欧阳志斌 | 指向问题解决能力提升的高中化学教学策略

“问题解决”是学生发展“实践创新”核心素养的基本要点，其主要表现是具有强烈的问题意识，敢于质疑；善于发现与提出问题，能综合运用所学知识合理地解决问题。

《普通高中课程方案（2017年版2020年修订）》在培养方案中提出“敢于批判质疑，探索解决问题，善于反思，具有一定的创新精神和实践能力”，在课程内容确定原则中指出“注重培养学生分析问题、解决问题的能力”，在课程实施与评价中提出“考试命题应注重紧密联系社会实际与学生生活经验，强调综合运用知识分析解决实际问题能力的考查，要利于促进学生核心素养的发展”。

“问题”“问题解决能力”是新课程教学改革中的热点词汇，以高中化学学科为例，《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》中也有“问题解决”的相关论述：如“具有较强的问题意识”“能发现和提出有探究价值的问题”“能提出处理或解决化学问题的方案”“能分析和解决生产、生活中的实际问题”“提高学生分析问题和解决问题的能力”等等。

由此可见，培养学生问题解决能力已成为发展高中学生核心素养的重要课题，也是高中化学教学的目标追求。

高中学生的问题解决能力是可以通过后天的学习和培养慢慢形成和发展的，培养高中学生问题解决能力是学生适应高考考查的必然要求，是支撑学生终身学习的重要力量，是发展学生核心素养的应然要求。

（一）培养问题解决能力是学生适应高考的必然要求

《中国高考评价体系》指出“关键能力是指学生在面对与学科相关的生活实践或学习探索问题情境时，高质量地认识问题、分析问题、解决问题所必备的能力”，关键能力的核心就是解决问题的能力。

化学学科的关键能力就是要求学生在面对与化学学科相关的问题情境时，具备发现与识别问题、分析与解决问题的能力，它是支撑学生终身发展的能力，是学生核心价值培育、学科核心素养发展必备的能力基础。

高考各学科考试命题的原则是以学科核心素养为导向，以真实情境为载体，以实际问题为任务，以学科知识为解决问题的工具，其核心就是突出对学生运用学科知识解决真实情境下的问题解决能力的考查，因此，培养学生问题解决能力是引导学生适应高考的必然要求。

（二）培养问题解决能力是支撑学生终身学习的重要力量

问题是学习的起点，问题也是促进学生终身学习的不竭动力，可以说，学习的过程就是一个个问题解决的过程。

学会学习是教学的追求，问题解决学习是形成和发展核心素养的一种不可替代的学习方式，它需要学习者亲身去体验、去感悟，学会通过各种方法获取有用信息，寻找证据，基于学科观念和思维方法解决问题，具有体验性和过程性特点。

进入21世纪，我们倡导终身学习，学生未来生活中遇到的问题往往是复杂的、综合的、结构不良的，甚至具有不确定性。问题的解决离不开经验、知识与技能，这些经验、知识与技能从哪里来？

很明显，得从学习中来，从实践中来，从过往一个个问题解决中积累和建构而来，因此，终身学习能力是解决问题的基础保障，问题解决能力又是支撑一个人进行终身学习的重要力量。

（三）培养问题解决能力是发展学生核心素养的应然要求

解决问题的过程就是生发新知识、新方法、新思维的过程，就是形成和发展核心素养的过程，判断高中学生是否具备核心素养，其中一个重要指标就是高中学生是否具有了解决问题的能力。

核心素养发展必须而且只能在问题解决中实现落地，核心素养导向的学科教学倡导将学科知识的学习过程转变为问题解决的过程，因此，学生问题解决能力的高低直接影响着学生核心素养发展的水平，培养学生问题解决能力是发展学生核心素养的应然要求。

（一）开展真实情境下的化学问题解决教学

问题是启发学科思维的金钥匙，化学问题往往隐含在真实陌生的情境之中，解决化学问题是学生进行化学学习和探究的旨归，因此，真实情境下的化学问题解决教学就显得尤为重要。

真实情境下的化学问题解决包含“识别问题”“获取信息”“设计解决方案”“实施方案”“反思并优化方案”“实施优化后的方案”“归纳与总结”等主要过程。

问题从哪里来？

因此，教师首先需要将主干知识设计为问题（即知识问题化），以问题驱动学生思考，问题设计是否恰当是开展基于问题解决的高中化学教学的前提和关键，不然课堂教学将“无的放矢”。

什么样的问题能够促使学生陌生情境下化学问题解决能力的提高呢？

这就需要教师将问题隐含在一定的情境中（即问题情境化），情境问题一般分为真实的情境问题和人工设计的情境问题，真实的情境问题是从现实世界中发现的真实问题和这一问题的境脉，它存在或生发于生产生活实践中。

什么样的问题情境能够促使学生产生持续的探究兴趣？

只有让学生在真实的问题情境（即情境真实化）中进行问题解决学习，才能使学生像科学家一样进行有意义的知识建构，并将习得的知识技能、思维方法迁移应用到化学问题的解决中去。

例如，在“Fe2+与Fe3+的性质及转化”教学中，笔者创设了“老师办公桌上的绿萝叶子变黄了”的教学情境，这一教学情境是来自真实的生活世界，提出的问题是“了解绿萝叶子变黄的可能原因，可以采取什么补救措施？”。

学生通过查阅资料了解到绿萝叶子变黄的可能原因是缺铁，可以施加硫酸亚铁溶液来补救，紧接着笔者创设了“老师施加了硫酸亚铁溶液后，绿萝还是黄的呀”这一认知冲突情境，引发学生思考“为什么硫酸亚铁溶液未能发挥作用”。

这一问题的解决需要学生基于铁元素的价态分析，Fe2+很有可能被空气中的氧气或溶液中溶解的氧气氧化了，学生具身体验“检验Fe2+被氧化”“将被氧化了的硫酸亚铁溶液复原”的实验活动，建构起“Fe2+与Fe3+的性质及转化”的知识体系，由此迁移到“实验室如何配制和保存硫酸亚铁溶液”这些陌生的真实情境问题解决中去。

真实情境下的化学问题解决教学有利于学生在解决真实问题的学习过程中习得活的知识与技能，进而真正激发学生的学习兴趣和求知欲望，有利于引导学生在真实情境问题中及问题解决的探索过程中巩固旧知，发展新知，形成结构化的知识体系，有利于学生学习和掌握真实情境问题解决的策略，提高解决化学问题的能力，特别是在陌生情境下的解决化学问题的能力。

（二）以高质量的问题引发学生深度学习

培养学生运用化学学科知识、思维方法解决陌生情境下的化学问题的能力是当今高中化学教学的重要目标，也是落实立德树人的根本任务和发展学生核心素养的育人要求。

实际问题的解决必须以深度学习为前提，培养问题解决能力需要依靠深度学习。

国务院办公厅《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》明确指出：“要积极探索基于情境、问题导向的互动式、启发式、探究式、体验式等课堂教学，优化考试内容，重点考查学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力。”

要实现育人方式的转变，必须以学生核心素养发展为出发点，通过设计高质量的问题，使学生思维向深处漫溯，促进学生走向深度学习，扎实推进基于问题解决的课堂教学。

高质量的问题应该具有哪些基本特征呢？高质量的问题应该是基于真实情境中的问题，是结构化的问题，是层次化的问题。

教师设计高质量问题的策略主要有：将教学知识设计为问题，根据学生的认知发展规律和生活经验，创设真实情境，将问题隐含在真实情境之中；将教学内容编制成一个个、一组组彼此关联的结构化的问题，让每一个问题都成为学生思维生发与进阶的阶梯，进而促进知识的自我建构；对问题要求的思维活动水平进行分析，将问题进行层次化的设计，以推动学生的思维发展。

例如，在进行学生必做实验“一定物质的量浓度溶液的配制”教学中，如果仅仅是让学生照着教科书所描述的实验步骤进行实验，最后归纳出“计算—称量—溶解—冷却—转移—洗涤—再转移—振荡—定容—摇匀—装瓶”的实验流程，学生就无法理解每一步操作的目的和原因。

只是动“手”（操作），没有动“脑”（思考），也没有动“嘴”（表达），也就无法保持学习的兴趣，学生的学习只是停留在浅层，无法引发学生的深度学习，这样也就丧失了学生必做实验的教育价值。

倘若用“0.1mol/L的氯化钠溶液处理鲜切苹果，对苹果褐变和风味劣变的抑制效果最佳”创设教学情境，提出学习任务：“如何精确配制1L 0.1mol/L的氯化钠溶液？”

通过设计一系列高质量的问题，开展“小组讨论”“展示汇报”“质疑论证”等活动探索精确配制溶液的过程：

（1）要想精确配制溶液，必须保持哪两个物理量精准？什么仪器可以做到？

（引导学生选择电子天平而不是托盘天平，基于烧杯和量筒的不精准性探究设计能够准确定容的容器，即容量瓶。）

（2）溶解放热对溶液体积和容器容积的影响如何消除？

（引导学生认识“冷却”以及“溶解和定容不使用同一容器”的必要性。）

（3）溶液转移带来的残留问题如何消除？

（引导学生认识“洗涤”的必要性。）

（4）如何确保定容前容量瓶中的溶液是均一的？

（引导学生认识定容前“振荡”操作的必要性。）

（5）定容如何操作以确保溶液体积精确？

（让学生认识到“胶头滴管”的作用。）

（1）软塑料瓶变瘪的原因是什么？是氯气溶于水还是氯气与水反应？

（2）如果是氯气与水反应，如何证明？

（3）如果是氯气与氢氧化钠溶液反应，如何设计实验证明？

（4）氯气的水溶液酸碱性如何？如何证明？

（5）氯气的水溶液具有漂白性，如何证明？

（6）氯气的水溶液使氢氧化钠的酚酞溶液褪色是因为氯气的漂白作用吗？如何证实？