第五节“以问题为核心”的课堂探究性教学的几点认识和实践

在一线的教学实践中，新课程面临许多困难，诸如：老师好好讲清楚不就行了，为什么还要学生“动”起来？学生一“动”起来，教学任务就完不成怎么办？有相当一部分同学看了书都说“懂”，为何就是课后做不起题？推进新课改至今又出现了一些“新气象”，如老师“满堂问”，学生“满堂吼”“满堂议”等“热热闹闹满屋沸腾，结果检测一片空白”的现象，这实际上是最终导致“老师精力疲软、学生身心疲惫”的低效甚至于无效的课堂教学。那么，为了打造高效课堂，究竟需要什么样的问题？又怎样才能挖掘出值得探讨的问题？针对困惑我们着重讨论以下几个方面的问题。

1.问题的类型与水平是怎么样的？

问题的分类有很多种，如按情境可分3类：呈现型、发现型、创新型。所谓“呈现型”问题，就是靠提取记忆就能回答的问题；所谓“发现型”问题，是指通过探索研究、推理论证才能解决的问题；所谓“创新型”问题，多指答案具有不确定性，通过想象、创造给予多元回答的问题。又如根据问题的疑问内容，把问题分为：（1）“是什么”问题，即判断型问题，要求对研究对象做出识别和判定，回答“是什么”；（2）“为什么”问题，即论证型问题，要求研究事物内在机理和规律性，弄清事物之间的因果联系，回答“为什么”；（3）“怎么样”问题，即说明型问题，研究对象的状态及运动转化过程，回答“怎么样”。再如按思维方向和思维力度，可将问题分为两种水平四种类型，如表1-3所示。“低水平的问题”侧重于学生对知识的记忆、再认和简单应用；“高水平的问题”则需要对知识进行一定程度的加工。但在设计和挖掘并利用问题时，要根据不同的学生、不同的学习阶段（即使是同样的学生），使用不同层次的问题。顺便指出，在当前普遍采用导学案、强调课前预习的教学背景下，预习应该主要解决记忆性问题，并适度解决解释性问题，而统整性问题、创造性问题应当是主要在课堂上通过学生再读教材后，并且需要一定的课堂情境去发现并提出的一些问题。

表1-3 问题的类型与水平

2.探究性学习的基本特征有哪些？

《基础教育课程改革纲要（试行）》指出“：改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。”

可见，转变学生的学习方式，是本次基础教育课程改革的重点、难点、热点和亮点，学习方式的变革是本次课程改革的显著特征和核心任务。以上表述阐明了探究学习（或探究式教学）具有以下基本特征（如图1-7所示）：一是以问题为中心；二是强调自主参与；三是强调实践活动；四是重视合作交流；五是以建构为旨向。从课堂实际操作的角度，仅简单叙说两点：第一，探究性学习的难点在于改变师生关系，教师要“让位”但不“缺位”，课堂上从“主演”甚至“独演”变成“导演”，就是要指点迷津，点到要害之处；第二，对图1-7中的“实践”的理解，说明化学学科里实验的重要性，从化学视角其首要的含义可理解为有实验必做，且尽可能增补、改进化学实验，也包括与他人合作交流、收集证据、做出解释，最终达成对问题的合理建构。

图1-7 化学探究性学习的基本特征

3.探究式课堂教学模式及其运用简析。

实施新课改以后，重庆市綦江中学化学组向重庆市申报并通过了课题“中学化学探究式实验教学模式构建和教学应用研究”的立项。课题组通过该市级规划课题的研究，摸索总结出“探究式教学的问题探究模式”课堂结构（如图1-8所示）。它以导学案（结合教材）为主要载体，先通过学习小组内“三学三疑”（独学生疑、对学质疑、群学释疑），又通过组间竞争性互动展示探疑，这样便能找准真正有价值的核心问题，此时老师的“点睛”具有恰如其分的作用，效果自不待言。

图1-8“三学三疑”示意图

（1）设置教学情境，发挥激趣导引功能。

所谓情境教学是指在教学过程中有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景，引起学生一定的态度体验。杜威在《我们怎样思维》一书中指出：“思维起源于直接经验的情景。”一位德国学者高度重视教学情境的作用，对教学情境做了如下精辟比喻：“将15g盐放在你的面前，你无论如何也难以下咽；但将15g盐放在美味可口的汤中，你早就在享用佳肴时，将它们全部吸收了。”情境之于知识，犹如汤之于盐；知识需要融入情境之中，才能显示出活力和美感。这样当然能调动学生的情绪，激发学生的思维，从而激活课堂。特别在实施新课改以来，我们把渗透于“学会、会学”之中的“愿学、乐学”作为一种基本要求，将化学问题或事实镶嵌在一种模仿或真实的环境中呈现给学生，千方百计打磨学生创造性思维的火花，如注重通过引入或创设实验情境、故事情境、生活情境、问题情境、实物情境、对比情境、突发事件情境、打比方（或类比）情境、音乐情境、声像情境、虚拟情境等，来激发学生产生创造“冲动”。

（2）多渠道发掘问题，课堂着重讨论有价值问题。

前已述及，导学案中供预习用的问题是记忆性问题、适量的解释性问题，及奠基课堂后继学习而设置的“先行组织者”的问题，而学生在课前预习或课中阅读中，经过“三学三疑”，都会产生部分有价值的问题，再加上老师经过提炼加工而准备的统整性问题、探究性问题、创造性问题（教师最好以触景生情的方式即兴发问而呈现），就构成了“组间探疑”的重点议题。

【案例】《化学反应原理》（人教版高中化学选修4）第一章第一节“化学反应与能量变化”（第一课时）

导读性问题（预习时用于导读的问题，从问题分类看属于记忆性问题和解释性问题，被编入导学案中）：

1.请查阅教材必修2第33页，回答什么叫作放热反应、吸热反应？

2.什么叫焓（H）？什么叫焓变（ΔH）？其值的正（“+”）负（“-”）是如何规定的？

3.如何用图示法表示反应过程中的能量变化？从化学键的角度如何认识反应过程中的能量变化？

4.请书写H2（g）与Cl2（g）发生反应的热化学方程式，其方程式前的系数代表什么含义？

探究性问题（课堂上用，从问题分类看属于统整性问题，在相应位置由教师即兴提问，并及时展示问题）：

1.焓（H）和焓变（ΔH）这两个物理量的研究对象是什么？

2.从化学键的角度如何认识反应过程中的能量变化？

3.在反应H2（g）+Cl2（g）2HCl（g）（ΔH）中，ΔH的值是多少？请列出其计算过程的表达式。

4.热化学方程式与一般化学方程式有何不同？请结合具体反应事例说明原因。

创新性问题（你发现教材有何问题吗？可在讲解中提问学生：你对教材中的这三幅图是如何理解的？或做如何评价？）：

1.教材中，H2（g）和Cl2（g）分别变成气态原子时，其能量较H2（g）和Cl2（g）会如何变化？怎样表示其能量关系更为合理呢？

2.既然教材提出了把反应物先转变成“假想的中间物质”，那在教材中为何又未予以相应体现？

（3）教师“启发导疑、点拨导思、矫正导悟”的课堂操作，主要针对哪种疑难内容才讲？又在什么时候讲？

有经验的教师总结出，课堂上教师要坚持“三讲三不讲”，合理取舍教材。当然讲的方式都尽可能采取引导性讲解。所谓“三讲”是指核心概念、主干知识重点讲，学生易错易混的知识对比讲，细枝末节的知识选择讲；“三不讲”就是指学生已学过的或已有经验的知识不讲，老教材有而新教材无的知识不讲，讲了学生也难于理解的非主干知识不讲。那又在什么时候“讲”呢？讲的一般原则是出现上面所述的“三讲”的情况时就讲，开场白时必讲，另外在如图1-8中所示的进入“展示探疑”即学习小组间激烈竞争到争辩时教师必做评判性讲解。

在前面案例中的导读性问题通过学生的预习都能解决，课堂上通过互动“组间探疑”（教师稍作相机提示）能顺利解决探究性问题。针对有小组提出的创新性问题，教师可补充以下两个图式（如图1-9、1-10所示）做引导性讲解。

图1-9 化学反应历程中的能量变化示意图

图1-10 反应过程中的能量变化示意图

（4）浅谈问题设计的主要原则。

亚里士多德说过：“思维从对问题的惊讶开始。”可见有价值的问题何等重要。但“以问题为核心”的探究性教学并不是简单地多提问，大量低级的靠记忆性回答的问题，只会让学生厌倦而丧失兴趣。问题的设计应遵循以下主要原则：一是科学性；二是层次性，即问题内容要由浅到深；三是联系性，要注意挖掘化学与日常生活的密切联系，越是真实具体的问题越能引起学生的共鸣，即创设生活化的问题；四是目标性，即同样的知识内容，在不同的教学阶段应设计出不同的问题，还包括同样的内容与阶段，针对不同的学生（如实验班与平行班之间）也应设计出不同层次的问题。

【案例】人教版高中化学必修1第四章第三节“硫和氮的氧化物”中SO2的教学，其教学目标包括知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观三方面的目标。

知识与能力目标有：①了解二氧化硫的物理性质和用途；②掌握二氧化硫的化学性质；③了解二氧化硫对空气的污染，知道硫酸型酸雨的形成原因和防止二氧化硫所导致空气污染的方法。过程与方法目标以及情感态度与价值观目标，均略。其内容之繁多而杂乱不言而喻，教师可以在展示目标和组织观看关于SO2污染环境的短片后，主要以问题导引教学流程，以实验生疑、探疑、释疑的方式组织教学，出现疑惑疑难时即展开“三学三疑，展示探疑”。教师采用适时点睛的方法给予指导。

下面仅给出部分教学流程（重在质疑探究）。

图1-11 二氧化硫的学习网络

［实验1］二氧化硫的溶解性实验（见质疑探究一）。

［质疑探究一］向集满SO2气体的矿泉水瓶中注入少量蒸馏水（瓶仍密封，用注射器加水，后面将用注射器多次从瓶中取液做实验，不再叙说），振荡后发现瓶子变瘪，为什么？

［实验2］二氧化硫的漂白性实验（略）

某些有机色质 褪色复原

［回忆思考］我们学过的具有漂白性的物质还有哪些？

［交流共享］有氯水、HCl O、H2O2、O3、Na2O2、活性炭等。

［质疑探究二］SO2和氯水的漂白性相同吗？现有品红溶液、紫色石蕊试液、氯水、红色鲜花花瓣、SO2气体、试管若干等，如何利用所提供的药品和仪器设计实验方案证明之？

［实验3］学生分小组讨论后得出表1-4中的实验论证方案，并得出相关结论。

表1-4 SO2和氯水漂白性差异的实验论证

［疑难点拨］氯水等氧化剂是将有机色质氧化而褪色，其过程具有不可逆性，一旦氧化，很难恢复；而SO2是与有机色质化合形成不稳定的无色化合物，该化合物不稳定，受热又可以发生分解，使品红溶液恢复到原来的状态。

［质疑探究三］SO2具有漂白性，氯水有漂白性，现将二者混在一起，漂白效果是增加还是减弱？

［交流小结］漂白效果会减弱，甚至消失。原因是Cl2＋SO2＋2H2O=====H2SO4＋2HCl，生成的稀H2SO4和HCl都没有漂白性。

［小组讨论］SO2与氯水溶液漂白性的对比（完成表1-5）。

表1-5 SO2与氯水溶液漂白性对比

［应用探究］我们生活中用到的报纸、草织品，经日晒雨淋后，为什么会发黄？请你预测一下它可能使用了何种漂白剂。

［解释说明］可能利用的是SO2进行的漂白，它的漂白具有不稳定性。解释视频课件中“笋子（本为浅黄色）”“黄豆芽菜”都能被燃烧的硫黄熏白的原因。

（设计意图：通过SO2和Cl2的漂白性的差异进行实验论证和相关质疑，让学生明白SO2的漂白原理与氯水、Na2O2、H2O2、O3等的漂白原理有所不同。从而教会学生学习思考，学会总结，并能从原理上分析现象，找出事物的本质。）

［情境创设］脱皮果蔬：二氧化硫=抗氧化剂。

二氧化硫具有还原作用，可以抑制氧化酶的活性，从而抑制酶性蜕变。加了保鲜粉的水溶液相当于缓释剂，能持续抑制诸如削皮后的土豆、荸荠等产品氧化。据了解，用二氧化硫溶液浸泡脱皮蔬菜的现象相当普遍。如果不浸泡的话,蔬菜一般几小时后就变得颜色暗淡不新鲜。经营者为了能使产品卖相好看，采用这种方法不仅能抑制氧化，还能使食物表面光洁，颜色润白，且很少有疤痕。某位执法人员透露，脱皮蔬菜的二氧化硫含量几乎均超标。

［引发思考］二氧化硫能抑制氧化，说明二氧化硫具有怎样的性质？

［提出假设］二氧化硫具有还原性。

［实验探索］要证明二氧化硫具有还原性，可设计哪些方案？如何选择试剂？

［交流讨论］核心关键：选择合适的氧化剂，而且发生的现象要明显地表明是氧化还原反应，如颜色变化等。经大家讨论后得到下表中的四个实验方案，然后将班上的同学分为若干个小组，分工完成，记录实验现象，并汇报交流，得出结论。

表1-6 二氧化硫还原性的实验探究

［质疑探究四］（1）如何证明SO2使酸性KMn O4溶液、溴水等溶液的褪色不是漂白褪色？

（2）SO2具有还原性，它还有氧化性吗？

（3）SO2通入Ba Cl2溶液中，会发生反应吗？为什么？如果改为Ba（OH）2溶液又如何？

［交流探讨］（1）利用SO2的漂白原理，可将褪色后的溶液进行加热。如果褪色后的溶液受热后不能恢复到原来的颜色，即可证明。

（2）根据SO2中S元素的化合价＋4价处于硫元素常见价态的中间价态，它既可升高又可降低。故SO2除具有还原性外，还应具有一定的氧化性。

（3）从复分解反应的角度来看，SO2不能与Ba Cl2溶液发生反应。但SO2属于酸性氧化物，它可以与碱如Ba（OH）2发生反应。

4.保持学生探究兴趣的几点做法及体会。

为了实现新课程课堂教学的三维目标，我们采取了一些措施并探讨出几种策略，现简介如下：

（1）从达成“情感、态度、价值观”教学目标的角度出发，让学生在探索发现中享受成功的喜悦，在探究式教学中保持愿学、乐学的愉悦体验。如：小心翼翼地呵护和关注学生乐此不疲地探究的“火种”（好奇心），真诚耐心地等待学生的“发现”，满腔热情地善待意外的“生成”（常是持续创造的升华）。

（2）从“知识与技能”的角度，可适时呈现“先行组织者”。如：①尽可能优先利用实验引出知识内容，使知识的呈现显得真实可信。②展示恰当的模型作为“先行组织者”，一可以展示实物或图片为“先行组织者”；二可以将想象型模型作为“先行组织者”，想象型模型即思想中的一种抽象物对原型的反映，如用旋转的电扇比喻电子云等，或者由人为加工、简化制成的直观教具和图像等。③投影或模拟展示，化抽象为直观形象，即将学生已学知识经验及社会经验运用于对某一新内容的引入或对某一问题的分析、解释和应用。教师可利用电脑、实物投影、电视、录像等多媒体进行图画展现、音乐渲染，将一些枯燥、抽象的化学知识生动形象地展现出来，使学生如见其形、如闻其声。

（3）从“过程与方法”的角度，要注意灵活巧妙地引导训练学生的思维。人们已初步总结出几种能开启学生思维智慧的闸门，能点燃学生奇思妙想的“火花”，并让学生充满灵气的大脑和充满创造的双手充分活动的策略。经过对“专家”与“新手”思维过程的分析和比较发现，高中生能成功解决化学问题的思维策略主要有8种，它们分别是：①读题、审题及信息表征策略；②综合分析策略；③双向推理策略（或称“顾后瞻前，选点突破”策略）；④同中求异、异中求同策略；⑤化繁为简策略；⑥巧设速解策略；⑦模糊思维策略；⑧总结反思策略。其中策略①～策略④为信息加工与模式识别策略；策略⑤～策略⑦是学科思维策略；策略⑧为元认知策略。所以，我们在强调学生自主探究、独立领悟的同时，也要有意识地对高中生进行这些思维策略的训练，可显著地提高高中生的化学问题解决能力，尤其是对学习暂时落后的学生特别有效。