“素養為本”的問題解決主題復習例談

張彩玲

摘要：復習課如何開展“素養為本”的教學？基于問題解決的主題復習是一種有效做法。素養為本的問題解決主題復習設計主要環節為：確定復習內容，明確核心知識;尋找情景素材，確定教學主題;構建基本脈絡，設計系列問題。

關鍵詞：素養為本;問題解決教學;主題復習

文章編號：1008-0546（2020）03-0057-03

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2020.03.016

《普通高中化學課程標準（2017年版）》已發布，初中新標準雖未出臺，但相信其與“以發展化學學科素養為主旨”和“重視開展‘素養為本的教學”理念是一致的。九年級化學教學中復習課有單元復習、期中復習、期末復習、中考復習，可以說約有三分之一的課時是復習，上好復習課對發展學生的學科素養至關重要。當前復習課教學中下列現象較普遍：一種是“一講到底”，把知識點簡單羅列，進行無差別的地毯式掃描講解;一種是“一練到底”，以習題訓練為主要方式，進行題海鏖戰;還有一種是所謂的“講練結合”，即教師先帶領學生梳理相關知識點，然后學生進行跟蹤訓練，這種訓練看似直指“靶心”，其實學生只是機械“刷題”，對于概念和原理的體會并不深刻。這些做法都缺少對學生的價值觀念、必備品格和關鍵能力的培養。

那么在復習課中如何開展“素養為本”的教學呢？基于問題解決的主題復習不失為一種有效的做法。問題解決是從最初的問題空間出發，經歷不同的子問題，運用一定的策略達到對問題的正確表征的過程[1]。問題解決教學，是教師指導學生將先前已獲得的知識經驗用于不熟悉的情境的過程，是在特定的問題情境下，師生共同經歷發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的全過程[2]。問題解決教學讓學生在伴隨著知識與技能不斷發展的同時，體驗過程與方法，使得情感態度與價值觀得以升華，并逐漸提高問題解決能力?；趩栴}解決的主題教學提供一個良好的學習情境，幫助學生在問題解決過程中有效梳理知識、理清脈絡、重構認知，形成證據意識，建立認知模型，學會解決問題的一般方法。

在初中化學復習中如何開展素養為本的問題解決主題教學呢？下面以一節題為“對一種補鈣劑的探究”的教學設計為例說明。

1.確定復習內容，明確核心知識

碳酸鈣是初中化學中一種重要的碳酸鹽，在碳酸鈣復習備課時，首先研究課程標準，發現有關要求如下：了解碳酸鈣等鹽在日常生活中的用途（主題二“身邊的化學物質”）;了解某些元素如鈣對人體健康的重要作用（主題五“化學與社會發展”）[3]。梳理教材中與碳酸鈣有關內容如下：石灰石和大理石的主要成分是碳酸鈣;實驗室常用大理石或石灰石為原料制取二氧化碳;含碳酸根離子的鹽都能與鹽酸反應生成二氧化碳;工業上常用煅燒石灰石的方法制得生石灰和二氧化碳;二氧化碳能使石灰水變渾濁，是因為生成了白色的碳酸鈣沉淀;水垢的主要成分之一是碳酸鈣;碳酸鈣可用作補鈣劑;碳酸鈉與氫氧化鈣或氯化鈣等反應能生成碳酸鈣;石筍和鐘乳石的形成原理[4]。

梳理完教材后，進行整合，構建知識框架，形成分別以鈣元素（圖1）和碳元素（圖2）為核心的結構化知識，圖中實線箭頭表示碳酸鈣和其他物質間的轉化關系，虛線箭頭表示其他物質間的轉化關系：

《普通高中化學課程標準（2017年版）》在實施建議中指出：化學教學內容的組織，應有利于促進學生從化學學科知識向化學核心素養的轉化，而內容的結構化則是實現這種轉化的關鍵[5]。因此，我們備課時，首先要研究課程標準，明確課標的要求，然后梳理化學教材，將分散在教材中不同章節的相關內容進行整合，確定本節課要復習的內容，構建知識框架，形成結構化知識。我們的主題復習應依據內容要求，圍繞基本的化學核心概念、觀念、思想和方法進行，引導處于知識關聯水平的學生，形成結構化的基本知識和認知思路，從而提升學生化學核心概念和觀念的結構化水平，發展學生的化學核心素養。

2.尋找情景素材，確定教學主題

尋找與碳酸鈣有關的情景素材：以碳酸鈣為主要成分的補鈣劑、以碳酸鈣做摩擦劑的牙膏、熱水壺內的水垢、雞蛋殼、石灰石、大理石等。經過比較篩選，大理石、石灰石、雞蛋殼在新授課中已有較多接觸和了解，缺少陌生度，好的情景素材應具有一定的陌生度，一方面可以較好地激發學生的學習興趣、激起探究興趣，另一方面利于培養學生解決實際問題的能力;城市自來水產生的水垢較少，不便于收集進行實驗;石筍和鐘乳石的形成原理較為復雜，不屬于初中化學的主干知識;牙膏摩擦劑和補鈣劑相比較，牙膏中成分相對補鈣劑更為復雜，碳酸鈣含量不高，且碳酸鈣在牙膏中只是作摩擦劑，沒有體現出碳酸鈣的主要用途。因此，最終選擇用補鈣劑作為情景素材，確定以“某種補鈣劑的探究”為主題對碳酸鈣及其他含鈣化合物進行復習。在主題復習中發展學生的學科素養：通過鈣元素對人體健康的重要作用的回顧和以貝殼為原料制取碳酸鈣流程的思考，引導學生進一步認識化學對滿足人民日益增長的美好生活需要的重大貢獻。通過對補鈣劑成分的定性和定量探究，引導學生從問題出發，依據探究目的，設計探究方案，運用實驗的方法進行探究，通過分析推理對假設加以證實，形成證據推理意識。通過對含鈣物質間轉化網絡的構建，提升學生的化學知識結構化水平，幫助學生形成變化的觀念和守恒的思想。

真實、具體的問題情境是學生化學核心素養形成和發展的重要平臺，設計真實情境下不同復雜和陌生程度的問題解決活動，能促進學生學習方式的轉變，使學生在解決問題的活動中逐步發展化學學科核心素養。現代認知心理學表明：學生對學習內容的認知和學習，與其所發生的情景有密切關系[6]。好的問題情境，不僅能幫助學生體驗問題解決過程中的困惑和解決問題后的喜悅，還能幫助學生認識到學習化學對提高人類生活質量和促進社會可持續發展的重要作用，培養學生的社會責任感和參與意識。而義務教育化學課程標準也強調，不應孤立地對基礎知識和基本技能進行測試，要注意聯系生產、生活實際，取用鮮活的情景。真實的問題情境能使學生以積極、愉悅的情感投入到學習中去，成為學習的主體。

情景素材可以從不同角度去挖掘：①從社會生活的角度，例如復習金屬及其化合物時利用脫氧劑或易拉罐作為素材，復習碳酸鈣時利用補鈣劑或牙膏作為素材，進行物質組成專題復習時以銅綠為素材。②從化學實驗探究的角度，例如復習酸堿鹽性質時以某次實驗中的廢液或敞口放置的氫氧化鈉樣品為素材。

3.構建基本脈絡，設計系列問題

對某補鈣劑的探究問題設計如下：

（1）鈣元素對人體健康的重要作用？因缺鈣而導致的骨質疏松、佝僂病等患者應在醫生指導下服用什么藥品？

（2）常見補鈣劑主要成分有碳酸鈣、乳酸鈣、檸檬酸鈣、葡萄糖酸鈣、乙酸鈣等，（出示某補鈣劑樣品）該補鈣劑包裝盒上標明主要成分為碳酸鈣，怎樣設計實驗驗證？設計實驗方案，寫出實驗方法、現象和結論，說出實驗依據。

（3）碳酸鈣難溶于水，服用后如何被人體吸收？反應原理是什么？會不會有什么副作用？不適于什么樣的病人？

（4）該補鈣劑包裝盒上標明：產品規格：1.04g/片，每片含鈣273.5mg。怎樣通過實驗證明標識中鈣的含量是否符合實際（假設補鈣劑中其他成分不溶于水、不與酸反應、耐高溫）？設計實驗方案，畫出實驗簡圖，寫出實驗步驟和實驗原理。交流討論，對比實驗方案的優劣，根據所給實驗用品確定實驗方案，進行實驗，記錄實驗數據，分析數據，得出結論。

（5）查資料知，藥用碳酸鈣可以貝殼等為原料制得。如何用貝殼制得碳酸鈣？利用所學知識設計方案，畫出流程示意圖。寫出有關變化的化學方程式。

（6）本節課涉及到的含鈣元素物質有哪些？它們之間存在怎樣的轉化關系？畫出轉化關系圖。

問題解決主題教學一般要設計系列問題，即問題串，像上述對碳酸鈣型補鈣劑的探究，就是設計一系列問題，從碳酸鈣的作用，到定性探究，到補鈣原理、可能的副作用，到定量探究，再到如何制取碳酸鈣。問題步步深入，符合知識發展的邏輯順序和學生的認知規律，從易到難，從定性到定量，從封閉到開放。

問題解決始于問題的表述。好的問題應具有以下特點：首先，應是知識豐富型問題，學生解決該問題時需調用大量的已有知識、方法，問題應與學生已有的知識經驗密切聯系，問題的設計能引導學生找出穿越問題空間的路徑[7]，利于學生運用類比、遷移等方法，把過去解決問題的知識、經驗應用到新的相似問題的解決中，在解決新問題過程中，鞏固舊知、形成能力、提升素養。其次，問題的設計應注重科學方法的滲透，學生在解決問題過程中，需要使用一些重要的化學研究方法，特別是通過以實驗為主的方式對假設進行證實或證偽，體現化學的學科特點。上述對碳酸鈣補鈣劑的探究問題，幾乎涉及到初中化學中所有與碳酸鈣有關的知識，包括碳酸鈣在自然界的存在、用途、性質、制法等。解決上述問題時需要調用的方法也多種多樣，除了一般性的分析、討論、交流、比較之外，在解決問題（2）“驗證補鈣劑成分”和問題（4）“補鈣劑碳酸鈣含量是多少”時，要用到科學探究的方法;在解決問題（4）“補鈣劑碳酸鈣含量是多少”和問題（5）“以貝殼為原料制取碳酸鈣”時，要用到元素守恒的方法;在解決問題（6）“含鈣物質間轉化關系”時，要用到建模的思想。另外，好的問題還應具備發散性或開放性，存在多種不同的解決問題的路徑。上述問題（4）定量探究補鈣劑碳酸鈣含量，就存在多種方案：可以將樣品強熱，測定加熱前后固體質量變化，再根據固體減少的質量即二氧化碳的質量求得樣品中碳酸鈣的質量;可以將樣品與鹽酸反應，測定釋放出的二氧化碳氣體的質量或體積，從而求得樣品中碳酸鈣的質量;而測定樣品與鹽酸反應釋放出的二氧化碳質量的方法也不唯一，可以是測定樣品與鹽酸反應的裝置（含藥品）在反應前后的質量變化，也可以用氫氧化鈉吸收二氧化碳，測定實驗前后盛有氫氧化鈉的裝置質量變化。問題（5）以貝殼為原料制取碳酸鈣的方案也不唯一：可以是將貝殼高溫煅燒，得到生石灰，除去雜質后，將生石灰溶于水得到石灰漿，再將二氧化碳氣體通人石灰漿，即可得到純度較高的碳酸鈣;也可以在得到石灰漿后加入碳酸鈉溶液，從而制得碳酸鈣。

素養為本的問題解決主題復習，以生活中常見的物質或實驗現象為素材創設問題情境，將教材中不同章節的知識、技能、能力等要求重新整合，使之成為合理的、系統的、新的知識結構體系和方法結構體系，以問題解決為主線，倡導學生積極、自主地參與問題解決，關注學生在問題解決過程中的情感體驗、方法培養和價值觀的形成。核心素養的發展是一個自我建構、不斷提升的過程，教師應圍繞素養發展的關鍵環節，引導學生開展問題解決學習，促進學習方式的轉變。

參考文獻

[1]任紅艷.化學問題解決及其教學的研究[M].北京：高等教育出版社，2008

[2]王祖浩.化學問題設計與問題解決[M].北京：高等教育出版社.2006

[3] 中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012

[4] 王晶.九年級化學[M].北京：人民教育出版社，2012

[5] 中華人民共和國教育部，普通高中化學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018

[6]約翰.D.布蘭思福特.人是如何學習的[M].上海：華東師范大學出版社，2002

[7] S.Ian Robertson。問題解決心理學[M].北京：中國輕工業出版社，2004