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“素养为本”的问题解决主题复习例谈

范文

张彩玲

摘要：复习课如何开展“素养为本”的教学？基于问题解决的主题复习是一种有效做法。素养为本的问题解决主题复习设计主要环节为：确定复习内容，明确核心知识;寻找情景素材，确定教学主题;构建基本脉络，设计系列问题。

关键词：素养为本;问题解决教学;主题复习

文章编号：1008-0546（2020）03-0057-03

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2020.03.016

《普通高中化学课程标准（2017年版）》已发布，初中新标准虽未出台，但相信其与“以发展化学学科素养为主旨”和“重视开展‘素养为本的教学”理念是一致的。九年级化学教学中复习课有单元复习、期中复习、期末复习、中考复习，可以说约有三分之一的课时是复习，上好复习课对发展学生的学科素养至关重要。当前复习课教学中下列现象较普遍：一种是“一讲到底”，把知识点简单罗列，进行无差别的地毯式扫描讲解;一种是“一练到底”，以习题训练为主要方式，进行题海鏖战;还有一种是所谓的“讲练结合”，即教师先带领学生梳理相关知识点，然后学生进行跟踪训练，这种训练看似直指“靶心”，其实学生只是机械“刷题”，对于概念和原理的体会并不深刻。这些做法都缺少对学生的价值观念、必备品格和关键能力的培养。

那么在复习课中如何开展“素养为本”的教学呢？基于问题解决的主题复习不失为一种有效的做法。问题解决是从最初的问题空间出发，经历不同的子问题，运用一定的策略达到对问题的正确表征的过程[1]。问题解决教学，是教师指导学生将先前已获得的知识经验用于不熟悉的情境的过程，是在特定的问题情境下，师生共同经历发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的全过程[2]。问题解决教学让学生在伴随着知识与技能不断发展的同时，体验过程与方法，使得情感态度与价值观得以升华，并逐渐提高问题解决能力。基于问题解决的主题教学提供一个良好的学习情境，帮助学生在问题解决过程中有效梳理知识、理清脉络、重构认知，形成证据意识，建立认知模型，学会解决问题的一般方法。

在初中化学复习中如何开展素养为本的问题解决主题教学呢？下面以一節题为“对一种补钙剂的探究”的教学设计为例说明。

1.确定复习内容，明确核心知识

碳酸钙是初中化学中一种重要的碳酸盐，在碳酸钙复习备课时，首先研究课程标准，发现有关要求如下：了解碳酸钙等盐在日常生活中的用途（主题二“身边的化学物质”）;了解某些元素如钙对人体健康的重要作用（主题五“化学与社会发展”）[3]。梳理教材中与碳酸钙有关内容如下：石灰石和大理石的主要成分是碳酸钙;实验室常用大理石或石灰石为原料制取二氧化碳;含碳酸根离子的盐都能与盐酸反应生成二氧化碳;工业上常用煅烧石灰石的方法制得生石灰和二氧化碳;二氧化碳能使石灰水变浑浊，是因为生成了白色的碳酸钙沉淀;水垢的主要成分之一是碳酸钙;碳酸钙可用作补钙剂;碳酸钠与氢氧化钙或氯化钙等反应能生成碳酸钙;石笋和钟乳石的形成原理[4]。

梳理完教材后，进行整合，构建知识框架，形成分别以钙元素（图1）和碳元素（图2）为核心的结构化知识，图中实线箭头表示碳酸钙和其他物质间的转化关系，虚线箭头表示其他物质间的转化关系：

《普通高中化学课程标准（2017年版）》在实施建议中指出：化学教学内容的组织，应有利于促进学生从化学学科知识向化学核心素养的转化，而内容的结构化则是实现这种转化的关键[5]。因此，我们备课时，首先要研究课程标准，明确课标的要求，然后梳理化学教材，将分散在教材中不同章节的相关内容进行整合，确定本节课要复习的内容，构建知识框架，形成结构化知识。我们的主题复习应依据内容要求，围绕基本的化学核心概念、观念、思想和方法进行，引导处于知识关联水平的学生，形成结构化的基本知识和认知思路，从而提升学生化学核心概念和观念的结构化水平，发展学生的化学核心素养。

2.寻找情景素材，确定教学主题

寻找与碳酸钙有关的情景素材：以碳酸钙为主要成分的补钙剂、以碳酸钙做摩擦剂的牙膏、热水壶内的水垢、鸡蛋壳、石灰石、大理石等。经过比较筛选，大理石、石灰石、鸡蛋壳在新授课中已有较多接触和了解，缺少陌生度，好的情景素材应具有一定的陌生度，一方面可以较好地激发学生的学习兴趣、激起探究兴趣，另一方面利于培养学生解决实际问题的能力;城市自来水产生的水垢较少，不便于收集进行实验;石笋和钟乳石的形成原理较为复杂，不属于初中化学的主干知识;牙膏摩擦剂和补钙剂相比较，牙膏中成分相对补钙剂更为复杂，碳酸钙含量不高，且碳酸钙在牙膏中只是作摩擦剂，没有体现出碳酸钙的主要用途。因此，最终选择用补钙剂作为情景素材，确定以“某种补钙剂的探究”为主题对碳酸钙及其他含钙化合物进行复习。在主题复习中发展学生的学科素养：通过钙元素对人体健康的重要作用的回顾和以贝壳为原料制取碳酸钙流程的思考，引导学生进一步认识化学对满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献。通过对补钙剂成分的定性和定量探究，引导学生从问题出发，依据探究目的，设计探究方案，运用实验的方法进行探究，通过分析推理对假设加以证实，形成证据推理意识。通过对含钙物质间转化网络的构建，提升学生的化学知识结构化水平，帮助学生形成变化的观念和守恒的思想。

真实、具体的问题情境是学生化学核心素养形成和发展的重要平台，设计真实情境下不同复杂和陌生程度的问题解决活动，能促进学生学习方式的转变，使学生在解决问题的活动中逐步发展化学学科核心素养。现代认知心理学表明：学生对学习内容的认知和学习，与其所发生的情景有密切关系[6]。好的问题情境，不仅能帮助学生体验问题解决过程中的困惑和解决问题后的喜悦，还能帮助学生认识到学习化学对提高人类生活质量和促进社会可持续发展的重要作用，培养学生的社会责任感和参与意识。而义务教育化学课程标准也强调，不应孤立地对基础知识和基本技能进行测试，要注意联系生产、生活实际，取用鲜活的情景。真实的问题情境能使学生以积极、愉悦的情感投入到学习中去，成为学习的主体。

情景素材可以从不同角度去挖掘：①从社会生活的角度，例如复习金属及其化合物时利用脱氧剂或易拉罐作为素材，复习碳酸钙时利用补钙剂或牙膏作为素材，进行物质组成专题复习时以铜绿为素材。②从化学实验探究的角度，例如复习酸碱盐性质时以某次实验中的废液或敞口放置的氢氧化钠样品为素材。

3.构建基本脉络，设计系列问题

对某补钙剂的探究问题设计如下：

（1）钙元素对人体健康的重要作用？因缺钙而导致的骨质疏松、佝偻病等患者应在医生指导下服用什么药品？

（2）常见补钙剂主要成分有碳酸钙、乳酸钙、柠檬酸钙、葡萄糖酸钙、乙酸钙等，（出示某补钙剂样品）该补钙剂包装盒上标明主要成分为碳酸钙，怎样设计实验验证？设计实验方案，写出实验方法、现象和结论，说出实验依据。

（3）碳酸钙难溶于水，服用后如何被人体吸收？反应原理是什么？会不会有什么副作用？不适于什么样的病人？

（4）该补钙剂包装盒上标明：产品规格：1.04g/片，每片含钙273.5mg。怎样通过实验证明标识中钙的含量是否符合实际（假设补钙剂中其他成分不溶于水、不与酸反应、耐高温）？设计实验方案，画出实验简图，写出实验步骤和实验原理。交流讨论，对比实验方案的优劣，根据所给实验用品确定实验方案，进行实验，记录实验数据，分析数据，得出结论。

（5）查资料知，药用碳酸钙可以贝壳等为原料制得。如何用贝壳制得碳酸钙？利用所学知识设计方案，画出流程示意图。写出有关变化的化学方程式。

（6）本节课涉及到的含钙元素物质有哪些？它们之间存在怎样的转化关系？画出转化关系图。

问题解决主题教学一般要设计系列问题，即问题串，像上述对碳酸钙型补钙剂的探究，就是设计一系列问题，从碳酸钙的作用，到定性探究，到补钙原理、可能的副作用，到定量探究，再到如何制取碳酸钙。问题步步深入，符合知识发展的逻辑顺序和学生的认知规律，从易到难，从定性到定量，从封闭到开放。

问题解决始于问题的表述。好的问题应具有以下特点：首先，应是知识丰富型问题，学生解决该问题时需调用大量的已有知识、方法，问题应与学生已有的知识经验密切联系，问题的设计能引导学生找出穿越问题空间的路径[7]，利于学生运用类比、迁移等方法，把过去解决问题的知识、经验应用到新的相似问题的解决中，在解决新问题过程中，巩固旧知、形成能力、提升素养。其次，问题的设计应注重科学方法的渗透，学生在解决问题过程中，需要使用一些重要的化学研究方法，特别是通过以实验为主的方式对假设进行证实或证伪，体现化学的学科特点。上述对碳酸钙补钙剂的探究问题，几乎涉及到初中化学中所有与碳酸钙有关的知识，包括碳酸钙在自然界的存在、用途、性质、制法等。解决上述问题时需要调用的方法也多种多样，除了一般性的分析、讨论、交流、比较之外，在解决问题（2）“验证补钙剂成分”和问题（4）“补钙剂碳酸钙含量是多少”时，要用到科学探究的方法;在解决问题（4）“补钙剂碳酸钙含量是多少”和问题（5）“以贝壳为原料制取碳酸钙”时，要用到元素守恒的方法;在解决问题（6）“含钙物质间转化关系”时，要用到建模的思想。另外，好的问题还应具备发散性或开放性，存在多种不同的解决问题的路径。上述问题（4）定量探究补钙剂碳酸钙含量，就存在多种方案：可以将样品强热，测定加热前后固体质量变化，再根据固体减少的质量即二氧化碳的质量求得样品中碳酸钙的质量;可以将样品与盐酸反应，测定释放出的二氧化碳气体的质量或体积，从而求得样品中碳酸钙的质量;而测定样品与盐酸反应释放出的二氧化碳质量的方法也不唯一，可以是测定样品与盐酸反应的装置（含药品）在反应前后的质量变化，也可以用氢氧化钠吸收二氧化碳，测定实验前后盛有氢氧化钠的装置质量变化。问题（5）以贝壳为原料制取碳酸钙的方案也不唯一：可以是将贝壳高温煅烧，得到生石灰，除去杂质后，将生石灰溶于水得到石灰浆，再将二氧化碳气体通人石灰浆，即可得到纯度较高的碳酸鈣;也可以在得到石灰浆后加入碳酸钠溶液，从而制得碳酸钙。

素养为本的问题解决主题复习，以生活中常见的物质或实验现象为素材创设问题情境，将教材中不同章节的知识、技能、能力等要求重新整合，使之成为合理的、系统的、新的知识结构体系和方法结构体系，以问题解决为主线，倡导学生积极、自主地参与问题解决，关注学生在问题解决过程中的情感体验、方法培养和价值观的形成。核心素养的发展是一个自我建构、不断提升的过程，教师应围绕素养发展的关键环节，引导学生开展问题解决学习，促进学习方式的转变。

参考文献

[1]任红艳.化学问题解决及其教学的研究[M].北京：高等教育出版社，2008

[2]王祖浩.化学问题设计与问题解决[M].北京：高等教育出版社.2006

[3] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012

[4] 王晶.九年级化学[M].北京：人民教育出版社，2012

[5] 中华人民共和国教育部，普通高中化学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018

[6]约翰.D.布兰思福特.人是如何学习的[M].上海：华东师范大学出版社，2002

[7] S.Ian Robertson。问题解决心理学[M].北京：中国轻工业出版社，2004

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