基于問題導向的高中化學深度學習探討

劉斌

【摘 要】本文論述了基于問題導向的高中化學深度學習策略，認為要實現(xiàn)深度學習，在教學過程中應突出問題導向，通過創(chuàng)設問題情境，啟動深度學習;在無疑處設疑，引導深度學習;設計問題串，推進深度學習;巧用學生難題，提升深度學習。

【關鍵詞】高中化學 問題導向 深度學習 問題情境

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）01B-0061-02

深度學習是一種基于理解的學習，指學習者以高階思維的發(fā)展和實際問題的解決為目標，在理解學習的基礎上，以整合的知識為內(nèi)容，積極主動地、批判性地接受新的思想和事實，將新的思想和事實融入已有的認知結構中，在眾多的思想間建立聯(lián)系并且將已有的知識遷移到新情境中，以此作為問題決策和解決的一種學習方式。深度學習以知識深度加工、思維深度發(fā)展、意義深度建構為價值追求，以理解、應用、綜合、評價、創(chuàng)造等高階認知活動為主要學習形式，指向核心素養(yǎng)和關鍵能力的培養(yǎng)。

問題是思維的起點，有效的問題不僅是深度學習的載體，而且是深度學習的原動力。在教學過程中要實現(xiàn)學生的深度學習，必須突出問題導向，讓學生置身于復雜而有意義的問題情境中，以問題為核心，推進學生學習方式的轉(zhuǎn)變，在自主、合作學習過程中解決問題，促進高階思維的發(fā)展和核心素養(yǎng)的提升。

一、創(chuàng)設問題情境，啟動深度學習

學科核心素養(yǎng)不是由教師教出來的，而是在問題情境中借助問題解決的實踐培育起來的。教學實踐表明，教師在教學過程中創(chuàng)設與所學知識相關的真實問題情境，能夠激發(fā)學生的興趣，提高學生參與課堂的積極性和主動性，從而改變課堂教學以教師為主導的現(xiàn)象，讓學生成為課堂的主體，啟動學生的深度學習活動。

例如，在進行“分子的極性”教學時，筆者首先通過實驗創(chuàng)設問題情境：在酸式滴定管中注入適量的蒸餾水，調(diào)節(jié)活塞，使下端管口有連續(xù)細小的水流流下，將絲綢摩擦過的玻璃棒靠近水流。學生愕然發(fā)現(xiàn)細小的水流被玻璃棒吸引而發(fā)生偏轉(zhuǎn)?！盀槭裁此鼙徊ＡО粑?？”這樣一個對本節(jié)課來說的核心問題一下子就在學生的腦子里蹦出來，學生的積極性也被點燃，講臺下面自然地出現(xiàn)了討論：

“絲綢摩擦的玻璃棒帶正電，說明水分子帶負電！”

“不對，分子是電中性的，不帶電！”

“那怎么能被帶正電的玻璃棒吸引？是不是水里面加了帶負電的物質(zhì)？”

“不可能吧，老師說是蒸餾水，而且溶液也都是電中性的啊?！?/p>

看到學生的討論受阻，筆者順勢引導學生從微觀去分析水分子的結構，學生的思維一下子被打開，逐步觸及本質(zhì)，深度學習自然發(fā)生。

問題情境的創(chuàng)設方法多樣，但是無論采用哪種方法都不能只是為了展示情境，而是要根據(jù)學生的已有知識和經(jīng)驗，通過提供與教學內(nèi)容相關的真實事例、新穎的背景、直觀的感受等，用浸入式的教學使學生有“身臨其境”般的感受，通過知識的運用來解決學習、生活、生產(chǎn)實踐中與化學有關的實際問題，促進學生核心素養(yǎng)的隱性生成，加強學生對知識更深層次的理解，真正使問題成為深度學習的引發(fā)劑。

二、無疑處設疑，引導深度學習

在化學教學過程中，經(jīng)常會遇到一些司空見慣的操作、現(xiàn)象或者規(guī)律等，這些都是引導學生深度學習的重要資源。教師如果能夠引起重視，在無疑處設疑，引導學生深入思考其背后的原因，則有利于深度學習的實現(xiàn)。

例如，在研究元素周期性變化規(guī)律時，通常選取第三周期元素為研究對象。但是為什么通常選取第三周期呢？第二周期不好嗎？學完這部分內(nèi)容后，筆者將這個問題拋出來給學生思考，學生立即對其產(chǎn)生了興趣，進行深度思考。經(jīng)過交流，學生給出了以下一些理由：

理由一：第三周期的元素我們相對比較熟悉，研究起來比較方便。

理由二：相對于第三周期的元素來說，第二周期中的 Li、Be 的金屬性不是那么強，實驗現(xiàn)象不夠明顯，而 O、F 等非金屬性很強，研究起來又具有一定的危險性。

理由三：第二周期元素中 O 沒有最高正價、F 沒有正價，無法通過最高價含氧酸的酸性來比較非金屬性的強弱。

學生給出的理由不一定十分準確，但是通過對該問題的思考與解決，學生能夠?qū)⒌诙芷诤偷谌芷谠剡M行對比分析，將前面所學知識遷移到新問題情境中，進一步加深對第二周期中某些元素特殊性質(zhì)的認識，同時也意識到那些看似理所當然的處理方法背后其實都是有原因的，需要我們有意識地作出評估和判斷，批判性思維由此得到發(fā)展。

再如，“若反應 A+B=C 焓變?yōu)?H，則反應 C=A+B 焓變?yōu)??H”，這幾乎是一個毫無疑問的結論，不需要考慮為什么。當筆者拋出“為什么”的時候，很多學生的反應就是理所當然。如果一定要給出個理由呢？學生經(jīng)過深度思考發(fā)現(xiàn)可以從化學反應中伴隨有能量變化的原因這個角度去解釋，焓變只與反應物和生成物的能量差有關，反應物和生成物各自的總能量保持不變，只不過是兩個反應的反應物和生成物交換了一下，焓變自然也就互為相反數(shù)了。通過這個問題的解決，學生不僅加深了對化學反應焓變及相關聯(lián)的幾個化學反應之間焓變關系的認識，而且也意識到一些看似理所當然的規(guī)律背后隱含化學本質(zhì)。

在無疑處設疑對教師的教學是一種考驗。一方面，教師本身由于教學經(jīng)驗的影響，自己往往對司空見慣的操作、現(xiàn)象或規(guī)律背后的原因缺乏深度思考，進而導致缺乏設疑的能力。這就要求教師要深入鉆研教材，在備問題時不應該僅僅問是什么，還要多問為什么，精心設計問題，推動學生在大范圍的新舊知識的聯(lián)系中分析、歸納、比較，在解決問題的過程中發(fā)展高階思維。另一方面，學生由于對所學內(nèi)容的理解沒有教師那么深刻，往往會在老師認為的無疑之處提出“算不上問題”的問題。這就要求教師具有強烈的問題意識，能夠敏銳地意識到學生所提問題中蘊藏的教育教學價值，順勢引導，推動學生深度學習。

三、設計問題串，推進深度學習

問題串是指在一定的學習范圍或主題內(nèi)，圍繞一定的教學目標或者某一中心問題，按照一定的邏輯結構精心設計的一組問題。在課堂教學中精心設計問題串，對教學內(nèi)容或中心問題進行抽絲剝繭式的剖析，有助于推進深度學習。

例如，在進行“電解池的工作原理”教學時，筆者基于電解氯化銅溶液的學生分組實驗，設計如下問題串：

A.溶液中分別有哪些陰陽離子？

B.在外加電流的作用下這些離子分別朝哪個方向移動？

C.最終的電解產(chǎn)物是如何得到的？試用化學用語表示。

D.除了得到實驗觀察到的電解產(chǎn)物外，還有可能得到其他產(chǎn)物嗎？先后順序怎樣？為什么是這樣的順序？

學生基于問題串進行合作交流、討論，關注點由宏觀辨識得到的實驗現(xiàn)象推進至對微粒行為的探析上，在對問題串的解決過程中一步步認識到在外加電流的作用下，電解質(zhì)溶液中的陰陽離子發(fā)生定向移動，陽離子朝陰極移動，陰離子朝陽極移動，分別在兩個電極上放電，得到相應的產(chǎn)物，而不同的離子其放電先后順序是不同的。

再如，在進行“金屬鈉的性質(zhì)及用途”高三一輪復習教學時，針對鈉與氧氣的反應，筆者設計如下問題串：

A.鈉與氧氣在不同條件下反應得到的產(chǎn)物有何不同？寫出產(chǎn)物的電子式。

B.比較兩種產(chǎn)物構成微粒的電子式，分析產(chǎn)物可能的形成過程。

C.分析兩種產(chǎn)物中陰離子不同的形成原因，說說外部條件對鈉的性質(zhì)的影響。

通過設計問題串，將學生的思維推進到對兩種產(chǎn)物微觀形成過程的分析上，通過分析微粒結構，學生認識到在不加熱的條件下，O2 分子先分裂成 O 原子，Na 原子將電子給 O 原子，形成 Na+ 和 O2- 離子，最終形成 Na2O，而在加熱條件下，由于反應劇烈，部分 O2 還沒來得及分裂成 O 原子，Na 原子就直接將電子給 O2，形成 Na+ 和 O22- 離子，以此讓學生知道加熱對金屬 Na 的化學性質(zhì)的影響。這種應用于復習課中的問題串能夠在很大程度上實現(xiàn)新舊知識之間的聯(lián)系，促使學生將舊知識遷移到新問題的解決中，以發(fā)展高階思維。

需要注意的是，問題串的設計并不是把幾個互不關聯(lián)的問題隨意地疊加在一起，而要根據(jù)教學目標把教學內(nèi)容編設成一組組、一個個彼此關聯(lián)的問題，這些問題必須指向一個目標或圍繞一個主題，成為系列。問題之間有著內(nèi)在的邏輯聯(lián)系，符合學生自主建構知識的條件。在教學中，應當采用“低起點，小梯度，分層次”的方法，設計由淺入深的問題，讓每一個問題都成為學生思維的階梯。

四、巧用學生難題，提升深度學習

在學習過程中，學生會提出形形色色的問題，其中不乏一些難題。教師如果能夠巧妙利用這些問題，則能夠引導學生在新舊知識、概念、經(jīng)驗之間建立聯(lián)系，將新知識納入已有的知識系統(tǒng)中，建構他們自己的認知結構，提升深度學習。

面對學生不會做的難題，筆者常常在看完題目后反問學生一句：你能不能用自己的話說說題目要表達的是什么意思？這一問看似簡單，而所起的效果是顯而易見的。能用自己的話將題目意思表述出來，需要學生對題意進行思維上的加工和理解，這個過程能夠促使學生關注題中的關鍵點，思考并厘清題中的化學過程，提高對問題的分析能力。作為教師，在傾聽的過程中要及時發(fā)現(xiàn)學生在分析化學過程時存在的問題，這些問題往往是學生不能順利解題的原因。通過教師的引導，學生認識到自己在理解及思維上存在的缺陷，進而達到徹底解決問題的目的。

每一個難題的解決過程都飽含著學生的深度思維過程，解題過程也會衍生出很多新的知識增長點和思維增長點。問題本身解決以后，如果教師還能夠繼續(xù)引導學生或分析先前不能獨自解決問題的原因，或?qū)㈩}中所涉及的知識點納入自己已有的知識體系，或總結這一類問題的解法，或反思自己在解題過程中思維上的缺陷，那么學生的元認知能力就會得到提升，學習就會進到更深層次。

總之，問題是深度學習的載體和原動力，作為教師在教學過程中要始終突出問題導向，精心設計問題，引發(fā)學生進行深度學習，最終發(fā)展學生核心素養(yǎng)。

【參考文獻】

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（責編 劉 影）