摘要:課程改革的核心應(yīng)是倡導適應(yīng)時代發(fā)展要求的教學方式,變革陳舊的、阻礙時代發(fā)展的教學方式。主題式教學指的是通過主題背景提出一系列具有邏輯關(guān)系的核心問題,在核心問題的解決過程中,落實素養(yǎng)、能力培養(yǎng)目標的教學活動。主題式教學的核心目標是轉(zhuǎn)變學生的學習方式,發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。在高中化學教學中,教師要分析主題式教學的特點和類型,明晰核心問題設(shè)計的價值;了解核心問題設(shè)計的關(guān)聯(lián)因素,研究核心問題設(shè)計的思路;了解核心問題之間的邏輯關(guān)系,建立教學內(nèi)容與主題情境的聯(lián)系;整合教學內(nèi)容與主題情境,明確核心問題表述的注意事項。
關(guān)鍵詞:主題式教學;核心問題;問題設(shè)計
《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱“新課標”)提出了學科核心素養(yǎng)的培育目標,這是對上一輪課程改革提出的三維目標的統(tǒng)整和細化。每一次的課程大綱(課程標準)的改革,教學目標逐漸時代化、精細化,學科教學內(nèi)容一般不會有較大的變化,變化大的是變革教學方式。新課標指出,教學應(yīng)以“素養(yǎng)為本”,在教學方式和學習方式變革上,提出了創(chuàng)設(shè)真實問題情境,精心設(shè)計化學實驗探究活動,實施教—學—評一體化,通過內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化促進學生的學科素養(yǎng)等教學建議。新課標在教學建議中指出,應(yīng)重視STSE內(nèi)容主題、跨學科內(nèi)容主題的選擇和組織,使學生能運用所學知識解釋和解決有關(guān)綜合問題,促進學生化學學科素養(yǎng)的形成和發(fā)展。
一、 核心問題設(shè)計的價值
主題式教學模式建立在建構(gòu)主義教學理論基礎(chǔ)之上。主題式教學指的是課堂教學以項目探究形式或問題解決形式統(tǒng)整書本知識與現(xiàn)實生活、生產(chǎn)和社會中的學科問題,以教學主題為樞紐,在系統(tǒng)內(nèi)諸要素之間彼此聯(lián)系、相互作用與協(xié)調(diào)運行中,以達成學習主體心理結(jié)構(gòu)的完善與自我實現(xiàn)的整體性教學。
主題式教學不是情境素材的疊加,而是充分體現(xiàn)教與學的過程,是一份問題解決研究報告。主題式教學一般需要包含以下六個要素:真實的主題情境、核心問題的設(shè)計、學生參與與活動設(shè)計、問題解決途徑和方法、評價設(shè)計、歸納總結(jié)和知識建構(gòu)。其中,主題情境的選擇、核心問題的設(shè)計是目前主題式教學中的重點。核心問題的價值在于打破學科割裂,實現(xiàn)了學科間、學科內(nèi)學習內(nèi)容的綜合化,使得學生在不同的學習內(nèi)容之間建立有意義的連接,有助于學生獲得整體、全面的知識;核心問題引導學生學習的過程,能引起學生的注意力,激發(fā)學生的興趣,引發(fā)學生的參與熱情;核心問題能引發(fā)學生的認知沖突,發(fā)展學生高階思維,強化學生對學習內(nèi)容的理解;核心問題培養(yǎng)了學生的問題意識和問題解決能力,提升了學生的批判思維能力、創(chuàng)新思維能力、反思能力等高階思維能力,增強了學生的自主探究能力,團隊意識,提高了學生的合作學習能力。新課標與之前版本課程標準相比較,突出強調(diào)基于真實問題情境、知識結(jié)構(gòu)化、教—學—評一體化和實驗探究等。在主題式教學中要設(shè)計核心問題,以問題驅(qū)動教學任務(wù)(教師的教)。在核心問題的解決過程中,涉及學生的活動(學生的學)、活動的過程和結(jié)果的評價(教學評價)。在教學評價時教師要注意評價的形式、評價的內(nèi)容、評價的次數(shù)、評價的深度等,主題式教學是實施教—學—評一體化的有益嘗試。
二、核心問題設(shè)計的思路
核心問題設(shè)計的思路包括:基于學科內(nèi)容本身的內(nèi)在邏輯、基于學科核心素養(yǎng)的培育、基于學生認知規(guī)律、基于以上的融合等。
(一)基于學科內(nèi)容本身的內(nèi)在邏輯
學科內(nèi)容要求發(fā)掘主題的針對性,要求基于主題情境設(shè)計問題。設(shè)計的問題應(yīng)基本包括本節(jié)、本章的主要學科內(nèi)容,核心問題的設(shè)計要基于學科內(nèi)容本身的內(nèi)在邏輯,如體現(xiàn)從微觀到宏觀,從為什么、是什么到怎么辦,由表及里,等等。例如,以葡萄酒與二氧化硫為主題進行的新授課,教師可設(shè)計以下核心問題:葡萄酒在釀制過程中,添加二氧化硫以起到增酸的作用,反映了二氧化硫的哪些性質(zhì)?以此進行二氧化硫酸性氧化物的性質(zhì)和還原性學習。在釀制過程中,二氧化硫添加過量,會導致葡萄酒顏色變淺,說明了二氧化硫的哪些性質(zhì)?以此展開漂白性的學習。葡萄酒在釀制過程中,添加二氧化硫還可以除去硫化氫產(chǎn)生異味,推測可能的原因是?以此開展二氧化硫的氧化性的學習。
(二)基于學科核心素養(yǎng)的培育
新一輪高中課程改革的關(guān)鍵是教學方式和學習方式的改革。主題式教學中的問題設(shè)計思路是基于學生核心素養(yǎng)的培育。例如,以繡球花變色為主題進行水解平衡及其應(yīng)用的復習課,可設(shè)計以下核心問題:繡球花調(diào)藍劑的使用說明是?硫酸鋁呈酸性的原因是?鹽類水解的實質(zhì)及規(guī)律是?從微觀探析角度建立水解平衡的模型;硫酸鋁與其他肥料(NH4NO3、K2CO3等)能否混用?歸納影響水解的因素,從探究角度,建立證據(jù),合理推理;磷肥(KH2PO4)的用途是?酸堿性判斷,歸納水解平衡常數(shù)的相關(guān)計算,從探究角度,建立證據(jù),嚴密推理;磷肥(KH2PO4)的工業(yè)制備原理是什么?如何調(diào)控生產(chǎn)KH2PO4的pH值?引導學生分析滴定曲線中的水溶液體系。此外,教師還應(yīng)讓學生從變化觀念和平衡思想角度,宏觀辨識,微觀探究變化,多角度、動態(tài)研究化學反應(yīng)的表象與機理。
(三)基于學生認知規(guī)律
教學的核心是學生的學,教師設(shè)計核心問題除了要基于一定的學科背景之外,更要符合學生的認知規(guī)律。對于有難度的教學內(nèi)容,核心問題設(shè)計尤為關(guān)鍵,要能引領(lǐng)、激發(fā)學生的學習主動性。例如,以運輸濃硫酸的槽罐車為主題,教師設(shè)計了以下核心問題:槽罐車的材質(zhì)為碳鋼,可以是其他金屬嗎?引導學生進行濃硫酸與金屬反應(yīng)的研究;運輸濃硫酸槽罐車需要安裝呼吸安全閥,為什么?引導學生進行濃硫酸吸水性的研究;運輸濃硫酸槽罐車發(fā)生事故,現(xiàn)場蔬菜一片焦黑,散發(fā)出刺鼻氣味,為什么?引導學生進行濃硫酸脫水性、與碳單質(zhì)反應(yīng)的研究,并由濃硫酸與碳單質(zhì)的反應(yīng),拓展延伸到濃硫酸體現(xiàn)強氧化性的相關(guān)反應(yīng)。本節(jié)課核心問題的設(shè)計按照個別到類別,從特殊到一般的認識思路,符合學生的認知規(guī)律,有利于學生認知的發(fā)展。
三、核心問題的設(shè)計形式
核心問題的設(shè)計形式是依據(jù)事物內(nèi)部各部分之間或事物之間的關(guān)系來確定,包括問題內(nèi)容的確定、內(nèi)容的先后、內(nèi)容之間的關(guān)系等。事物的內(nèi)部各部分之間的關(guān)系包括并列關(guān)系、主次關(guān)系、總分關(guān)系、遞進關(guān)系、因果關(guān)系等;事物或事理的認識過程包括由由表及里、由具體到抽象、由淺入深等。關(guān)系是一種結(jié)構(gòu),事物之間有以下三種關(guān)系:遞進關(guān)系、并列關(guān)系、層級關(guān)系(包含關(guān)系、排中關(guān)系、矛盾關(guān)系、轉(zhuǎn)化關(guān)系、因果關(guān)系、依存關(guān)系等)?;瘜W學科教學中核心問題的常見設(shè)計形式有:并列式、遞進式(大小、宏微、表里、淺深、小大、分總、總分)、類比式、混合式。
(一)并列式核心問題
并列關(guān)系指的是幾個對象互不隸屬,可以認為是處于同一層級的關(guān)系。例如,基于真實問題情境,以火箭推進器中的反應(yīng)2NO2[]N2O4為主題,研究影響化學平衡移動的因素(如溫度、壓強、濃度等)。再如,以“海洋資源的利用”為主題,進行混合物的分離和提純的教學,教師設(shè)計了以下核心問題:如何從海水中獲取食鹽?研究蒸發(fā)、過濾等操作;如何由海水獲取淡水?研究蒸餾操作;如何從海藻類植物中獲取碘?研究萃取分液操作。并列式核心問題中的問題順序基本不影響教學內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的完整性,不影響問題的解決方式,但要注意問題之間的銜接。
(二)遞進式核心問題
遞進關(guān)系指的是事物幾個發(fā)展階段的關(guān)系,表現(xiàn)為從大到小、由宏觀到微觀、由表及里、由淺入深、以小見大、先分后總、先總后分等形式。例如,以蘋果樹種植時土壤中缺鐵為主題,對鐵及其化合物進行單元復習,教師可設(shè)計以下核心問題:土壤含鐵化合物的成分及性質(zhì)是?如何轉(zhuǎn)化為蘋果樹所需的二價鐵?配制土壤營養(yǎng)液的注意事項有哪些?遞進式核心問題要有一定的先后次序,要遵循循序漸進的原則展開,不可進行跳躍式設(shè)計。
(三)類比式核心問題
類比關(guān)系指的是同類事物或物質(zhì)進行相同點、不同點的比較,提出質(zhì)疑,分析可能原因,設(shè)計實驗或通過計算、討論等方式解決,得出結(jié)論。例如,以鹽類物質(zhì)的蒸發(fā)結(jié)晶為主題,教師可利用FeCl3溶液、NaCl溶液和Fe2(SO4)3溶液蒸發(fā)結(jié)晶實驗中現(xiàn)象的差異,進行“鹽類的水解”的教學。教師設(shè)計了以下核心問題:根據(jù)蒸發(fā)FeCl3溶液的實驗現(xiàn)象,預(yù)測可能發(fā)生的反應(yīng);為什么加熱FeCl3溶液有HCl氣體揮發(fā),加熱NaCl溶液無HCl揮發(fā)?為什么加熱FeCl3溶液時酸性增強,而加熱NaCl溶液時仍然顯中性?Fe2(SO4)3溶液可以蒸發(fā)結(jié)晶得到原溶質(zhì),而FeCl3溶液為什么不可以?如何從FeCl3溶液中獲取原溶質(zhì)?類比式核心問題符合從一般到特殊的認知規(guī)律,教師要引導學生在類比中尋找異常點和探究點。
四、核心問題的設(shè)計表述
在確定與教學內(nèi)容有關(guān)的主題情境背景材料之后,教師需要對教學內(nèi)容與主題情境進行整合,建立兩者的聯(lián)系,這就需要設(shè)計核心問題,以問題驅(qū)動教學,以問題解決帶動知識的建構(gòu),這其中核心問題的設(shè)計表述至關(guān)重要。
(一)問題內(nèi)容及表述要科學準確
教師可以讓學生明確問題指向,知曉思考方向。在表述核心問題時,教師需要考慮問題的指向,需要回答“是什么”“為什么”還是“怎么辦”,需要考慮學生現(xiàn)有的能力水平和知識儲備。核心問題難度要適中,要接近學生的最近發(fā)展區(qū),有利于開展師生雙向互動的教學。例如,一位教師以污水的處理為主題,開展“離子反應(yīng)”的教學,設(shè)計了四個核心問題:什么是離子反應(yīng)?離子反應(yīng)的本質(zhì)是什么?離子反應(yīng)發(fā)生的條件是什么?什么是離子方程式?從思維邏輯順序來說,這樣設(shè)計是沒有問題的,但是其中關(guān)于核心問題的表述,還是有所欠缺的。雖然該問題的表述較為明確,但是對于學生來說,由于屬于陌生的概念,因此無法提出合適的方案解決相應(yīng)的問題,同時也無法依據(jù)具體的真實情境提出相應(yīng)的問題。此外,該教師提出的問題屬于歸納性或規(guī)律性的問題,學生很難展開探究。
(二)問題表述要圍繞教學內(nèi)容
核心問題要圍繞著基本的和重要的教學內(nèi)容來提出,這樣有利于學生建構(gòu)知識框架。例如,“金屬的冶煉”一課中,教師可以以周處家族墓發(fā)掘出的金屬飾品及物件作為主題背景,設(shè)計提出以下四個核心問題:一是古代金屬銀、金是如何得到的?二是古代金屬鐵器、銅器是如何冶煉的?三是周處家族墓發(fā)掘出的鋁制品是怎么來的?現(xiàn)代工業(yè)中,金屬鋁是如何冶煉得到的?四是為什么以上冶煉金屬的方法不同?可以采用一種方法做到嗎?前兩個問題學生回憶舊知,加以整合即可解決,第三個問題采用實驗探究的方法,讓學生通過分組實驗探究金屬鋁或者鎂的冶煉,第四個問題在學習以上三種方法的基礎(chǔ)上,歸納提升,引導學生從金屬陽離子的氧化性角度思考問題,同時實現(xiàn)知識的整合和結(jié)構(gòu)化。
(三)問題表述應(yīng)包含問題解決過程中學生的參與形式
核心問題的表述中應(yīng)包含問題解決過程中學生的參與形式。是合作還是獨立,是討論、實驗還是獨立思考,是動手還是動腦,是提出問題還是解決問題等,都需要學生考慮問題解決的具體途徑,都需要教師提供腳手架。教師要使核心問題的解決過程中所用方法,均指向素養(yǎng)的培育。
例如,“碳酸鈉、碳酸氫鈉”的教學,教師可以以制作饅頭時面團為什么變大為主題,設(shè)計核心問題:展示發(fā)酵粉實物,展示成分表(發(fā)酵粉主要成分為碳酸氫鈉和酒石酸),通過實驗探究,設(shè)計實驗一——碳酸氫鈉與酸的反應(yīng),展示多種發(fā)酵粉的成分表,提問:有什么發(fā)現(xiàn)?市面上的發(fā)酵粉基本上都是碳酸氫鈉,而不是碳酸鈉,這是為什么?設(shè)計實驗二——比較同濃度碳酸氫鈉溶液和碳酸鈉溶液的堿性,提問:選擇碳酸氫鈉作為發(fā)酵粉主要成分的原因并非堿性強弱,這是為什么? 通過實驗探究,設(shè)計實驗三——比較碳酸鈉和碳酸氫鈉與酸反應(yīng),探究為什么同濃度碳酸氫鈉、碳酸鈉分別與鹽酸反應(yīng),碳酸氫鈉產(chǎn)生氣體快?設(shè)計實驗四——往同濃度同體積的碳酸氫鈉溶液和碳酸鈉溶液底部中注入鹽酸,提問:碳酸氫鈉單獨使用,也可以迅速起到發(fā)面作用,但碳酸鈉需要等一段時間才起到發(fā)面作用,這是為什么?設(shè)計實驗五——比較碳酸氫鈉、碳酸鈉的熱穩(wěn)定性,提問:誰的熱穩(wěn)定性更好?以上核心問題的提出與表達,符合學生的最近發(fā)展區(qū),能圍繞主題情境,以實驗作為手段,以實驗結(jié)果作為證據(jù),以證據(jù)進行推理,引導學生得出結(jié)論。
主題式教學是以主題情境貫穿課堂的教學,是以核心問題形成問題串,進行知識建構(gòu)的教學。主題式教學的核心問題之間要有一定的聯(lián)系,常見的邏輯關(guān)系為并列式、遞進式或類比式。并列式問題容易異化為拼盤式或題組式問題,如圍繞造紙工藝,就造紙工藝中原料、工藝、廢水成分、廢水處理,研究酸堿鹽、碳循環(huán)、凈水等相關(guān)化學知識,所列問題并無一定的邏輯關(guān)系,所涉及的知識并不能形成系統(tǒng)性的知識脈絡(luò),也不能形成知識的結(jié)構(gòu)化框架。主題式教學的問題設(shè)計與有背景材料的試題問題設(shè)計側(cè)重點是不同的,前者強調(diào)以真實問題情境設(shè)計核心問題,課堂既有知識的展開,又有知識的結(jié)構(gòu)化。而試題的問題設(shè)計可以是發(fā)散性的,不需要涉及知識的結(jié)構(gòu)化處理。
把教學中的知識以核心問題引出,有利于突出學生的學習過程,用問題導向開展知識建構(gòu),是“做中學”的一種表現(xiàn)形式。在某一主題下,某些學科知識因為主題情境內(nèi)容、范圍的限制,可能無法設(shè)計成與主題式教學相關(guān)的問題,這需要設(shè)計核心問題之下的子問題,利用聯(lián)想、遷移、類比等手段,進行過渡與銜接,以保證學科知識框架的完整性。如果這類知識難度不大,教師可以以自學資料的形式給出;如果難度大,教師可以另外以課堂問題探究的形式或另外設(shè)置情境,使學生進行深入學習。
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(責任編輯:楊強)