中学化学教学中问题设计成果

课堂上各种形式的交流互动大多数与问题有关。早在20世纪30年代陶行知先生就说过：“创新始于问题。”的确，问题是思维的源泉，更是思维的动力。布鲁纳指出：“问题常常作为一种标准，决定学生素质的现状以及他们理解的程度，从一定意义上来说，问题是通向理解之途。”学习离不开理解，理解需要问题。“问题解决”是科学发展对教育的呼唤，虽然它并非化学课唯一的教学范式，但任何一堂化学课都离不开学生发现问题→分析问题→解决问题的过程。有人说，问题是一堂课中“师生对话的指南”，因为问题设计体现教学目标，影响教学进程，关系学生思维活动开展的深度和广度，决定课堂教学的实际效果。可见，要形成一节好的化学课，问题设计非常重要。

问题对学习有良好的导向作用，它能启迪学生的思维，调动学习积极性；为学生提供读、想、做的空间，让学习变得轻松，理解更加深刻，内化吸收良好；使他们对新鲜事物保持浓厚的兴趣，具备可持续发展的能力；引领学生形成具有个性特色的良好学法。不同的问题对学生的作用不尽相同。例如，可以把问题设计得非常具体、细致，使学生容易获得标准答案；也可以把问题设计成学生必须调动起自己的经验、意志和创造力，通过发现、研究、重组等多种过程才能形成答案，这两种问题设计所引起的学生的思维参与程度不同，促进学生对知识理解方面的作用也不相同。在做教学过程设计时，教师十分需要具备这样的能力：根据教学需要、基于学生实际，能将教学内容转化为具有针对性、引导性、层次性的问题，促进学生的理解习得。那么什么样的问题才是好问题？如何才能设计好问题呢？让我们从分析不同问题的类型开始吧。

一、问题的分类

问题分类的视角不同，问题的类型就不同。根据问题的结构特点，可以分为结构良好的问题和结构不良的问题。^[14]结构良好的问题指提供了解决问题充足的信息，包括可以运用的规则和概念、求解应该具备什么特点等，问题的解法相对确定，有一个正确答案的问题。数学教学中的应用题、学生化学作业中的大部分练习题，一般都是结构良好的问题。结构不良的问题指学习者并不能获得求解这些问题所需要的所有信息，甚至问题本身也可能是不清楚的，解决问题有许多方法，但是没有一种解法被认为是唯一的“正确答案”的问题。在化学学习和社会生活中，我们面临的大量需要解决的问题属于结构不良的问题：复杂体系中的物质分离、定量分析的方案设计、作文……我们熟知的研究性学习活动主要涉及的是这一类问题的解决。

根据思维方向，可以将问题分为封闭性问题和开放性问题。^[15]封闭性问题也称为收敛性问题，是指要求学生朝某一特定的方向去思考，只有一个或几个固定的标准答案的问题。此类问题方向单一，结论明确，重在发展学生的求同思维能力，有利于学生掌握基础知识。开放性问题也称发散性问题，是指要求学生朝不同的方向思考，有大量不同的正确答案，或者根本没有固定的标准答案的问题。这类问题方向发散，答案不定，重在发展学生的求异思维能力，有利于开拓学生的思路，培养他们的创新精神。两类问题各有所长。在教学设计中究竟选用哪一类问题，取决于问题在教学中的地位，所承载的功能、学生的水平、教学的时间等。

根据问题的思维力度，可以将问题分为回忆性问题和思考性问题。回忆性问题是指学生仅靠回忆所学概念、定义、事实，不需要对其进行加工、整理就能回答的问题。思考性问题指的是学生需要对已有的知识进行分析、加工、综合整理才能解决、回答的问题。回忆性问题可以发展学生的记忆能力，而思考性问题可以培养学生的思维能力。

将思维方向和思维力度综合起来即为思维容量，它可以作为衡量问题对学生思维活动的引发和维持程度的指标。如果一个问题从思维方向上看是发散性问题，从思维力度上看是思考性问题，那么这个问题就具有很大的思维容量。如果一个问题是封闭性、回忆性的，学生只需要简单回忆相关知识就可以作答，这个问题的思维容量就很小。根据思维容量可以将问题分为两种水平四种类型，如表2-3所示。^[16]

表2-3　问题水平与类型

低水平的问题侧重于学生对知识的记忆、再认和简单应用，问题指向学生的学习基础。高水平的问题则需要学生对知识进行一定程度的加工，有利于改变学生以记忆、背诵为主的学习方式，促进学生对知识的深层理解，培养学生的思维能力和创造力。

我们还可以根据问题的性质，把问题分为明确问题和模糊问题；根据问题的情境，分为呈现性问题、发现性问题和创造性问题；根据问题的目的，分为研究性问题和应用性问题等。

二、问题设计的基本要求

古希腊哲学家亚里士多德说：“思维是从对问题的惊讶开始的。”问题对学生的思维具有启发性、驱动性，其背景和内容自然应该具有一定的新颖性、奇特性。除此而外，一个好的问题一般符合下列基本要求：

1.针对学习的需要

不同的学习内容，对学生理解能力的要求有不同；在不同的教学时段，问题的功能不同，因而问题的类型与水平也不同。例如，导入新课时，为了了解学生的学习基础，激活他们已有的知识，常用结构良好的封闭性、回忆性问题；学习教学重点与难点内容时，需要设计富有思考性问题，乃至用发散性问题引导学生主动参与、积极探究；在课的结束阶段，设计统整性问题十分有利于学生的巩固、提高。

2.符合学生的认知水平

好问题应有悬念，有一定的思维要求，且难度恰当。教师设计问题时要以学生现有的认知结构和思维水平为基点，使问题落在学生的“最近发展区”，才能“把”好问题的难度，有效激活学生的思维，促进他们积极回答并参与学习过程。如果问题过于简单，学生不需要太多思考就能得到答案；如果问题过于深奥或过于宽泛，学生不具备解决的可能性，则容易挫伤学习积极性，对发展学生的思维能力也是不利的。

例如，在学习乙醇分子结构时，某教师首先让学生联系已学过的乙烷的分子结构，借助模型，推测乙醇可能具有的结构式。当学生经过思考写出如下页图示的两个式子时，教师接着提问：“怎样证明乙醇分子的结构式是Ⅰ式还是Ⅱ式呢？”这个问题显然超越了学生已有的知识经验，学生感到无从下手。于是教师让学生阅读课本，找出问题的答案。

图2-10　乙醇分子的结构式

在教学过程中教师提出的问题仅仅起了学习导向的作用。如果能在学生完成乙醇分子可能结构的推测后，教师先为学生解决乙醇分子结构问题设置好“台阶”：（1）通过演示实验或学生实验，让学生知道乙醇可以与金属钠反应放出氢气；（2）根据实验事实提供必要的数据，然后提出上述问题，相信学生在得出正确结论的过程中的收获一定比上一个教学过程大得多。

“情必近于痴而始真，才必兼乎趣而始化。”清代文学家张潮的名句提醒我们，在低年段的化学教学中，从学生的心智特点出发，教师尤其要注意多设计富有趣味性的问题。

3.具有明确的指向

提问的目的是引发全体学生思考，因此设计的问题指向要明确，也就是说问题应具备一定的方向性，让学生发散思维，但不能漫无目的。例如，有位教师在“化学反应中的热效应”一课中希望学生能从化学键变化的视角来认识反应热，打铃上课后提出的第一个问题是：“化学反应的本质是什么？”令他意想不到的是学生竟然都不敢出声，连续提问了几位学生，也没有教师希望的答案出现，课堂气氛迅速转入沉闷，他的第二个问题也没有办法顺利抛出。为什么？因为教师的问题指向不明，学生不知道该从哪个角度回答。

问题的表述宜使用疑问句，如“思考交流：溶解平衡的建立”“讨论：通过实验证明CH3COOH是弱电解质”之类的陈述句并不恰当。

4.有合适的梯度和合理的逻辑

人类认识事物的过程是一个由易到难、由简单到复杂的循序渐进的过程。学习中具有一定深度或难度的内容，学生往往一时难以理解、领悟到位。教师可以立足教学目标，根据所学知识的逻辑结构、学生的认知规律，提炼影响学生认知的关键问题，然后将关键问题分解为一组有中心、有梯度、相对独立而又相互关联的问题，形成学生思维活动的“脚手架”，将教学内容问题化。这样的问题组也常被称为问题链。设计时既要使问题层次分明，避免设计得过细，也要避免前后问题之间的梯度过大，还要按照合理的逻辑进行排列。

【案例1】

笔者为“配制一定物质的量浓度的溶液”设计的问题组如下：

1.请回忆：欲配制5% NaCl溶液100 g，需要配“准”的量有哪些？

2.采用哪些实验步骤、实验仪器才能保证溶液“配得准”？

3.欲取用Na2CO3固体配制250mL 0.100 mol/L Na2CO3溶液，需要解决哪些问题？其中的核心问题是什么？

4.使用哪些定量仪器可以帮助解决这些问题？

5.为了固体“称得准”，使用电子天平。请通过观察后简述，与初中实验中所用电子天平相比，面前的电子天平有哪些特点？使用时两者有哪些异同之处？

6.为了使溶液的体积“配得准”，使用容量瓶。请通过观察找一找容量瓶的特点，瓶壁上有哪些标示？想一想，为什么？

7.观察视频或教师演示，简述怎样使用一定容积的容量瓶。

8.你能为“配制0.100 mol/L Na2CO3溶液250mL”设计科学、合理的实验步骤吗？请用简洁的语言表述出来，并相互交流评价。

9.完成上述实验需要使用哪些仪器？请独立罗列。

10.分组完成实验，并自己拍摄实验过程的录像。观看组内同学的实验录像并进行评价：哪些实验操作是不正确或不规范的？它们可能使所配溶液的浓度“偏大”“偏小”或是“没有影响”？

11.怎样用质量分数为37%、密度为1.19 g/mL盐酸配制250mL 1.00 mol/L盐酸？请独立设计实验步骤并列出实验仪器，完成实验，递交实验报告。

【案例2】

“氨”教学片段

教材：《化学　高中一年级第二学期（试用本）》第五章第四节，上海科学技术出版社

执教者：上海市第六十中学　张　曙

【教师】下面我给大家演示一个有关氨的实验：

向圆底烧瓶中倒入少量浓氨水，晃动烧瓶一会儿，倒去浓氨水，塞上单孔塞。将烧瓶放在热水浴中加热一会儿。再将烧瓶倒置于盛水（滴有酚酞试液）的烧杯中。

【学生】仔细观察，记录现象，思考产生现象的原因。

【交流讨论】（略）

【教师】出示如图2-11所示的实验装置。请同学们观察老师出示的实验装置，以小组合作的方式完成对下列问题的讨论：

（1）这套装置是否也会产生喷泉？为什么？

（2）如果事先忘了用胶头滴管取水，要想形成喷泉怎么办？

（3）若圆底烧瓶中的气体是氯气，要想形成喷泉，烧杯中的溶液可以选择哪种溶液？

（4）若圆底烧瓶中充满氯气，要想形成一种蓝色的喷泉，怎么办？

图2-11　喷泉实验装置图

【评析】

让我们集中关注张老师为学生合作学习设计的问题吧。她以变化了的实验装置和多变的实验条件为情境，设计了一组问题，引导学生结合已学的氨的性质来分析新装置的功能，达到巩固所学、提升能力的目的。这些问题层次分明、难度适中、环环相扣、层层递进，思维梯度和张力俱佳。课堂上学生思考积极，讨论踊跃，生动有效。

【案例3】

“化学反应中的热效应（第一课时）”教学片段

教材：《化学反应原理（选修）》专题一第一单元，江苏教育出版社

（说明：苏教版高中化学教材在《化学2（必修）》中介绍了化学反应的能量变化及其原因，并简单介绍了热化学方程式。在《化学反应原理（选修）》专题一《化学反应与能量变化》中提出反应热和焓变的含义，要求能从化学变化中微观粒子间的化学键以及键能变化来理解化学反应中能量变化的实质，并掌握热化学方程式的书写。）

【图片展示】

图2-12　教材图片1

【教师设问】

（1）这个过程中能量如何变化？

（2）能否根据上述图片计算该反应的焓变？

（3）我们把拆开1 mol化学键所需要的能量称为什么？

（4）我们可以利用键能的数据估算化学反应的焓变。能否画出该反应过程中体系能量的变化图？

【评析】

从上述教学片段中我们看到，这位教师以教科书上的一幅图片为载体设计了一组问题，其目的是引导学生通过阅读图片获得信息，理解化学反应中能量变化的实质，学习化学变化中能量变化的表示方法。问题的设置梯度较小，思维容量较小，能力要求层次较低，对学习基础和思维能力不怎么出色的学生来说，是非常适宜的。但是，组内这些问题排列的先后顺序不符合学生的思维逻辑，不利于学生形成恰当的认识思路，顺利更新原有的认知结构。

5.关注问题的动态生成

教师设计问题的目的不仅是要让学生“会想”“会答”，更是希望学生“敢问”“会问”“善问”。因此在问题设计时，不仅要充分估计学生对问题的反应，作好追问的准备，而且要对怎样引导学生质疑提问有思考，给课堂上可能生成的新问题留有余地。

三、适合课堂探究的问题的特征

科学探究作为一种重要的学习方式，是需要围绕问题展开的。学生感到好奇，心生疑问，必想知道究竟，问题是探究学习的开端。由于课堂教学的时间有限，适合用于化学课堂探究的问题一般具有如下基本特征：

1.与教学的重点或难点相关

教学的重点与难点是学生课堂学习的精要，由此生成的问题需要学生在课堂上花时间学习、花精力思考、借助他人帮助突破，而这正是探究性学习的优势所在。那些迁移性强、活化率高的重点知识，在生产、生活实际中应用广泛的知识，在知识的发生、发展过程中展现有代表性的科学思想、化学方法、学习策略、分析并解决问题的思路等内容，最适合用于设计成课堂上探究的问题。

2.具有较大的思维容量

为了使学生勤于思考、乐于探究，提高课堂教学的效益，用于课堂探究的问题除了能激发学生的好奇心和探究意识，具有思考性和启发性外，还必须具有较大的思维容量。从思维方向角度考虑，它应具备一定的开放性，给学生比较广阔的思维空间，确保探究活动在一定时间内能持续深入地开展。从思维力度角度考虑，它应该是思考性较强的问题。从问题类型角度考虑，大多数应是高思维水平的统整性问题或创造性问题。此类问题的解决不是通过简单重复、再现和确认能够奏效的，而是需要将问题的解决与原有的知识结构进行组合重建，确立新的认知结构，这样的过程必然需要学生投入一定的精力和时间。那些内容抽象、关系复杂、估计学生有意见分歧的问题具备这样的特点。

3.需要合作学习帮助解决

科学探究是复杂的，仅靠个人力量几乎是不可能完成的，因此合作是必需的。受学生个体能力或学习资源的限制，需要师生、生生频繁互动交流才能顺利、圆满解决的问题或虽然得不到圆满解决，但能使学生获得令人满意的学习效果的问题，适合于在课堂上展开探究。为了有利于合作学习，问题的设计要考虑便于全体学生的参与。

着眼于学生的终身发展，化学教师要尽可能根据具体教学内容、教学活动发生的时段，设计不同水平的问题，以满足不同层次学生的学习需求，使学生在学习中逐渐养成于“无疑处”生疑，于简浅处深入，于细微处开拓的学习习惯。也需要在可能的条件下多设计一些高水平的、探究性的问题，以引导学生在问题解决过程中发展高水平的思维能力。