真實問題情境在發(fā)展學生化學核心素養(yǎng)中的價值初探

馮洪明

摘 要：“科學探究與創(chuàng)新意識”是化學學科核心素養(yǎng)重要內(nèi)容之一?；瘜W教學中倡導(dǎo)真實問題情境是化學教學的本原回歸，也是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的現(xiàn)實要求。教學中利用真實問題情境的客觀真實性、開放性、隱蔽性，可以促進化學學習方式和教學方式的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)學生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：真實問題情境；核心素養(yǎng)；化學教學

新課改的核心要求是發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，通過基于核心素養(yǎng)的教學，幫助學生形成必備品格和關(guān)鍵能力，讓學生能適應(yīng)社會發(fā)展，會生活。生活中處處是化學，化學即生活。因此，在化學教學中引入一些與化學有密切關(guān)聯(lián)的真實問題情境是可能的，也是十分必要的，這是化學教學本原的回歸。化學教學中合理利用生活中的真實問題情境可促進教學方式和學習方式的轉(zhuǎn)變，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維，充分發(fā)揮化學學科獨特的育人功能。

一、 真實問題情境在發(fā)展學生核心素養(yǎng)中的教學價值

（一）真實問題情境可促進學習方式和教學方式的變革

按皮亞杰認知發(fā)展雙重建構(gòu)理論，認知發(fā)展可分為內(nèi)化建構(gòu)和外化建構(gòu)。內(nèi)化建構(gòu)是把知識結(jié)構(gòu)從外部層次、外部平面投射到主體的內(nèi)部層次、內(nèi)部平面上去。而外部建構(gòu)則是把主體內(nèi)部的圖式投射到外部層次、外部平面上去[1]。顯見，學生知識的掌握和能力的發(fā)展應(yīng)該是內(nèi)化建構(gòu)和外化建構(gòu)同時得以發(fā)展的過程。

分析現(xiàn)行的化學教學過程不難發(fā)現(xiàn)基本上是一種模式。課前教師總是竭力地收集各種信息與經(jīng)典習題，用心地備著課，生怕有知識點被遺漏。課堂上，教師有條不紊地組織著教學中的各個環(huán)節(jié)，教室似乎成了教師個人進行才藝展示的舞臺。教師面面俱到地解釋著知識條目，力求“講深講透”，生怕學生聽后還留有疑難。課后，又精心地布置各式各樣的習題，滿懷信心地希望學生馬上能掌握所學知識，并學會了運用知識解決問題。這樣的教學過程，教師向?qū)W生傳授的是經(jīng)過教師抽象與概括的系統(tǒng)間接經(jīng)驗，從認知本質(zhì)分析是一個認知內(nèi)化建構(gòu)的過程?？梢娔壳暗幕瘜W教學過分地重視認知發(fā)展的內(nèi)化建構(gòu)，學生無論是聽課還是練習幾乎都圍繞著內(nèi)化建構(gòu)展開的，而外化建構(gòu)卻是處于被忽略的境地。然而，外化建構(gòu)卻是學生運用課堂上所學知識對真實問題情境進行因果解釋的過程，只有在知識外化的過程中學生的思維能力、科學方法能力才能得以充分培養(yǎng)，關(guān)鍵能力才能得到發(fā)展，這也正是新課改發(fā)展學生核心素養(yǎng)所倡導(dǎo)和追求的。

“真實問題情境”來源于生活，真實問題情境的合理解決為認知發(fā)展的外化建構(gòu)搭建了一個理想的“平臺”。

由于真實問題情境中“問題情境”產(chǎn)生的條件是隱藏于真實現(xiàn)象之中的，甚至都沒有一般化學習題中常常給定的反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件等信息。因此，在真實問題情境解決時首先需對“真實問題情境”反映的“問題情境”作必要的認識與概括以形成問題表征，然后通過分析、抽象等方法將“問題情境”抽象為化學習題。這個過程的難度較大，也是決定著能否真正實現(xiàn)認知發(fā)展外化建構(gòu)的關(guān)鍵步驟，需要學生綜合運用所學的知識來完成。所以通常情況下可以在教師的指導(dǎo)下來完成。最后便是問題解決了，在這一過程中常常是通過假設(shè)、類比等科學方法來實現(xiàn)的。圖1是以“食品包裝中脫氧劑的主要成分”為例的真實問題情境解決的一般過程流程圖[2]。

顯然，在教學中引入這類真實的問題情境，學生化學學習的興趣得以充分激發(fā)，可充分體現(xiàn)教學中學生的主體地位，切實有效地轉(zhuǎn)變了學生的學習方式與教師的教學方式。教學中，課堂不再是教師一個人的舞臺，知識傳授不該是簡單的“給予”。同時學生必須認識到知識習得不應(yīng)該是被動地“接受”，學習不可能靠“等”“要”，切實轉(zhuǎn)變學習方式，在探索中真實地體會“學以致用”，主動獲得知識。

（二） 真實問題情境有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維

在化學教學中引入習題的初衷是為方便學生鞏固已學的知識，培養(yǎng)學生應(yīng)用化學知識解決實際問題的能力。然而現(xiàn)階段，習題在教學中比重過大，習題的作用被過高地估計，這嚴重妨礙學生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。

一般的化學習題粗看也是在反映生產(chǎn)、生活中與化學學科有關(guān)的問題情境，但是在化學習題編撰過程中這些問題情境已被人為作了抽象與概括，有的化學習題甚至是憑空編造出來，存在科學性錯誤，這些經(jīng)加工后以習題形式呈現(xiàn)給學生的化學問題情境已明顯模型化和理想化，失去了問題情境的原汁原味。因此，如果教學只是希望學生通過“刷題”來幫助知識的理解與掌握的話，那么漸漸地學生的思維方式會明顯趨于程式化，最終學生幾乎養(yǎng)成了條件反射式的所謂解題模式與方法，化學學習將會被簡單地理解為“演算”，久而久之學生只會“模仿”，解決實際問題的創(chuàng)新思維和能力未能得到發(fā)展，教學中學生能力的培養(yǎng)成了一句空話，這顯然與化學教學中發(fā)展學生核心素養(yǎng)的要求相去甚遠。相反，如果能在教學中適時地引入一些真實問題情境，學生在這些真實問題情境的解決中沒有既成的模式可以“套用”，必須通過獨立思考，嘗試使用多種不同的問題解決方案，并比較它們的優(yōu)劣，最后選擇最為合理的路途進行問題解決。顯然，這樣借助真實的問題情境原生態(tài)的特點，利用真實問題情境解決來實現(xiàn)知識的理解與鞏固，學生創(chuàng)造性思維一定能得到充分的培養(yǎng)。

新削的蘋果表面極易變色，這是生活中一個極為尋常的真實問題情境，學生易作出“蘋果顏色變化”肯定與化學反應(yīng)有關(guān)的判斷，因此，也一定十分愿意去弄清其中變色的原因。可是在傳統(tǒng)的教學中真的是鮮有機會把這個真實問題情境置于課堂上進行分析與討論。一是學生無從下手，不知道該用什么化學知識或原理來解釋這個“顏色變化”。二是教師認為“蘋果顏色變化”不就是因為氧化還原反應(yīng)嗎，一句話的事，沒必要放在課堂上再花大量的時間讓學生來討論解決。

在前不久的一次市級化學復(fù)習研討課上，筆者試著將這個被許多化學教師認為可以用一句話來解釋的“變色現(xiàn)象”作為高三復(fù)習氧化還原反應(yīng)的情境材料帶進了課堂，教學效果出乎意料。

一上課，為便于觀察與實驗，筆者選擇用榨汁機將一個蘋果與一個去皮的橙一起榨成了汁，并將果汁一半裝入礦泉水瓶密封，另一半置于錐形瓶中。

化學老師上課榨果汁！學生意外，弄不清楚老師究竟要做什么？學生們疑慮重重。

此時筆者便把“變色現(xiàn)象”的事實拋給了學生，并要求學生根據(jù)已學知識作出自己認為最合理的解釋。

經(jīng)過一段時間的思考與同學間交流討論，老師開始詢問學生的討論結(jié)果，比較多的同學認為是蘋果汁和橙汁間發(fā)生了某種反應(yīng)引起了顏色的變化。當然也有同學否定了這個理由，因為生活中同時喝蘋果汁和橙汁時并沒有引起身體的不適（說明兩者沒有發(fā)生反應(yīng)）。正當山窮水盡的時候，有一個聲音冒了出來：裝在礦泉水瓶中的果汁沒有變色！

這真可謂是一石濺起千層浪。為什么礦泉水瓶中的果汁沒有發(fā)生變色呢？

這時有部分思維敏捷的學生得出了這樣的結(jié)論：果汁露置于空氣中發(fā)生顏色變化，是因為被空氣中的氧氣氧化而引起顏色變化的。至此“變色現(xiàn)象”得到了合理解釋。

通過上述一番思辨學生們?nèi)杂X得意猶未盡，為什么喝商品化的蘋果汁和橙汁時未發(fā)現(xiàn)果汁顏色有變化？

可能是商家在果汁中添加了某些物質(zhì)。那加入的物質(zhì)又該具有什么性質(zhì)呢？是還原性。

筆者在PPT中出示了某品牌蘋果汁的成分說明書證實了學生的猜測。

追問：在化學反應(yīng)中又有哪些常見的物質(zhì)可以作為還原劑呢？這些物質(zhì)間的還原性大小順序又該怎么證明呢？

隨著問題的一個個提出又一個個被解決，學生十分順利地完成了氧化還原反應(yīng)知識的復(fù)習，復(fù)習課的教學目標順利達成。

一節(jié)四十五分鐘的課，學生的注意力能始終集中在課堂中，顯然這樣的課堂教學是有效的。學生提出了很多圍繞“氧化還原反應(yīng)”的問題，并順利地在老師引導(dǎo)下完成解答，顯然這樣的課堂是高效的。

真實問題情境的解決需要學生從多個角度去探尋問題情境背后隱藏的知識，要求極高，學生的思維能力得到了充分的培養(yǎng)。有些 “問題情境”的解決不可能僅憑學生一己之力來實現(xiàn)，需要在教師的引導(dǎo)下，通過同伴間合作共同完成，這又培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作能力。

二、教學啟示

“科學探究與創(chuàng)新意識”是化學學科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一?；瘜W教學中要發(fā)展學生這一學科核心素養(yǎng)，就要求在教學中必須注重培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題的能力，引導(dǎo)學生從問題假設(shè)出發(fā)，確定探究目的，設(shè)計探究方案，并進行實驗探究。

事實上，真實問題情境以其客觀真實性、開放性、條件隱蔽性等特點已經(jīng)越來越引起人們的重視，越來越多的教師意識到應(yīng)將它引入學生的學習過程中。利用真實問題情境既可以豐富教學內(nèi)容，激發(fā)學生學習化學的興趣，也可以促使教師將教學內(nèi)容重新作結(jié)構(gòu)化設(shè)計，促進學生學習方式和教師教學方式的轉(zhuǎn)變。通過真實問題情境解決，幫助學生學到化學知識，了解、熟悉和找出解決問題的最佳途徑，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

參考文獻：

[1]雷永生.皮亞杰發(fā)生認識論述評[M].北京：人民出版社，1987：117.

[2]徐盼盼，王文英，周青.原始化學問題在中學化學教學中的價值初探[J].中學化學，2015（2）：6-8.