核心素養下高中化學“問題解決”教學探討

一、高中化學學科核心素養

高中化學課程對學生發展的要求主要體現在三個方面：首先要重視的是學生對化學基礎知識和科學觀念的掌握。其次，要著重培養學生應用化學知識和探究化學問題的基本能力。最后，要引導學生理解化學在社會和個人生活中的廣泛影響，如日常生活的應用、環境保護、健康飲食、技術進步和個人責任等方面的重要性。而化學學科的核心素養主要體現在五個關鍵領域，各領域在促進學生全面成長中都扮演著關鍵角色。首先，“宏觀辨識與微觀探析”\"變化觀念與平衡思想”及“證據推理與模型認知”這三個領域，有助于學生塑造化學獨有的思考模式與方法；其次，“科學探究與創新意識”促進了學生在實踐過程中發展創新能力；最后，“科學態度與社會責任”則強調了化學學習在塑造學生價值觀方面的深遠影響，促使他們關注社會問題和承擔社會責任。

二、化學“問題解決”學習的重要性

化學“問題解決”學習的重點并不在于對化學信息的簡單回顧與知曉，而是強調學生在實際且復雜的背景下，提出疑問并通過體驗和探索，最終得出解答方案和成果。在推進以化學核心素養為指導的課程時，應高度重視知識獲取的方式和路徑的意義，深刻理解知識獲取的方式與過程對化學核心素養發展的重要性。當學生將化學知識視為探索和實踐的工具時，他們的學習經歷便成為了化學核心素養發展的重要組成部分。因此，強調化學核心素養的課程設計旨在將知識學習轉化為培養批判性思維和應對現實挑戰的實踐活動。這意味著，化學核心素養的培育必須通過參與化學“問題解決”學習來實現和深化。

三、在課堂教學中實踐“問題解決\"學習

1.創設真實而有深度的問題背景。如，在\"物質的量\"教學環節中，創設如下問題情境：取20克黃豆、綠豆和大米各一組，提出以下問題：（1）每組中各自包含多少粒？（2）如何確定？需要快速且準確地得出答案。我們了解，顆粒越小，其數量就越多，因此計數起來更加困難。為了快速且準確地計數，學生會自然地將顆粒分類成若干堆，以堆為單位進行計量。同樣地，像原子和分子這樣的微觀粒子遠比豆子和米粒小得多，當我們需要對這些微觀粒子進行計量時，采用“堆”這個計量方式尤為必要。這個“堆量”，即我們所說的“物質的量”，是物理學中的一個基礎概念?！拔镔|的量\"是一個相對抽象的概念，通過創設問題情景的方式引入，可以將其具象化，從而幫助學生更好地理解。這種情景創設具有幾個顯著特點：首先，它體現了真實性，因為教師所選用的豆子和米等物品都來源于日常生活，通過這種學生熟悉的場景，可以激發他們的學習熱情，提升他們的課堂參與度和學習主動性，從而促使他們更積極地投入學習活動，進而促進他們對新知識的吸收和理解；其次，它具有針對性，這些物品由于數量眾多而難以一一計量，這與本課所探討的原子、分子等微觀粒子的特性有異曲同工之妙。通過將物品進行分組計數，類比到微觀粒子的計量上，引出“物質的量”概念，這一過程不僅富有教學意義，同時也充滿情感價值

2.化學“問題解決”應該有體驗性和過程性

案例1：以“硫酸”一節為例設計

問題一：有兩瓶標簽丟失的濃硫酸和濃鹽酸（試劑瓶一致，酸的體積相同），請描述鑒別這兩瓶酸的依據及基于此得出的結論。

問題二：在實驗中，需要將2毫升濃硫酸稀釋成稀硫酸，稀釋過程中應注意哪些事項？為何需要關注這些問題？

問題三：濃硫酸與稀硫酸在物理及化學性質上各有特點，請列舉盡可能多的方法來識別它們。

問題四：在氯堿工業流程中，為何常用濃硫酸來處理氯氣和氯化氫的干燥？試探討是否亦可使用濃硫酸進行氨氣的干燥，并闡明其原因。

學生在處理問題一時，依據其對濃硫酸和濃鹽酸的知識儲備，能夠從感性認識層面迅速聯想到這兩種酸的物理性質和化學性質，從而推導出恰當的鑒別方法。對于問題二，學生需要運用化學觀中的微粒觀和能量觀，來正確執行稀釋操作并深入理解其中的科學原理。在解答問題三時，學生須全面掌握稀硫酸的酸性屬性和濃硫酸的三大特性——吸水性、脫水性及強氧化性，了解它們的物理屬性是找出多種鑒別方法的關鍵。針對問題四，要求學生能夠將所學知識應用于實際問題的解決過程中。由于濃硫酸具有酸性且不與氯氣、氯化氫這類酸性氣體反應，因此，它可作為干燥劑使用。相反，氨氣與濃硫酸會發生反應，因此不適合使用濃硫酸作為干燥劑。

案例2：鈉與水的反應

問題一：如果你將一小塊鈉投入含有幾滴酚酞的水中，預期會出現哪些現象？

問題二：基于這些現象，你能推導出哪些產物？請寫出該反應的化學方程式。

問題三：如果將鈉替換為鎂、鋁或鐵，這些金屬能否與水反應？其反應條件是什么？你作出判斷的依據是什么？

問題四：如果黃岡河水面上有一只鋁桶因穿孔而導致氣體泄漏并發生爆炸，你能提供一個合理的解釋嗎？

3.化學“問題解決”中的問題要具有開放性

案例1：以“硫酸”一節為例運用教學設計

問題五：探究防治酸雨的方法。這是個開放性的問題。學生除了知道之前學過的 的性質，酸雨形成的原理，依此寫出反應方程式： ，其他諸如 的來源、各城市空氣成分，酸雨的類型：硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，現狀和實際生產生活中的預防治理等問題，都不是現成和學過的。答案是開放式的，這使學生面對很大的挑戰。

案例2：鈉與水的反應

問題五：在黃岡河水面上，一只鋁桶因穿孔漏氣并在水中爆炸后，應當如何進行事件后處理？為何需要采取這樣的措施？探究的深度與創新緊密相連。看到問題五的情景，學生仿佛身臨其境。思考我應該怎么辦？如何將危險、危害降到最低？需要用到哪些知識？這時就不僅僅是與化學科有關了。

在處理開放性問題時，學生必須篩選和評估信息與證據，同時將已有的知識和經驗遷移應用于具體情境。此外，學生還需對問題解決過程和結果保持好奇心、提出質疑并作出決策。在這個過程中，學生需要與同伴交流，探討多種解決方案并做出選擇。

四、結語

在學生未來的生活和工作中，他們將面臨的挑戰往往錯綜復雜、要求綜合解決，有時甚至是不可預測的。這些問題通常特征為開放的體系結構、多樣的解決方案以及不確定的結果。在教學中引入實際問題，能夠顯著地促進學生的批判性思維和創新能力的發展，進而達成我國普通高中教育的總體自標：全方位提升學生的綜合能力，特別關注其核心素養的培養，使他們樹立崇高的理想與社會責任感，掌握科學文化知識，具備終身學習的能力，以及獨立發展的能力和團隊協作的能力。

責任編輯邱麗