以“问题解决”促进“深度学习”的教学实践与反思

佘佩

摘 要：“问题解决”作为一种教学样态、学习方式，通过解析其问题意识、情景意识、活动意识以及迁移意识的思想内涵，进行“问题解决”教学实践，能有效促进“深度学习”在知识结构化、思维高阶化、任务情境化、活动多样化等方面的实现，进而培育学科核心素养。本文建立了“问题解决”促进“深度学习”的认识模型，并以苏教版“原电池”一课进行探索实践。

关键词：问题解决;深度学习;核心素养;原电池

《普通高中化学课程标准（2017年版）》在课程性质中指出，化学学科核心素养是学生必备的科学素养，是学生终身学习和发展的重要基础[1]。学生的终身学习和发展离不开日益丰富的认知结构，更离不开高阶的思维水平以及面对复杂问题情境时迁移知识的能力，而这些方面正是“深度学习”的基本特征与实质。因此，“深度学习”是新一轮基础教育改革的实践方向，是实现“知识为本”向“素养为本”转化的有效方法，它有助于实现学生的学会学习和终身学习。在教学实践中，知识的生成与生长需要介质才能实现，“问题解决”是促进其生成和生长的重要介质。“问题解决”是一种基于发展学生核心素养，融教学认识观、价值观与方法论为一体的教学样态和学习方式[2]。“问题解决”不等同于简单的“解决问题”，它在微观层面上具有系统性的理念及理论，因此在教学上的实施具有可操作性。通过对其教学思想的逐步解析，发现实施“问题解决”的化学教学，能有效促进学生深度学习的发生。

1.以“问题解决”促进“深度学习”的教学内涵

1.1“深度学习”的实现路径

随着新一轮基础教育的改革，发展学生核心素养的提出，信息时代的来临，深度学习的研究愈加深入。目前深度学习国内外的研究已有很多，笔者通过查阅文献，概括出深度学习的三个基本特征：注重培养批判性等高阶思维、强调知识的迁移以及面向问题的解决。杨玉琴教授等认为促进深度学习的教学应从培养高阶思维的目标、组织结构化的学习任务、镶嵌于整个教学过程中的评价活动等几方面予以设计[3]。基于以上的研究和对深度学习的理解，如图1所示，总结出实现深度学习的路径为：知识结构化、思维高阶化、任务情境化、活动多样化以及面对新情境下的迁移。那么，通过什么样的教学样态或学习方式能促进学生的深度学习呢？

1.2“问题解决”的意识体现

问题解决作为一种贯穿教学始终的教学思想，包含问题意识、情境意识、活动意识以及迁移意识[4]。对于问题意识从两方面理解，第一，教师要从整体上对教学过程进行设计、实施与评价;第二，在设计的过程中，要注意逐步提升学生的问题解决能力。因此，在实施问题解决的化学教学中，结合课程标准内容要求，注意问题设计的整体性、问题与问题之间的能力由低到高的递进关系。其次，问题要以真实的生活情境呈现，抽象的学科问题只有融入到真实情境中才能适切地得到学生的理解，这就是情境意识。新课标指出“教师在教学中应重视创设真实且富有价值的问题情境，促进学生化学学科核心素养的形成与发展”、“真实的STSE问题和化学史实等，都是有价值的情境素材”[5]，如本节“原电池”的教学，选取了“迅猛增長的燃油汽车对环境的危害，燃料电池代替燃油”的情境，提出“从化学视角解释燃料电池是如何提供电能的？”的问题;在原电池构成要素这一难点的突破中，采用化学史情境，通过形象生动的表达方式外显素材，如科学家们的隔空对话、颤抖青蛙腿的动画等，引领学生穿越时空，身临其境地感受科学家的探究历程。当知识问题化、问题情境化后，活动意识指的是课堂要以学生为中心，应设计多样化的活动形式，让学生主动参与、具身探究化学问题，在具体的活动中解决问题、建构知识、训练思维。在整个活动中，教师要做一个审时度势的“旁观者”，有意识地设计评价方案，对学生在活动中的外在表现加以分析，及时纠正认知偏差，随时关注学生的学习状态等，使“教、学、评”活动有机结合，同步实施，形成合力。最后，教师在实施问题解决的化学教学中，应有意识地培养学生在新的情境下，迁移所学知识来解决新问题的能力，以期适应现在和未来的社会发展。

1.3以“问题解决”促进“深度学习”的教学内涵

基于以上对问题解决教学思想的分析与领会，在问题解决的教学实践中，注重核心素养所强调的问题、情境、活动融为一体。首先，教师根据课程标准的内容要求形成教学目标，提炼出本节课所要解决的核心大问题，进而创设与之相关的大情境和对应的学生大活动。在解决复杂大问题过程中，教师需要逐步解析，螺旋递进，分解为小问题链，每个小问题链都贯穿在具体的小情境链中，并对应小活动链予以解决[6]。这样的教学设计，从大问题和小问题链的角度看，教师整体设计了具有能力层次的一系列问题，形成了螺旋式上升的问题链，如“给实验桌上氢氧燃料电池的原型命名→说明构成要素→解释反应原理→建立原理模型”等一系列的驱动型问题链，在这个过程中，后面的问题需要使用前面所积累的知识和方法，促进了知识的纵向生长和横向联结，丰富了学生的认知结构，使知识结构化;与此同时，具有能力层次的一系列问题从低阶开始逐步向高阶发展，训练了思维从低到高的深度延展，学生的思维伴随着知识的积累得到了同层次性的高阶化发展。这两方面正是深度学习发生的关键节点，所以从这个角度看问题解决为促进深度学习提供了有力保障。从大情境和小情境链的角度看，连贯性的情境素材创设，一来有助于学生对抽象化学科问题的理解，二来在课堂上习得了不同情境下解决问题的方法，有助于他们适应未知社会的发展需要。如“分析原电池的构成要素”，挖掘了科学发展过程中科学家们所面对的问题，帮助学生还原当时科学家们研究问题的思路与方法，真实感受到问题解决的思维历程，促进学生认识思路的结构化[7]。从这个角度来看问题解决为促进深度学习提供了情感支持和方法需要，为学会学习和终身学习奠定基础。从大活动和小活动链的角度看，引导学生通过小组合作、实验探究、讨论交流等多样化方式解决问题，在活动过程中，教师的评价贯穿其中，通过自评、互评，及时引导学养成生积极思考和善于反思的学习品质，为深度学习提供强有力的保证。最后，学生在问题解决过程中学会了面对新情境进行合理迁移，对深度学习的促进作用不言而喻。综上所述，基于问题解决的教学思想进行的教学实践，从多方面、有效地促进深度学习的发生。

2.以“问题解决”促进“深度学习”的教学实践

“原电池”是高中化学必修课程中的核心内容之一，是高一学习应学习的重点内容。以原电池为例认识化学能可以转化为电能，该内容安排了两课时，第一课时的重难点是：形成物质转化观、能量观的基本观念，强化宏微思维，通过科技发展史认识原电池的基本要素，建构原电池的原理模型。

2.1教学目标

能够从物质转化和能量角度系统认识化学反应;理解原电池的概念;能通过分析归纳法掌握原电池的构成要素;使用模型法和三重表征法认识原电池的原理模型;（理解、分析层次）

会利用氧化还原反应设计原电池;利用原电池原理模型解释氢氧燃料电池、评价生活中常见的一次电池、二次电池;（评价、创造层次）

能够通过实验法、归纳法等以及挖掘科学发展史的小情境，真实地展现科学家们当时所面临的问题，感受问题解决的思维历程，发展认识事物的科学观念与方法;并结合生活中的电池，关注与化学有关的热点问题，发展“绿色化学”观念;（应用层次）

2.2基于“问题解决”的教学设计

【大情境】：习近平总书记强调：金山银山就是绿水青山。随着经济的发展，我国小汽车的使用量迅猛增长，燃油汽车的排放越来越成为大的污染源，新能源技术（如燃料电池）汽车的开发应运而生。

【大问题】：燃料电池是如何提供电能的？

【大活动】：尝试从最简单的燃料电池——氢氧燃料电池探究电能是如何产生的。

学习评价1：通过从物质与能量变化角度分析并记录两个反应，以及对氢氧燃料电池实验演示的观察，检测与发展学生实验探究反应实质的水平。

学习评价2：通过对比原型电池和成熟电池，引导学生认识事物的一般规律——从简单的模型认识。通过对原型电池命名的讨论与交流，激发学生对概念形成的兴趣。

学习评价3：通过阅读科学家“隔空对话”的反馈与交流，以及不同人物采用替代青蛙的驗证材料的实验演示和实践活动，并从中归纳原电池的构成要素，感受学生思维的延伸、知识的生成，情绪和兴趣的盎然。

学习评价4：通过师生对话、生生交流与互相点评，了解学生对原电池原理的认知进阶。基于学生的认知水平，不断调整原电池原理的认识过程，保证学生学习状态，保持学习热情。

学习评价5：通过自主思考、互相交流与教师引导，总结两个具体的原电池原理，进而分析一般原电池原理的模型，感受建模思维的重要性，及时诊断学生的思维发展水平。

学习评价6：通过分享对新闻的感受，体会化学与科学、技术、社会和环境（STSE）的关系，诊断学生对化学价值的认识水平。

2.3教学反思

从整体的教学设计上看，精选真实问题与情境，活动层层推进。以大问题、大情境、大活动的结构为引领，以问题链、情境链、活动链为驱动，将碎片化的知识在真实复杂的情境下进行重整，按照思维逻辑和认知规律帮助学生形成一个认知的有机整体，并在实际应用问题中迁移学科知识、认识思路和方法，从而实现深度学习所强调问题、情境与活动三位一体。从过程性评价（课上的提问、点评等）和结果性评价（课后作业、学习任务等）看，学生在知识结构和思维水平均达到了应有的水平，整堂课气氛活跃又不失有序，学生学习状态良好，课后很多同学就燃料电池的应用前景与教师交流，说明学生的视野已由课堂知识拓展到社会生活。笔者相信，通过问题解决的教学实践，深度学习已然在学生身体里发生。

参考文献

[1][5]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：1-73，

[2]张紫屏.论协作式问题解决[J].教育发展研究，2016，（2）：34.

[3]杨玉琴，倪娟.促进“深度学习”的教学设计[J].化学教育，2016，（37）：5-8.

[4]俞照安，郭琴.问题解决策略促进历史对话教学[J].中学历史教学参考，2019，（3）：26-27.

[6][7]韦存容，叶静.基于“问题解决”的高中化学教学设计探讨与实践[J].化学教学，2020，（4）：38-39.