基于问题解决的课堂教学的设计与组织

基于问题解决的教学，以问题的发现（提出）与解决为线索展开课堂教学活动。基于问题的课堂教学有三个要素：创设问题情景，设计并开展探究学习或问题分析、探讨活动，整理展示学习成果。

（1） 创设问题情景是基于问题教学的前提。

基于问题教学设置的问题，不同于传统教学的设问、提问。前者是启迪、引导学生自主探寻、获取知识的钥匙，体现了教和学的策略。后者属于课堂教学技能的范畴。

问题情景创设是问题教学的前提。问题可以激发学生主动学习的欲望，引导学生通过合作学习活动，探寻解决问题的方法和答案，达成学习目标。基于问题的教学，设置的问题应能统领课堂教学，激发学生求知欲望和探究意识，帮助学生在问题解决过程中了解知识的形成过程，体会获取知识的科学方法。问题还应有利于学生在同伴中开展合作学习，有利于教师和学生学习共同体作用的发挥。所设置的问题除了要具有一般问题情景创设的特征外，还应特别注意：

第一，问题的解决和学习内容的完成、学习目标的达成紧密相连。问题要大处着眼，能激活学生的思维，促进学生高阶思维能力的发展。问题过小、过于琐碎，思考余地不多，不能激发学生的学习热情；问题的答案如果书上明白写着，不用学生思考探索，“问题解决”则只能是徒有形式。

第二，问题起点要高、落点要低，既能为学生提供凭已有经验和知识难以解决，需要进一步学习、思考的学习需求，又能让学生看到通过自己的主动学习、同伴的合作探讨和教师的帮助，问题可以解决。这样才能激发学生主动学习和探索的欲望。

［案例8-1］初中化学“二氧化碳和水的反应”教学的问题设置

“二氧化碳和水的反应”是初中化学中，学生继“氧气的化学性质”学习之后第二次系统学习常见化合物性质的课题。如何在学生具备的化学知识还比较贫乏的情况下，让学生能通过实验观察、思考和分析，认识溶解在水中的二氧化碳能和水反应，并有碳酸生成？

学生在日常生活中大多都知道、接触过或喝过碳酸饮料。溶解了二氧化碳的饮料为什么称为碳酸饮料？碳酸是怎样的物质，是怎么产生的？这是一个非常实际也非常贴合教学内容的问题。可以让学生观察、思考下列演示实验，自己找到答案。

在一个烧杯中装入80mL蒸馏水，滴加紫色石蕊试液，混合均匀后分装在5支试管中，在其中4支试管中分别通入或滴加氧气、二氧化碳气体、少量白醋、石篼水，第5支试管留做对比。让学生观察4支试管内液体的颜色并和第5支试管做比较。可以发现，试管①中液体颜色没有变化；试管②和③中液体呈现深浅略有差异的淡红色；试管④中液体颜色呈现淡蓝色。引导学生思考讨论，从实验现象可以得到什么启示。

教师在学生分析讨论的基础上，作归纳总结，帮助学生获得以下认识，建立二氧化碳气体和水反应可以生成碳酸的概念：二氧化碳气体通入含石蕊试液的蒸馏水，和白醋一样能使石蕊试液呈红色。食醋中含有醋酸，二氧化碳气体和蒸馏水作用，也会生成和醋酸类似的物质——碳酸（H2CO3）。含醋酸或碳酸的水溶液都会使石蕊试液呈红色。而氧气不和水作用，澄清石篼水使石蕊试液呈蓝色，与含醋酸、碳酸的溶液不是一类物质。二氧化碳气体和水作用，生成碳酸，反应可用表示。

而后，再通过实验帮助学生认识，碳酸（H2CO3）不稳定，受热会分解，有二氧化碳气体产生：把试管②置于酒精灯上加热，使溶液沸腾，观察到有气体逸出，溶液红色消失，又呈现石蕊的紫色。

（2） 精心设计和组织课堂学习活动是基于问题教学的核心。

基于问题的教学，有些问题的解决需要探究学习活动，有些问题的解决需要学生借助自己的经验和已学的知识对问题做分析、探讨，提高基于证据和规律分析、推理、判断解决问题的能力。为了培养学生的合作意识和交流讨论的习惯，提高课堂教学效率，还要重视课堂讨论的组织、引导，开展师生间的对话。

探究学习活动，尤其是低年级学生的探究学习，教师在教学设计上，对关键问题、关键步骤的思考和斟酌，要细致、周密，并留有调整的余地。

［案例8-2］“牙膏中碳酸钙摩擦剂的定性定量测定”探究学习活动

一位教师为了帮助学生复习“酸、碱、盐性质”，设计组织了一节“牙膏中碳酸钙摩擦剂的定性定量测定”的探究学习活动。通过探究学习，复习了酸、碱、盐的性质知识，托盘天平使用，化学方程式计算等基本技能，提高学生综合运用初中化学基础知识分析解决问题的能力。

课一开始，利用一小段介绍牙膏的广告视频，在轻松的学习氛围中提出了学习课题：怎样用学过的化学知识、技能来检验自己日常使用的牙膏中是否含有碳酸钙摩擦剂，如果有的话，含量有多少？

学生实验活动前，教师对实验方案设计提出建议：①考虑用什么方法，依据什么现象来检验牙膏中含有的摩擦剂是碳酸钙还是二氧化硅？②想一想，为了测定一定量牙膏中含有的碳酸钙的质量分数，在无法从牙膏中分离出碳酸钙的情况下，能否通过间接的方法来测定？通过讨论，学生可以想到利用盐酸和牙膏中的碳酸钙作用放出二氧化碳气体的反应，可以检验碳酸钙；依据质量守恒定律，测定一定量牙膏和足量盐酸作用前后减少的质量，就是生成的二氧化碳气体的质量，再依据碳酸钙和盐酸作用的化学方程式，可以计算样品中所含的碳酸钙的质量。随后，让学生仔细考虑怎么判断加入牙膏样品中的盐酸是否足量，如何简便地测定牙膏和足量盐酸在反应前后的质量变化。针对学生缺乏实验经验、不善于整体计划实验和称量操作不熟练等问题，教师配合图示解释如何称量要使用的盐酸和所用牙膏样品的质量。

在学生进行分组实验和数据处理过程中，教师通过巡视，对有困难的学生做辅导。实验后，让各组比较所得的实验结果，讨论实验结果产生差异的可能原因。

实验结束后，教师和学生一同回顾总结实验原理、实验活动中所运用的化学基础知识，达到复习的目的。

基于问题分析探讨的课堂教学，可以有效帮助学生深化理解所学的基础知识，尤其是化学基本概念、基本原理的知识，帮助学生提高利用基础知识分析问题和解决问题的能力。

（3） 激励、引导学生主动参与合作学习活动是问题教学的关键。

基于问题的教学，“问题解决”是通过学生的合作学习和教师的协同学习作用实现的。教师在问题情景设计、激励学生参与合作学习活动、指导学生获取解决问题的策略、有效调控合作学习活动等方面要发挥学习的协同作用。在整个学习过程中，教师要热情地激发、期待、尊重学生讨论交流的愿望，创造宽松的对话氛围，提供思考、交流的时空。教师以朋友或共同学习者的角色出现，参与交流、讨论，要聆听、了解，要启发、指导，要解惑、释疑。

（4） 有效地调控对话、交流讨论是基于问题教学成功的保证。

开展基于问题分析探讨的课堂教学，教师要发挥“教”的主体作用：激励学生主动发现、分析、解决问题的热情，聆听学生的分析和讨论；运用师生对话的方式给学生以启发引导，调控教学进程；在问题分析讨论结束后指导学生进行总结，梳理、归纳知识系统，依据学生存在的问题做针对性的讲解。

整个教学过程中，教师要平等地参与教学对话、讨论交流，注意聆听学生的发言，观察学生的学习表现，及时做出必要的反馈，例如给予肯定、鼓励；指正一些不妥的看法；对探寻的方向提出建议，做引导、暗示和启发。在讨论应用性问题的分析、解答过程中，关注学生揭示解决问题必备的知识和能力，分析解答问题的思路、解答的方法和技巧。当学生在探寻问题答案的过程中陷入困境时，要指引学生改变思考角度或研究方法。当学生对一个问题的看法发生分歧、难分是非时，要运用有说服力的事例和论据，做分析、疏导，帮助学生开拓视野，获取新的知识。

［案例8-3］ “影响电解质水溶液pH大小、离子浓度大小因素”的教学问题设计

电解质水溶液pH大小、离子浓度大小的分析判断是高中化学教学的一个难点。电解质水溶液的pH大小、离子浓度大小的分析、判断和比较，又是工农业生产和生活中经常会遇到的实际问题。在一定温度下，电解质水溶液的pH大小，可以根据溶液中氢离子浓度大小做出判断。而电解质水溶液中氢离子浓度大小又受到许多因素的影响，有时还要综合考虑各种影响因素，才能做出正确的判断。

学习如何分析、判断电解质水溶液中氢离子浓度（或pH）或某种离子浓度大小的课题，可以帮助学生深刻理解溶液浓度、溶液pH、电解质电离、强弱电解质、电离平衡及其移动、电离平衡常数、电离度、水的电离、盐的水解等重要化学概念和原理知识，培养学生灵活运用这些概念、原理知识分析说明简单的化学问题的能力，提高逻辑思维能力。

运用基于问题分析探讨的教学方式来设计这一课题的教学，首先要依据该课题核心知识的内在逻辑关系，设计学习的问题群，帮助学生从简到繁、由浅入深地掌握有关知识，通过归纳、整理，形成分析判断问题的基本思路。

在教学中，要依据知识本身的内在逻辑关系、学生的学习状况设计层次递进的问题，通过对话、讨论，引导学生做出分析、判断。例如：

1. 电解质水溶液的pH大小和氢离子浓度、氢氧根离子浓度大小存在什么关系？

2. 电解质水溶液中水的电离是客观存在的，判断溶液的pH大小，在什么情况下要考虑水的电离？什么情况下可以不考虑？

3. 通过下列问题，对判断电解质水溶液中氢离子浓度大小要考虑哪些因素进行归纳。

比较0.1mol/L的盐酸、醋酸、草酸溶液中氢离子浓度的大小；

比较0.1mol/L的硫酸、盐酸、硫酸氢钠、碳酸氢钠溶液中氢离子浓度的大小；

比较0.1mol/L、0.2mol/L的盐酸中氢离子浓度的大小；

比较0.1mol/L、0.2mol/L的醋酸溶液中氢离子浓度的大小；

比较0.1mol/L的氯化钠、醋酸钠、氯化铵溶液中氢离子浓度的大小；

比较0.1mol/L的醋酸钠、次氯酸钠溶液中氢氧根离子浓度的大小。

4. 等体积、等物质的量浓度的①Ba(OH)2溶液、②NaOH溶液、③氨水三种溶液，pH从大到小依次是________，理由是________；用等浓度的盐酸中和，所需盐酸的体积相应是V1、V2、V3，三者关系是_________________。

如果试题的三种碱溶液是等体积、等pH的，它们的物质的量浓度大小顺序如何？用等浓度的盐酸中和，所需盐酸的体积关系如何？为什么？

5. 在NaHCO3溶液中，各离子、分子的浓度存在下列关系。为什么？

（1） c(H+)+c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)

（2） c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=c(Na+)

（3） c(H+)+c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH-)

通过上述各个问题中离子、分子的浓度关系的讨论，可以帮助学生认识：电解质溶液总是呈电中性的，阴、阳离子所带正、负电荷总量一定相等。电解质在溶液中可以发生电离或水解，但组成该电解质的各元素的原子总数不会发生变化，即某一组分的原始浓度应等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。电解质在溶液中可以发生电离或水解，溶液中水分子和电解质得到或失去质子（H+）的总的物质的量是相等的，实际上它表示电解质溶液中质子的守恒。

学生探寻问题解决的过程中，也可能迷失方向，花时间做无谓的争论，这时需要教师用适当的策略进行调控、引导。在交流和对话过程中，教师要关注学力较弱的学生，在他们探寻问题、学习新知遇到困难和障碍时，可以设计一系列小问题，设置小台阶，通过教学对话，帮助学生理解问题，建构连接已知和未知的桥梁，体会如何整合有用信息和已学知识来解答问题。

［案例8-4］设置小问题、小台阶帮助学生解决问题

一些学生在分析解答下列问题时，由于对问题情景理解有困难，难以解答，可以提出下列问题做铺垫。例如：

要解答的问题：某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为。电池充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化。试写出放电时电池反应的化学方程式。

提出的铺垫、引导的问题：

你理解题目所述的锂离子电池的基本构造吗？你了解电池的正极、负极材料，电解质是什么吗？试题中涉及的电极材料化学式C、LixC6、LiCoO2与Li1-xCoO2提供了有关电极的什么信息？试题给出了电池充电时的负极反应，还提示“电池充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化”，这两条信息对分析电池充电时电池正极所发生的反应有什么帮助？……

课堂教学中活动节奏和活动量的控制也是教师在合作学习中应该重视的。教师要有意识地控制教学活动的密度和节奏，给学生自由思考、探索、质疑、想象留下时空。过分追求教学的高密度，学生忙于听、看、记、写、练、答，随时要准备应对教师的调遣，无暇思考、回味，只能囫囵吞枣、生搬硬套。运用问题教学模式，不能把学生探寻的问题都变成教师的提问，更不能在学生一时回答不出时为了赶进度就自问自答。

激励学生参与合作学习的热情，运用适当方式组织有效的教学对话和讨论交流，需要教师课前的精心设计，也要求教师有较强的应变能力，能运用教学策略，发挥教师的教学智慧，活跃对话、交流的气氛，调控合作学习活动。