核心素养下高中化学“问题解决”教学探讨

一、高中化学学科核心素养

高中化学课程对学生发展的要求主要体现在三个方面：首先要重视的是学生对化学基础知识和科学观念的掌握。其次，要着重培养学生应用化学知识和探究化学问题的基本能力。最后，要引导学生理解化学在社会和个人生活中的广泛影响，如日常生活的应用、环境保护、健康饮食、技术进步和个人责任等方面的重要性。而化学学科的核心素养主要体现在五个关键领域，各领域在促进学生全面成长中都扮演着关键角色。首先，“宏观辨识与微观探析”"变化观念与平衡思想”及“证据推理与模型认知”这三个领域，有助于学生塑造化学独有的思考模式与方法；其次，“科学探究与创新意识”促进了学生在实践过程中发展创新能力；最后，“科学态度与社会责任”则强调了化学学习在塑造学生价值观方面的深远影响，促使他们关注社会问题和承担社会责任。

二、化学“问题解决”学习的重要性

化学“问题解决”学习的重点并不在于对化学信息的简单回顾与知晓，而是强调学生在实际且复杂的背景下，提出疑问并通过体验和探索，最终得出解答方案和成果。在推进以化学核心素养为指导的课程时，应高度重视知识获取的方式和路径的意义，深刻理解知识获取的方式与过程对化学核心素养发展的重要性。当学生将化学知识视为探索和实践的工具时，他们的学习经历便成为了化学核心素养发展的重要组成部分。因此，强调化学核心素养的课程设计旨在将知识学习转化为培养批判性思维和应对现实挑战的实践活动。这意味着，化学核心素养的培育必须通过参与化学“问题解决”学习来实现和深化。

三、在课堂教学中实践“问题解决"学习

1.创设真实而有深度的问题背景。如，在"物质的量"教学环节中，创设如下问题情境：取20克黄豆、绿豆和大米各一组，提出以下问题：（1）每组中各自包含多少粒？（2）如何确定？需要快速且准确地得出答案。我们了解，颗粒越小，其数量就越多，因此计数起来更加困难。为了快速且准确地计数，学生会自然地将颗粒分类成若干堆，以堆为单位进行计量。同样地，像原子和分子这样的微观粒子远比豆子和米粒小得多，当我们需要对这些微观粒子进行计量时，采用“堆”这个计量方式尤为必要。这个“堆量”，即我们所说的“物质的量”，是物理学中的一个基础概念。“物质的量"是一个相对抽象的概念，通过创设问题情景的方式引入，可以将其具象化，从而帮助学生更好地理解。这种情景创设具有几个显著特点：首先，它体现了真实性，因为教师所选用的豆子和米等物品都来源于日常生活，通过这种学生熟悉的场景，可以激发他们的学习热情，提升他们的课堂参与度和学习主动性，从而促使他们更积极地投入学习活动，进而促进他们对新知识的吸收和理解；其次，它具有针对性，这些物品由于数量众多而难以一一计量，这与本课所探讨的原子、分子等微观粒子的特性有异曲同工之妙。通过将物品进行分组计数，类比到微观粒子的计量上，引出“物质的量”概念，这一过程不仅富有教学意义，同时也充满情感价值

2.化学“问题解决”应该有体验性和过程性

案例1：以“硫酸”一节为例设计

问题一：有两瓶标签丢失的浓硫酸和浓盐酸（试剂瓶一致，酸的体积相同），请描述鉴别这两瓶酸的依据及基于此得出的结论。

问题二：在实验中，需要将2毫升浓硫酸稀释成稀硫酸，稀释过程中应注意哪些事项？为何需要关注这些问题？

问题三：浓硫酸与稀硫酸在物理及化学性质上各有特点，请列举尽可能多的方法来识别它们。

问题四：在氯碱工业流程中，为何常用浓硫酸来处理氯气和氯化氢的干燥？试探讨是否亦可使用浓硫酸进行氨气的干燥，并阐明其原因。

学生在处理问题一时，依据其对浓硫酸和浓盐酸的知识储备，能够从感性认识层面迅速联想到这两种酸的物理性质和化学性质，从而推导出恰当的鉴别方法。对于问题二，学生需要运用化学观中的微粒观和能量观，来正确执行稀释操作并深入理解其中的科学原理。在解答问题三时，学生须全面掌握稀硫酸的酸性属性和浓硫酸的三大特性——吸水性、脱水性及强氧化性，了解它们的物理属性是找出多种鉴别方法的关键。针对问题四，要求学生能够将所学知识应用于实际问题的解决过程中。由于浓硫酸具有酸性且不与氯气、氯化氢这类酸性气体反应，因此，它可作为干燥剂使用。相反，氨气与浓硫酸会发生反应，因此不适合使用浓硫酸作为干燥剂。

案例2：钠与水的反应

问题一：如果你将一小块钠投入含有几滴酚酞的水中，预期会出现哪些现象？

问题二：基于这些现象，你能推导出哪些产物？请写出该反应的化学方程式。

问题三：如果将钠替换为镁、铝或铁，这些金属能否与水反应？其反应条件是什么？你作出判断的依据是什么？

问题四：如果黄冈河水面上有一只铝桶因穿孔而导致气体泄漏并发生爆炸，你能提供一个合理的解释吗？

3.化学“问题解决”中的问题要具有开放性

案例1：以“硫酸”一节为例运用教学设计

问题五：探究防治酸雨的方法。这是个开放性的问题。学生除了知道之前学过的 的性质，酸雨形成的原理，依此写出反应方程式： ，其他诸如 的来源、各城市空气成分，酸雨的类型：硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，现状和实际生产生活中的预防治理等问题，都不是现成和学过的。答案是开放式的，这使学生面对很大的挑战。

案例2：钠与水的反应

问题五：在黄冈河水面上，一只铝桶因穿孔漏气并在水中爆炸后，应当如何进行事件后处理？为何需要采取这样的措施？探究的深度与创新紧密相连。看到问题五的情景，学生仿佛身临其境。思考我应该怎么办？如何将危险、危害降到最低？需要用到哪些知识？这时就不仅仅是与化学科有关了。

在处理开放性问题时，学生必须筛选和评估信息与证据，同时将已有的知识和经验迁移应用于具体情境。此外，学生还需对问题解决过程和结果保持好奇心、提出质疑并作出决策。在这个过程中，学生需要与同伴交流，探讨多种解决方案并做出选择。

四、结语

在学生未来的生活和工作中，他们将面临的挑战往往错综复杂、要求综合解决，有时甚至是不可预测的。这些问题通常特征为开放的体系结构、多样的解决方案以及不确定的结果。在教学中引入实际问题，能够显著地促进学生的批判性思维和创新能力的发展，进而达成我国普通高中教育的总体自标：全方位提升学生的综合能力，特别关注其核心素养的培养，使他们树立崇高的理想与社会责任感，掌握科学文化知识，具备终身学习的能力，以及独立发展的能力和团队协作的能力。

责任编辑邱丽