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，認為要實現深度學習，在教學過程中應突出問題導向，通過創設問題情境，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、思維深度發展、意義深度建構為價值追求，以理解、應用、綜合、評價、創造等高階認知活動為主要學習形式，指向核心素養和關鍵能力的培養。

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變，在自主、合作學習過程中解決問題，促進高階思維的發展和核心素養的提升。

一、創設問題情境，啟動深度學習

學科核心素養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設與所學知識相關的真實問題情境，能夠激發學生的興趣，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設問題情境：在酸式滴定管中注入適量的蒸餾水，調節活塞，使下端管口有連續細小的水流流下，將絲綢摩擦過的玻璃棒靠近水流。學生愕然發現細小的水流被玻璃棒吸引而發生偏轉。“為什么水能被玻璃棒吸引？”這樣一個對本節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？”

“不可能吧，老師說是蒸餾水，而且溶液也都是電中性的啊。”

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，深度學習自然發生。

問題情境的創設方法多樣，但是無論采用哪種方法都不能只是為了展示情境，而是要根據學生的已有知識和經驗，通過提供與教學內容相關的真實事例、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、生產實踐中與化學有關的實際問題，促進學生核心素養的隱性生成，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劑。

二、無疑處設疑，引導深度學習

在化學教學過程中，經常會遇到一些司空見慣的操作、現象或者規律等，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。

例如，在研究元素周期性變化規律時，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？學完這部分內容后，筆者將這個問題拋出來給學生思考，學生立即對其產生了興趣，進行深度思考。經過交流，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，學生能夠將第二周期和第三周期元素進行對比分析，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展。

再如，“若反應 A+B=C 焓變為?H，則反應 C=A+B 焓變為-?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？學生經過深度思考發現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律背后隱含化學本質。

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驗的影響，自己往往對司空見慣的操作、現象或規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系中分析、歸納、比較，在解決問題的過程中發展高階思維。另一方面，學生由于對所學內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，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物外，還有可能得到其他產物嗎？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，電解質溶液中的陰陽離子發生定向移動，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物有何不同？寫出產物的電子式。

B.比較兩種產物構成微粒的電子式，分析產物可能的形成過程。

C.分析兩種產物中陰離子不同的形成原因，說說外部條件對鈉的性質的影響。

通過設計問題串，將學生的思維推進到對兩種產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新舊知識之間的聯系，促使學生將舊知識遷移到新問題的解決中，以發展高階思維。

需要注意的是，問題串的設計并不是把幾個互不關聯的問題隨意地疊加在一起，而要根據教學目標把教學內容編設成一組組、一個個彼此關聯的問題，這些問題必須指向一個目標或圍繞一個主題，成為系列。問題之間有著內在的邏輯聯系，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、經驗之間建立聯系，將新知識納入已有的知識系統中，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現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引導學生或分析先前不能獨自解決問題的原因，或將題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，引發學生進行深度學習，最終發展學生核心素養。

【參考文獻】

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（責編 劉 影）