关于高中化学大单元教学中学生问题解决能力的培养策略研究

摘要：随着新课程改革的推进，培养学生核心素养成为教学重点，而问题解决能力是核心素养的重要组成部分。本文结合高中化学大单元教学的特点，提出通过整合知识结构、创设真实情境、引导探究学习、实施多元评价等策略，系统提升学生的问题解决能力，为化学教学实践提供参考。

关键词：大单元教学；问题解决能力；高中化学；核心素养

一、引言

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》明确提出，要重视学生“科学探究与创新意识”的培养，而问题解决能力是实现这一目标的关键。传统教学中，知识点碎片化、情境脱离实际等问题导致学生难以将知识转化为解决实际问题的能力。大单元教学以学科大概念为统领，通过整合教学内容、创设真实任务，为培养学生问题解决能力提供了新路径。

二、大单元教学与问题解决能力的内在联系

1.知识结构化促进迁移应用

大单元教学打破课时限制，将分散的知识点整合为逻辑连贯的主题（如“化学反应与能量”），帮助学生构建知识网络，为解决问题提供系统性支持。

2.真实情境驱动深度学习

通过设计环境治理、工业生产等复杂情境，学生需要综合运用多模块知识（如化学平衡、电化学）分析问题，实现从“解题”到“解决问题”的转变。

3.科学思维方法的渗透

大单元教学中贯穿“假设-验证-反思”的科学探究流程，引导学生形成模型认知、证据推理等思维习惯。

三、问题解决能力的培养策略

（一）创设真实问题情境，激发问题意识

1.联系生活与社会热点

例如，在“硫及其化合物”单元中，以“酸雨的形成与防治”为任务，要求学生分析污染物来源、设计实验验证防治方案。

2.融合跨学科情境

如“碳中和”主题下，结合化学（CO₂转化）、生物（光合作用）、地理（碳循环）知识，设计多角度解决方案。

案例：学习“原电池”时，以“如何设计高效燃料电池”为驱动问题，引导学生从电极材料、电解质选择等角度展开探究。

（二）整合知识结构，构建问题解决支架

1.绘制单元概念图

以“物质结构”单元为例，通过思维导图梳理原子结构→元素周期律→分子间作用力的层级关系，帮助学生明确知识关联。

2.设计阶梯式问题链

例如“化学平衡”单元中，依次设置基础问题（平衡常数计算）、进阶问题（工业合成氨条件优化）、开放问题（如何提高反应效率），逐步提升思维深度。

（三）引导探究式学习，培养科学思维方法

1.实验探究与证据分析

在“电解质溶液”单元中，让学生自主设计实验验证不同盐溶液的酸碱性，并通过数据归纳水解规律。

2.模型建构与优化

以“化学反应速率”为例，通过实验数据建立浓度、温度与速率的关系模型，并进一步修正催化剂的影响。

（四）实施多元评价，优化问题解决过程

1.过程性评价

采用量表记录学生在小组合作、方案设计中的表现，关注思维逻辑性与创新性。

2.反思性评价

要求学生撰写实验报告时，重点分析“假设是否合理”“如何改进方案”，培养元认知能力。

四、实践案例分析

以“氯及其化合物”大单元教学为例：

1.情境任务：某自来水厂需优化消毒工艺，如何选择安全高效的含氯消毒剂？

2.问题链设计：

基础层：Cl₂、ClO₂、NaClO的消毒原理是什么？

综合层：从氧化能力、残留毒性等角度比较三种消毒剂的优劣。

创新层：设计实验方案验证ClO₂的消毒效果。

3.成果展示：学生通过角色扮演（工程师、环保专家等）汇报方案，接受同伴质询并完善结论。

五、结语与建议

大单元教学为问题解决能力的培养提供了系统性框架。实践中需注意：

1. 教师需提升单元整合与情境设计能力；

2. 合理分配探究活动与知识讲授的时间；

3. 结合校本资源开发特色案例（如当地污染治理项目）。

未来可进一步探索信息技术（如虚拟实验）与问题解决教学的深度融合。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[S]. 北京：人民教育出版社，2020.

[2] 刘月霞，郭华. 深度学习：走向核心素养[M]. 北京：教育科学出版社，2018.