以核心问题为导向的高中化学课堂教学策略研究

作者: 刁井才 王珊珊

以核心问题为导向的高中化学课堂教学策略研究0

[摘 要]核心问题是课堂教学的关键着力点,对探究活动起着重要的引领作用。为了助力深度探究并优化高中化学课堂教学,文章深入探讨了如何设计与提炼核心问题,并提出了五个具体策略:一是潜心研读教材,整体把握,在关联处凝练;二是基于学生经验,引发冲突,在需要时质疑;三是学生主体发问,亲历发现,在困惑处创生;四是设计辅助问题,适当取舍,梳理问题序列;五是注重实践操作,尊重差异,课后反思优化。

[关键词]核心问题;高中化学;氧化还原反应;教学策略

[中图分类号]    G633.8                [文献标识码]    A                [文章编号]    1674-6058(2025)02-0050-04

著名哲学家波普尔曾说:“科学与知识的增长始于问题,终于问题。”当前,越来越多的教育者开始关注“问题教学”,而核心问题无疑是“问题教学”研究中的一个重要切入点。核心问题是课堂的核心,它不仅为科学探究定下了基调,还引领着科学探究的方向。

一、问题的提出

教师在进行教学设计和课堂教学时,需精心设计问题。问题是思维的起点,也是化学探究的触发器。但是,当前教学存在问题零散化的现象,零散的问题往往低效甚至无效,导致学生的思维处于低迷状态,严重影响教学的效果和质量。

现象一:问题繁多,思考空间受限

问题本应是激发思维、促进学习的有效手段,但在许多课堂中,问题却繁多琐碎,导致学生思考的空间变得狭窄,而过多的问题也使得学生思考的时间非常有限,思维无法充分展开。

现象二:问题零散,重点聚焦缺乏

教师在设计问题时,往往缺乏对教学目标和教学重难点的深入剖析,导致问题零散,缺乏指向性,使得学生在回答问题时容易偏离教师的意图,无法触及重难点,从而浪费时间。

现象三:问题浅显,引导作用不足

问题可以分为呈现型、发现型、创造型三类。然而,在实际教学中,呈现型问题屡见不鲜,发现型问题和创造型问题却极少涉及。教师过多地采用无价值的牵引性问题,且这些问题多停留在知识的表层,无法有效引导学生深入思考,从而限制了学生思维的拓展。

二、核心问题的概念及其特征

核心素养、核心概念、核心问题在高中化学课堂教学中是一个统一的整体,它们相互嵌合,共同构成高中化学课堂教学的核心框架。其中,核心问题起着引领探究活动的作用。因此,核心问题与其他问题相比,有着特殊的地位。它直接指向核心概念和核心素养,是其他问题产生的基础和源头。一堂化学课中可能仅包含一至两个核心问题,其特殊性也决定了它具备以下特点。

(一)提纲挈领,纲举目张

核心问题在课堂中的地位最高,也最为关键,往往开门见山,直接触及教学的核心要点,而且能将课堂教学导向明确的目标,使得教学过程清晰流畅。

(二)重点聚焦,指向明确

核心问题指向核心概念,是一堂课的支架和主线,能够有效突出教学重点,并助力突破教学难点。通过核心问题,教师可以引申出新的关联问题,从而帮助学生在解决问题的过程中快速建构起知识框架。

(三)激发挑战,适度开放

核心问题应具有一定的挑战性,以引发学生的认知冲突。基于学生的“最近发展区”设计具有一定难度的核心问题,让学生能够通过“跳一跳”摘到“果子”,从而激发他们的学习积极性和求知欲。同时,要注意问题的开放程度要适中,避免学生偏离学习主题。

核心问题的几个显著特征之间相互关联、相互影响,为化学课堂注入了更多的活力,也使教师在课堂教学中更为得心应手、游刃有余。值得注意的是,在化学课堂中核心问题的呈现形式不应仅限于疑问句,有时也可以是一个核心探究任务。

三、基于核心问题优化课堂教学的策略

核心问题的把握是否精准直接影响教学的效果。那么,教师该如何设计与提炼出有效的核心问题,从而为化学课堂增添助力呢?图1是以氧化还原反应单元教学为例,基于核心问题优化课堂教学的设计思路,为高中化学课堂教学提供了明确指导。

教师应依据教学内容和具体学情来精准提炼核心问题,并围绕这些核心问题设计辅助问题,同时也可以鼓励学生自主提出核心问题。

(一)潜心研读教材,整体把握,在关联处凝练

在凝练核心问题前,教师应先深入研读教材。只有研透教材的横向联系与纵向联系,以及新旧知识之间的关联,才能准确把握教学的重难点,从而提炼出有价值的核心问题。

1.研透教材内容,直击核心

“氧化还原反应”内容的特点是概念多、抽象且理论性强。在研读教材时,教师需要把握初中知识、高中必修知识、高中选修知识之间的关联,即“得氧、失氧→元素化合价升降→电子转移”,从宏观视角(元素)到微观视角(电子),由表及里,环环相扣,逐步揭示氧化还原反应的本质,引导学生建构氧化还原反应的认知模型。只有厘清教材中的核心概念及其特征,并围绕学情、教学目标以及重难点等因素,遵循螺旋上升的梯度原则才能设计出直击要点的核心问题。

核心问题:回顾初中所学的氧化反应和还原反应的概念,从得失氧和化合价变化的角度,对比分析CuO+ H2=Cu+ H2O和2Na+Cl2=2NaCl这两个反应,归纳什么是氧化还原反应,并思考氧化还原反应是否同时进行。

上述两个反应的相同之处在于都涉及电子的转移和化合价的变化,不同之处则在于反应物和生成物的性质及反应条件。通过对比分析,可以得出:氧化还原反应的特征是反应前后元素化合价发生了变化。因此,在教学中教师可以利用这一点来完善和强化氧化还原反应的概念,培养学生的分析能力。

2.建立系统思维,整合重构

教师在研透教材的基础上,还需用全局的眼光和系统的思维去创设核心问题,必要时可以在整体把握教材的前提下打破原有的知识结构,进行重新整合,实现重构。

核心问题:对比分析Cl2+H2O HCl+HClO和2KMnO4[△]K2MnO4+MnO2+O2↑这两个反应,还可以得出什么结论?

上述两个反应中均只有一种元素的化合价发生变化,且同一种物质在反应中表现出不同的性质。将此核心问题纳入教学,有助于学生从全局角度理解氧化还原反应的多样性及其应用,培养学生的系统思维。同时,这一做法能打破传统知识框架,促进深度学习,提高学生对化学反应机制的综合理解能力。

(二)基于学生经验,引发冲突,在需要时质疑

在设计核心问题时,教师不仅要深入研究教材,还应当充分研究学生。基于学生已有经验和思维困惑点来提出问题,以此引发学生的认知冲突,进而设计学生感兴趣的实际问题。

1.唤醒已有经验,点燃探究热情

在核心问题的驱动下唤醒学生已有的知识经验,以有效激发学生的探究热情。

核心问题:你知道化学中有哪四种基本反应类型吗?请根据反应Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2分析并归纳氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系,以及思考这两种分类方式是否存在交叉。

2.引发认知冲突,深刻建构概念

设计能够引发学生认知冲突的核心问题,促使他们的思维产生剧烈的碰撞,从而深刻建构核心概念,突破思维枷锁。

核心问题:从动画角度观察并分析反应2Na+Cl2[ △ ]2NaCl,思考如何从电子转移的角度认识氧化还原反应。

在教学中,这个核心问题将引导学生从电子转移的角度进行分析,进而发现氯原子和钠原子之间发生了电子转移,分别形成了阴离子和阳离子,双方的最外层电子都达到了稳定结构。通过这样的分析,学生能够更深入地了解氧化还原反应的本质。同时,教师还可以适当拓展,介绍元素的电负性、反应物的电子结构等因素对化合价变化的影响。这样不仅能够培养学生的逻辑思维能力,还能够激发他们探索化学反应机制的兴趣,从而建构相关知识体系。

(三)学生主体发问,亲历发现,在困惑处创生

化学课堂活动真正走向探究的重要标志是学生主体的积极参与。因此,核心问题既可由教师提出,更应鼓励学生自主设计,通过生成、提炼和整合问题来深化探究。

1.亲历探究过程,创生问题

给予学生自主探究和亲身体验的机会,以激发他们的好奇心,进而产生诸多疑问。通过适当的交流和引导,学生便能够提出具有探究价值的问题。然而,教师在课堂中有时会无意识地削弱学生的主体地位,直接将问题抛给学生,导致学生只能被动思考,从而失去自主发现问题的机会。

核心问题:将锌片和铜片的一端分别用导线连接至电流表的两端,另一端则插入CuSO4溶液中,形成闭合回路。观察到电流表指针偏转,说明有电流产生。电流是微观粒子的什么行为所导致的呢?

这样的问题能帮助学生深入探讨电流的本质,如电子的移动和离子的导电性,进而揭示化学反应和物理过程之间的内在联系。

2.鼓励大胆质疑,多维整合

“学起于思,思源于疑。”质疑是科学态度与责任素养的表现。教师应聚焦核心问题,引导学生讨论交流,并鼓励他们大胆质疑,使他们能够在核心问题的引导下发现新的问题,形成问题串,从而推动教学深入。

核心问题:阅读人教版高中化学教材必修一第25页,观察图1-15,思考氧化剂和还原剂、还原产物和氧化产物的定义,并指出它们之间的关系。

这样的问题能引导学生深入思考氧化还原反应中的电子转移,加深对氧化还原反应的机制和组成的理解,促进学生的深入学习和应用能力的发展。

(四)设计辅助问题,适当取舍,梳理问题序列

在化学教学过程中,教师应引导学生围绕核心问题展开探究,适时提出辅助问题,以问题串不断激发学生思考,使课堂主线分明,充满探究氛围。

1.分析权重主次,适当取舍

教学中若问题过多,容易造成学生思考空间不足。因此,需要适当取舍问题,以序列化的问题引导学生持续学习,促进课堂活动有序高质展开。

问题1:元素的化合价与得失电子、氧化性、还原性有什么关系?元素由游离态转变为化合态是否一定被氧化?

问题2:根据氧化性和还原性的定义,你能列出哪些常见的氧化剂和还原剂?

根据问题的权重主次进行适当取舍,可以减轻学生的认知负担,同时让学生有足够的时间与空间去自主探究。

2.提取内在联系,连点成线

好的辅助问题能够引导学生围绕实际问题的解决展开深入探究。在选择和提出辅助问题时,不仅要注意问题的内在联系,还要注意问题的逻辑性,根据问题间的联系和逻辑连点成线。

问题1:结合离子的检验方法,你能思考并设计实验来验证物质的氧化性和还原性吗?

问题2:已知H2O2无色,具有氧化性,能氧化Fe2+;FeCl2溶液显浅绿色,FeCl3溶液显黄色,FeCl3溶液遇KSCN溶液显血红色。基于这些信息,请利用提供的试剂,设计合理、有效的实验方案,完成探究实验(略)。

这样的问题设计促使学生将理论知识应用于实践,从而培养他们的实验设计和分析能力,同时加深他们对氧化剂和还原剂的理解,进而更好地掌握氧化还原反应的实际应用。

(五)注重实践操作,尊重差异,课后反思优化

教师在设计核心问题和辅助问题时,更多考虑的是知识形成的逻辑顺序,而在课堂实践中往往会发现这些顺序与学生的认知顺序并不完全吻合。这主要是因为教师忽略了学生之间以及班级之间存在的客观差异。因此,教师课后还应多进行反思,并对核心问题进行优化。

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