科學探究與問題驅動式教學在中學化學教學中的應用

周 暢，姚成立，戈益超

(合肥師范學院 化學與化學工程學院，安徽 合肥 230601)

在新課改的大背景下，為促進學生全面發展，促進科學教育的發展，陸續出現許多教學模式，并形成了各自獨有的模型。《普通高中化學課程標準》于2020年進行了修訂，彰顯了高中化學學科核心素養的重要性，學生的化學核心素養通過課堂教學盡可能的得到提升，同時還突出教學方法的重要性[1]。教學模式的選擇會直接影響到學生學業水平、核心素養水平以及教學質量，所以，選擇正確的教學模式更加顯得尤為重要。本文通過閱讀與教育相關的新聞和文獻，發現現行的教學模式仍存在許多弊端。其中，使用最廣泛的兩種教學模式是科學探究教學模式以及問題驅動式教學模式，但在其應用過程中也有各自的缺陷與不足。但二者的不足可以在很大程度上相互彌補，因此將兩者結合并提出科學探究與驅動式教學教學模式。如果進一步探究這種教學模式，并行成其獨有的模型，這種教學模式可以將學生學業水平、教學質量與學生的化學學科核心素養進一步提高。

1 國內研究現狀

問題驅動式教學最早可以聯系至春秋戰國時期孔子提出的“不憤不啟，不悱不發”的思想[2]。明代教育家朱熹認為問題意識對于學習非常重要，學生應該要能夠發現學習過程中的一些問題，并通過積極思考去解決問題，最后獲得新的知識。在近代，陶行知先生提倡“生活即教育”的教育思想，通過解決生活中的問題，讓學生獲得相應的知識[3]。這些思想都與驅動式教學有關，可見，通過問題模式讓學生獲得知識發展能力的重要性。近年來，隨著教育改革的推進，國內教育者對驅動式教學的研究越來越多，也取得了很大的成果。國內針對科學探究的研究開始于借鑒國外成果，隨后展開本土化探索。2001 年，我國首次將“科學探究”納入素質教育的范疇[4]。齊雪林[5]為有效實施探究式教學模式提供了一定的理論支撐。2016 年，教育部將核心素養劃分為六個方面，其中科學精神、學會學習和實踐創新又著重強調批判反思、勇于探究、問題解決和創新意識等基本要點[6]。鑒于兩種教學模式在實施過程中各有利弊，因此將二者結合，則能更好的彌補彼此的缺陷與不足，進一步提升學生學業水平并改善教學效果。

2 研究價值

1)從學生的角度來看，“問題驅動式教學模式”是一種有價值的學習方法。一個“問題”的完成，學生就能體會到相應的成就感，進而促進他們的學習動機，漸漸地形成一個良性循環。科學探究是學生自主學習必不可少的形式，既是一種教學方法，也是一種學生的學習方法。若有機的將二者結合，共同融入到化學教學中，教師提出問題布置任務后，學生進行科學探究；也可以讓學生在探究過程中提出問題，并進行解決。隨著一個又一個任務的提出與解決，可以減少學生以往探究過程中講授式教學法帶來的茫然。

2)從課堂教學的角度來看，每個學生都能根據自己已有的知識和經驗對當前的問題提出研究方法和解決方案，為每個學生提供了探索的機會與空間，使課堂氛圍真正地活躍起來。學生可以自主探究，自主發現知識，在學習過程中突出學生學習的主動性。

3)從科學教育來看，“科學探究與問題驅動式教學模式”下的探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式，也是解決學習問題的最好的方法。學習問題的驅動促使每個學生通過實踐探究，理解知識，學會思考。在參與探究活動的過程中，獲得感受，體驗并內化，逐漸提升學生的科學素養，提升課堂教學效果，這也是科學教育的最終目標。

3 教學案例

本文以濃硫酸為例，采用科學探究與問題驅動式教學模式，提升學生的“科學探究與創新意識”化學核心素養并提高教學質量。

教學目標：①理解并掌握濃H2SO4的吸水性、脫水性和強氧化性；②學會書寫濃H2SO4與Cu反應的方程式；③培養學生的探究精神，動手能力以及思維能力。

教學重點：濃H2SO4的吸水性、脫水性、氧化性。

教學難點：濃H2SO4的氧化性。

教學過程：如圖1所示。

案例分析：

在本教學案例中，以舊認知以及化學事實進行導入，學生可以再次明確了解SO3溶于水會產生硫酸；回顧稀硫酸的性質；了解我國是硫酸第一大生產國，給學生對硫酸認知加些色彩，讓學生為中國的硫酸工業感到自豪。隨后提出問題：工業制取硫酸的原料和流程是什么？通過學生查閱書籍并結合課件上的內容進行交流分析，隨后教師對硫酸工業制法的三大流程進行總結，讓學生對我國工業制硫酸的傳統工藝進行初步了解，滿足學生對硫酸制作工藝的好奇心。

在講解濃H2SO4的物理性質時，學生可以觀察教師事先準備好的濃H2SO4，隨后結合課件中給出的沸點和密度的數值，學生可以對其物理性質進行探究、交流與討論，最后教師進行總結并書寫板書。該教學環節中，學生自行探究，細心觀察，可以加深他們對濃H2SO4物理性質的理解。在講解濃H2SO4的稀釋知識的過程中，拋出問題：如何稀釋濃H2SO4？先讓學生設計稀釋的方案，描述心中所想的操作過程。在此過程中，不同學生可能有不同想法，有的學生傾向于酸入水，有的學生會傾向于水入酸。此時，教師不需要進行總結也無需告知答案，可以播放兩種稀釋方案的視頻，通過學生對實驗現象的觀察與分析進一步推斷出稀釋方法應該是酸入水。最后與學生一起敘述濃H2SO4的稀釋過程，加深學生對該知識的印象。

在講解濃H2SO4的三大特性時，每一個特性都向學生拋出問題，學生進行實驗探究。講述濃H2SO4的吸水性時，首先播放濃H2SO4給水寫的一封情書，集中學生的注意力，激發學生的好奇心。設置疑問，濃H2SO4這么喜歡水，如果與含有結晶水的物質進行反應會發生什么現象呢？學生先預測，隨后完成濃H2SO4與膽礬混合時的實驗探究過程。通過學生對實驗現象的觀察、描述與分析以及教師的引導，逐漸得出濃H2SO4的一大特性——吸水性。告知學生性質決定用途，學生可以分析出因為濃H2SO4具有吸水性，因此可以用來作氣體干燥劑。引導學生分析出只能作為中性和酸性氣體干燥劑，不能干燥堿性氣體。設置疑問，還有一種氣體不能干燥，只要大家認真聽就會找到答案。濃H2SO4可以奪取無機物中的結晶水，那它遇見有機物又會產生怎樣的碰撞呢？學生先預測，隨后進行濃H2SO4與蔗糖反應的實驗探究，學生通過對實驗現象的觀察、描述和分析以及教師的引導，逐漸推出濃H2SO4的另一個特性——脫水性。對濃H2SO4強氧化性的講解，用稀H2SO4不能與Cu進行反應做引入，讓學生思考濃H2SO4是否能與Cu進行反應？學生思考后作答，隨后完成濃H2SO4與Cu反應的實驗探究，學生通過對實驗現象的觀察、描述和分析以及教師的引導，逐漸推出濃H2SO4的最后一個特性——強氧化性。引導學生分析出濃H2SO還不能干燥還原性氣體，會發生氧化還原反應。帶領學生回顧本堂課知識，練習鞏固。

在整個教學流程中，教師層層提問，學生逐步探索，問題與實驗探究過程環環相扣，最終驗證出濃H2SO4的物理性質及其三大特性。學生積極主動參與到課堂的每一個環節中，努力讓學生在做中學、樂中學、討論中學以達到樂學、好學的目的，學生興致高漲、積極探究，對知識的掌握也就更加牢固和扎實。

4 結語

科學探究與問題驅動式教學模式可以幫助教師更好的完成教學設計的內容。通過設置一個個小問題，學生完成相應的探究以及對實驗現象的描述與分析；教師進行總結，最終獲取相應的知識。整個流程環環相扣，學生學習積極主動，課堂氛圍濃厚，不僅可以提高學生的學業水平，還可以培養學生的“科學探究與創新意識”的核心素養。