氧酸性来比较非金属性的强弱。”虽然学生们给出的理由并不完全相同,也不是十分的准确,但是通过这个问题的设置,可以引领学生对比第二周期和第三周期元素的性质,促使学生在疑问的驱动下主动地联系已有经验,将以往学习到的知识迁移到新的问题解答中,加深学生对第二周期、第三周期元素的特殊性质了解程度,认识到化学家们在化学研究中看似理所当然的处理方法背后,都是有原因的,引领学生在质疑中形成批判性思维,获得思维能力的锻炼。

(三)精心设计问题串,实现思维进阶

在以往的高中化学教学中,教师虽然也会设置问题,但是问题与问题之间的关联性不大,问题的设计缺乏紧密性以及递进性,零散的问题设计并不能引发学生的深度学习发生,还容易让学生的头脑处于混乱的状态,这里思考一下,那里思考一下,导致学生习得的知识处于零散化状态。这就要求教师改善问题设计的方式,以问题为中心的问题串设计是指在一定的学习范围内,教师能够结合具体的教学目标或中心问题,按照一定的逻辑结构关系,精心地设计一系列问题,问题的设计遵循关联性、层递性原则,一般按照由易到难的规律,促使学生在问题串的引领下对所学问题层层剖析、抽丝剥茧,能够引领学生从浅层学习走向深度学习。

如在“电解池的工作原理”教学中,教师基于氯化铜溶液的实验探究,设计的问题串如下:(1)氯化铜溶液中的阴阳离子有哪些?(2)在外加电流的作用下,阴阳离子是否会发生移动,会向着哪个方向移动?(3)在该电解实验中,如何得到电解产物?最终得到的电解产物是什么?请学生用化学用语表示出来;(4)除了在实验中观察到的电解产物,是否还有可能得到其他的电解产物?电解产物得到的顺序是什么?为什么是按照这样的顺序得到的电解产物呢?在问题串的引领下,学生经历了合作交流与讨论,将学习的关注点从宏观的实验现象观察到微观的微粒行为探索上,在逐个问题的解答中加深对电解池工作原理的认识,掌握阴阳离子的移动走向规律,掌握不同离子放电的先后顺序。需要注意的是问题串的设计不能随意地叠加,教师需要充分了解课程教学目标,全面剖析教学内容,结合教学目标以及教学内容设计出彼此相关的一组组问题,其中的每一个问题都要指向同一个更为高级的目标或主题,提高问题与问题之间的内在逻辑联系,通过由浅入深的问题串,引领学生的思维进阶,进一步发展学生的高阶思维,也有助于学生建立完整的知识体系。

(四)借助习题设问,锻炼解题能力

习题教学作为高中化学教学中的重要组成部分,是检验教师教学效果以及学生学习成效的主要途径之一,巧妙地借助习题提出问题,可以促使学生在习题解答中运用自身已知的知识与经验,进行习题问题的独立分析与判断,进入创造性的思考与解答的学习状态。以问题为中心的习题设问一般教学步骤为:出题→读题思考→试解→分析讨论→归纳检验等过程,教师因巧妙地借助习题提出问题,引领学生在习题的解答中总结出化学思想与方法,从习题的解答中汲取化学精神,获得问题解答能力、创新能力等方面的发展。

当学生掌握了化学平衡特征以及影响因素之后,为了考查学生对于平衡的可逆性知识点掌握情况,教师可以设计这样的习题:“等T、V条件下,对反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),已知开始时,各物质的量分别为2、1、0(mol),达平衡时n(SO3)=a(mol),若始态改为0、0、2(mol),达新平衡时n(SO3)的值是多少?”学生基本都可以顺利地完成这个问题的解答,在成功解答问题后学生处于兴奋的状态,在此基础上教师进行第一次的变式:“若始态改为1、0.5、1(mol),达新平衡时n(SO3)的值是多少?”经过变式之后问题的难度有所升级,一部分学生在问题解答中受挫,这时教师可以通过提问的方式帮助学生找到问题解答的思路,如教师提出问题:“在原习题中两个不同始态的相同平衡态在哪里?”学生思考后发现始态就如同出发点,那么终态就可以比作终点,2、1、0与0、0、2,就是两个极点,始态的不同只是出发点的不同而已,但是终点却是相同的。当学生明白了始态与终态之后,教师继续提问:“那么,1、0.5、1在从始态走向终态的行程中处于怎样的地位呢?”促使学生在习题的分析中概括出三个始态之间具有的关系。除此之外,教师还可以这样变式:“若始态为4、2、0(mol),达平衡时n(SO3)等于2amol吗?”“若反应为H2(g)+L2(g)⇌2HL(g),又会如何?”以变式训练促使学生在新问题的解答中归纳出化学思想与方法,养成“穷追不舍”“追根问底”的学习精神,帮助学生在变式训练以及问题引导中获得解题能力的锻炼,提升学生的化学学习水平。

总之,在新课改的背景下,需要高中化学教师积极学习先进的教学理念,充分认识到以问题为中心教学模式对于课堂教学质量提升的作用,能够在问题的设计以及教学实践中突出学生的主体地位,将以问题为中心的教学模式融入高中化学教学中,引领学生树立问题意识,在问题的探索与解答中积累知识、锻炼能力,促进高中化学教学整体质量的提升。