基于“問題鏈”在元素及其化合物教學中的實踐

戴明

摘 要：《普通高中化學課程標準（2017年版）》中將科學探究與創新中的問題意識，作為五大核心素養之一。本文圍繞“起”、“承”、“轉”、“合”四個要素，搭建元素及其化合物教學中的“問題鏈”，“問題鏈”中四要素循環作用、互為補充，一方面提升了元素及其化合物教學效果；另一方面促進了學生在不斷建構中提升化學學科核心素養。

關鍵詞：問題鏈；四要素；元素及其化合物；教學

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2018）13-023-2

一、“問題鏈”在化學教學中的價值

學習總是從問題開始，問題總是與學習伴行，所有問題解決必定以對問題存在的認識為開始[1]。《普通高中化學課程標準（2017版）》（以下簡稱《課程標準》）中指出“能發現和提出有探究價值的問題；能從問題和假設出發，依據探究目的，設計探究方案，運用化學實驗、調查等方法進行實驗探究”?！墩n程標準》進一步指出“真實、具體的問題情境是學生化學學科核心素養形成和發展的重要平臺，為學生化學學科核心素養提供了真實的表現機會。因此教師在教學中應重視創設真實且富有價值的問題情境，促進學生化學學科核心素養的形成與發展”。教學活動中，教師往往會將復雜的“母問題”拆解成若干“子問題”，通過一系列“子問題”的解決，最終完成問題的求解。筆者認為，無論是“母問題”還是“子問題”，都不是簡單的師生之間的問與答，而是一個個有中心的、有目的的、有邏輯聯系的師生雙邊活動載體，它像一條鎖鏈，把課堂問題和教學目標緊緊地連在一起。

“所謂‘問題鏈，是教師為了實現一定的教學目標，根據學生的已有知識或經驗，針對學生學習過程中將要產生或可能產生的困惑，將教材知識轉換成為層次鮮明、具有系統性的一連串的學習問題，是一組有中心、有序列、相對獨立而又相互關聯的問題”[2]?！皢栴}鏈”是一個有機的教學整體，以鏈狀結構環環相扣，體現問題間的能級增益和學科思維的推進深化[3]?！皢栴}鏈”教學可以顯著提高課堂教學效率，提升學生自主學習能力，促進化學知識、化學方法和化學觀念的結構化，因此受到師生的普遍歡迎。

二、高中元素及其化合物的教學現狀

一直以來，元素及其化合物是高中化學教學的難點，如何提升元素及其化合物課堂教學效果，是化學教育工作者們思考的問題。目前教學中主要存在三個方面的問題，一是，元素及其化合物部分約占高中化學教學內容的60%左右，知識點分散繁雜，學生難以將知識串成線、擴成面，最終實現結構化，學生受制于拓展能力和遷移能力不夠，難以形成研究物質的一般思路與方法。二是，教師教學主要遵循“物質→組成→結構→性質（物理性質、化學性質）→存在→制法→用途→保存→檢驗”的主線展開，結構條理清晰，環節銜接緊湊，教師容易把控，但課堂中教師預設多、學生生成少；教師講授多、學生實驗少。三是學生學習元素及其化合物知識的課時不足，以江蘇省為例，現行的高考模式是“3+學業水平測試+綜合素質評價”，化學作為學業水平測試的科目，化學成績不計入高考總分，所以化學周課時數普遍較少。因此，如何在有限課時內，提升元素及其化合物的教學效果，已經成為每位化學教育工作者直面的課題。

三、基于四要素的“問題鏈”是提升元素及其化合物教學效果的有效途徑

筆者通過多年的教學實踐認為，基于四要素的“問題鏈”很好的回應了元素及其化合物教學的期待與要求?！皢栴}鏈”的設計中，需要發揮“起”、“承”、“轉”、“合”四個要素各自的功能（見上圖1），四個要素間互為補充、循環作用，形成一個螺旋上升的結構?！捌稹钡穆潼c是引入型問題和差異型問題，注重物質的展示與性質的回顧?！俺小钡穆潼c是驗證型問題和探究型問題，以課堂實驗為基礎，通過發現問題、設計方案和合作建構，達到鍛煉思維、促進學生不斷構建自身知識結構的目的?！稗D”的落點是遞進型問題和遷移型問題，是建立在認識物質的基礎上，進一步凸顯化學的普遍性、獨特性和深刻性，發展應用原理與方法的能力?！昂稀钡穆潼c是診斷型問題和總結型問題，注重通過評價與反思，形成結構化和系統化的知識與能力結構。

從“問題鏈”上問題的構成來看，“起”、“承”、“轉”、“合”四個要素的基礎是師生的問題，問題既包含教師的課前預設，又包含來自于課堂中師生合作、生生合作等活動中產生的個體性和普遍性問題。從要素的相互關系來看，要素間相互交融，“合”不是問題解決的終點，“合”更是發現新問題的起點，通過問題鏈條的咬合，最終實現發現問題、分析問題、解決問題以及再發現新問題的目的。

以下筆者將以本人執教的一節課為例，簡要說明基于四要素的“問題鏈”課堂教學過程。教學內容來自于蘇教版《化學1》專題四第一單元《含硫化合物的性質與應用》，課題為《二氧化硫的性質》。

四、例談基于四要素的“問題鏈”的教學實踐

教師組織學生學習閱讀材料。學生交流，并歸納二氧化硫的物理性質。

教師展示放在充滿二氧化硫氣體集氣瓶中褪色的花瓣。引導學生思考褪色原因，并設計與褪色有關的三個實驗?！緦W生實驗1】 依次完成三個實驗：各取8mL加了少許酚酞的氫氧化鈉溶液、0.5mol/L酸性高錳酸鉀溶液和品紅溶液，分別滴加4mL二氧化硫的水溶液，振蕩，溶液顏色均褪去。

【教師提問1】 二氧化硫和二氧化碳都是酸性氣體，二氧化碳的水溶液是否也會出現相似的現象呢？【學生實驗2】 與上述學生實驗1類似，各取8mL三種溶液，分別滴加4mL二氧化碳水溶液，振蕩，三種溶液顏色均無明顯變化。

【教師提問2】 通過兩次實驗，體現二氧化硫具有哪些化學性質？學生在教師引導下，對二氧化硫的化學性質進行討論和整理。特別是結合硫元素化合價，對其氧化性和還原性進行預測。

【教師總結】 因為二氧化硫中硫元素為+4價，處于中間價態，通常二氧化硫、亞硫酸等都具有較強的還原性。教師引導學生設計驗證實驗。【學生實驗3】 各取8mL溴水、新制氯水，分別滴加4mL二氧化硫的水溶液，振蕩，溶液顏色均褪去。

【教師提問3】 根據閱讀材料中對漂白的定義，上述滴加少許酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去，可能有哪些原因？并如何證明？學生熱烈討論褪色原因，有的說是二氧化硫與酚酞發生反應，有的說因為二氧化硫是酸性氣體，與溶液中的堿發生反應。教師引導學生，共同設計實驗方案。

【教師實驗1】 取上述褪色后的溶液，等量分裝入兩支試管。向其中一支滴加2～3滴酚酞溶液，振蕩，無明顯變化；向另一支滴加2～3滴3mol/L氫氧化鈉溶液，振蕩，溶液變為紅色。學生根據現象，討論得出褪色的原因是二氧化硫的酸性所致。

【學生提問1】 那剛剛品紅溶液的褪色是不是也是因為二氧化硫的酸性所致呢？

【教師實驗2】 取3mL品紅溶液，滴加2mol/L稀硫酸溶液，振蕩，無明顯變化。

教師引導學生對褪色的溶液（滴加二氧化硫水溶液的品紅）進行加熱。【學生實驗4】 在褪色的溶液的試管口套上一只小氣球，對溶液進行加熱，片刻后溶液恢復紅色，從酒精燈上移開后多次振蕩試管，紅色又褪去。

學生疑惑不已。

【教師提問4】 氯氣具有強氧化性，能否使品紅溶液褪色呢？原理是什么？與二氧化硫相同嗎？【學生實驗5】 取3mL品紅溶液，滴加2mL新制的氯水溶液，振蕩，紅色褪去。對褪色后的溶液加熱，溶液無明顯變化。

學生根據實驗現象進行討論。

【教師總結】 上述過程體現了二氧化硫的漂白性，區別于吸附型漂白和氧化型漂白，我們一般稱之為加合型漂白。二氧化硫與品紅這種有機色質結合生成不穩定的無色物質，加熱后無色物質分解，品紅又恢復成原來的紅色。學生整理三類漂白代表物質以及漂白原理，進一步完成對二氧化硫化學性質的總結。

【學生提問2】 瓶裝紅葡萄酒里面含有二氧化硫，是不是天長日久以后，經過漂白，就變成了白葡萄酒了？

【教師回答】 紅酒輔料二氧化硫的作用主要是殺菌和抗氧化。二氧化硫能漂白某些有機色質，但漂白范圍比較窄，工業上一般漂白紙漿以及草帽等編織物。學生對二氧化硫的漂白本質與范圍進行深層次探究。

【教師提問5】 向酸性高錳酸鉀溶液中通入二氧化硫氣體，紫紅色褪去，是否也可以說明二氧化硫具有漂白性？經過討論，師生共同得出結論，漂白一般都有褪色現象，但褪色并非一定是漂白所致。教師提問5中的褪色是二氧化硫還原性的體現。

圍繞二氧化硫性質中的“三點一處”（重點、難點、疑點和易錯處），教師設計針對性的問題，當堂訓練，促進學生在出錯和糾錯中獲得真知和技能。當堂檢測內容及測試反饋見后。

教師進一步引導學生，以本節課中一系列“褪色”實驗為主線，分析實驗中二氧化硫體現出的各種性質，促進學生構建結構化的知識網絡。

課堂中安排了當堂檢測，統計數據顯示，基于四要素的“問題鏈”課堂教學效果是令人滿意的，比較好地完成了既定教學目標。

筆者在多年教學實踐中深刻體會到，基于四要素的“問題鏈”教學是提升元素及其化合物教學效果的有效途徑，同時也是踐行新課改提出的“教、學、評”一體化教學的有效抓手之一?！皢栴}鏈”上的四要素，立足學生已有的認知結構，突出學生在學習中的主體地位，通過充滿沖突性、邏輯性、激勵性和驅動性的活動，一方面讓學生更高效地掌握元素及其化合物知識，提升課堂教學效果；另一方面促進學生在“問題鏈”的螺旋上升中，不斷建構、不斷重組和不斷反思，提升化學學科核心素養，師生通過展現和揭示學習過程與思想方法，使問題的解決過程具有普遍的知識性和方法論的意義。

[參考文獻]

[1]John B.Best.黃希庭等譯.認知心理學[M].北京：中國輕工業出版社，2000.

[2]胡先錦，賈彩燕.問題鏈教學模式在高中化學基本理論復習中的應用[J].化學教與學，2013（09）.