魏明

摘要：通過對氮及其氧化物同課異構中問題設計的反思，發(fā)現問題設計的差異性主要體現在：情景材料的設計、問題側重點的關注、問題形式的設計，這導致了課堂教學效果相差甚遠。進而得出：體現生活情境性、注重問題具身性、依托實驗設疑性等問題設計的策略。

關鍵詞：問題設計；高階思維；教學細節(jié)；教學效果

文章編號：1008-0546（2017）07-0051-04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.014

問題是激發(fā)學習者思維的源泉，是維系學習者持續(xù)不斷思考的動力。課堂教學中，問題是進行高階思維能力培養(yǎng)的最有效手段，是促進學習者高階思維能力教學設計的核心[1]。氮元素是高中化學必修1中繼氯、硫學習之后又一重要的非金屬元素，是對氧化還原反應知識的重要運用?！暗捌溲趸锏男再|”的內容在整個必修1中既要前面的知識鋪墊，又是對知識的深入理解，這對學生一個學期的化學學習起到舉足輕重的作用。課堂教學中創(chuàng)設高質量、高水平問題是發(fā)展學習者高階思維的關鍵[2]。怎樣才能圍繞本節(jié)課教什么、應怎樣教、教學目標如何更好達成而設計出獨具特色的問題鏈？恰好有兩位老師對本節(jié)課進行“同課異構”，筆者對比分析了兩位老師的整個教學過程，展示研究過程中值得思考的課堂細節(jié)——問題設計，以供商榷。

一、 實錄兩位教師課堂教學片斷

根據兩位教師課堂活動設計的順序，分別截取“新課導入”“師生互動”“實驗活動”“引領總結”四個教學片斷[3]。

1. 教師1的課堂教學片段

片段1：新課導入

學生自學蘇教版必修1中96和97頁相關內容，提出問題（1）組成蛋白質的主要元素是什么？（2）植物生長必需的營養(yǎng)元素有哪些？（3）火箭推進劑成分有哪些？

學生思考討論。

片段2：實驗活動

學生觀看實驗視頻：N2與O2反應、NO2與H2O反應

學生討論視頻中的實驗現象。

片段3：師生互動

教師提問：從上述實驗可比較得出NO和NO2的顏色、狀態(tài)、氣味、密度、溶解度等哪些物理性質？學生回答的很好，都是非常標準的答案。

教師提問：氮元素有哪些化合價，對應的氧化物分別是什么？學生回答，教師補充并寫出板書。

教師提問：能否寫出實驗視頻中二氧化氮與水反應的方程式？

請學生上黑板書寫這一方程式。

教師提問：如何判斷產物有硝酸生成？怎樣求出此硝酸的濃度？教師提示視頻中試管的三分之一體積，并進一步得出歧化反應的概念。學生記錄。

教師追問：如何才能讓溶液充滿整個試管？通入何種氣體，且需要此氣體的量是多少？引導學生運用氧化還原反應書寫、配平方程式。

教師進一步追問：如果開始試管中都是NO氣體，通入多少氧氣可以使試管中充滿溶液？（用方程式說明）

教師圖片展示：酸雨的危害。提問：通常用堿處理氮氧化物等污染性氣體，寫出NaOH分別與二氧化氮、一氧化氮和二氧化氮的混合氣體反應的兩個方程式？學生練習，教師再次從氧化還原反應知識配平方程式，并引出“歸中反應”概念。

片段4：引領總結

從三個方面：氣體共存、氣體溶解于水是否發(fā)生氧化還原、環(huán)境污染等設計問題，鞏固本節(jié)課內容。

2. 教師2的課堂教學片段

片段1：新課導入

教師提問：大家說說我們生活當中有哪些物質含有氮元素，或者是學習過的？學生紛紛舉手回答，學生1：N2、化肥中的氨肥；學生2：蛋白質；學生3：有一種作為麻醉劑的笑氣，一氧化二氮；學生4：硝酸，等等。學生積極參與。展示學習目標和學習重點難點，明確學習任務。

片段2：師生互動

教師提問：問題1.氮元素有用嗎？

教師補充：PPT展示，肽鍵、血紅蛋白、葉綠素結構式，可以看出氮是組成生命的重要元素，有葉綠素才有植物的光合作用，總之一句話：氮是生命的基礎。另外在尖端的航天航空方面，氮元素組成的物質作為燃料。

教師提問：氮元素常見的價態(tài)有哪些，對應有哪些物質？學生回答，老師補充并寫板書。

教師提問：問題2.氮氣有用嗎？學生1：金屬焊接時作保護氣；（教師補充：說明氮氣化學性質穩(wěn)定。）學生2：冷卻超導材料（教師評價：很有研究價值）；學生3：制硝酸（教師評價：很好，學以致用）。教師總結：所以化學對人類文明的偉大貢獻之一就是和氮氣緊緊連在了一起！

片段3：實驗活動

教師提問：問題3.如何用實驗證明氮氣、氮氧化物的重要性質？教師展示實驗視頻：（1）液態(tài)氮氣降低電阻，燈泡變亮；（2）懸浮物品；（3）活的金魚在液氮中凍僵再放入水中又活了； （4）氮氣和氧氣放電反應。教師及時講解視頻中關鍵點。

教師演示實驗1：二氧化氮與水的反應（試管中的紅棕色變無色），用針管向該試管注入空氣，無色又變?yōu)榧t棕色，取試管中溶液，檢驗為酸性。學生寫出相關方程式。

教師演示實驗2：現有一試管二氧化氮：（1）將其倒置于盛水的燒杯中，一段時間后，觀察現象。（2）如果想使試管充滿液體，怎么辦？（3）如果試管內是NO， 怎么使試管充滿液體？

片段4：師生互動

挖掘實驗價值：根據實驗2，能否從方程式角度予以解釋？NO2與H2O反應生成HNO3和NO，NO與O2反應生成NO2，NO2又與H2O反應生成HNO3和NO，NO再與O2反應生成NO2，這進入“死循環(huán)”，如何走出“死循環(huán)”？分析3NO2+H2O■2HNO3+NO，2NO+O2■2NO2這兩個方程式，“消去”NO，用疊加方程式方法得出相關方程式。

教師提問：問題4.NO、NO2有用嗎？

圖片：1998年諾貝爾獎獲得者伊格納羅對一氧化氮通血路的研究；二氧化氮在化學反應和火箭燃料中作氧化劑，在生產中作催化劑。

問題5. 比較NO、 NO2有哪些重要性質？從三個方面物理性質、化學性質、收集方法完成表格。思考：如何除去NO中的NO2？學生演示實驗：NO2使?jié)駶橩I-淀粉試紙變藍。學生基本都能很好完成。

問題6. NO、NO2有什么危害？展示表格：不同濃度的NO2（ppm）對人體的危害。展示圖片：一氧化氮和二氧化氮對環(huán)境的污染。形成硝酸型酸雨、形成光化學煙霧：NO2+O2 →O3，O3+CxHy→有毒煙霧、破壞臭氧層O3 →O2，NO作為催化劑。

問題7.如何產生NO、NO2的？人們采取哪些措施防止和減少NOx對環(huán)境的污染？學生1：化石燃料燃燒的廢氣、使用清潔能源（教師評價：思路很清晰，從源頭遏制）；學生2：汽車尾氣，汽車安裝尾氣轉化裝置；學生3：硝酸工廠、氮肥廠、金屬的冶煉廠的廢氣，用尾氣處理，通入NaOH溶液。教師追問并寫板書：NO+NO2+ NaOH■ ？，教師提示分析價態(tài)，得出產物為正三價，根據前面價態(tài)與對應的物質得出亞硝酸鈉，進而鞏固用氧化還原反應知識配平。教師繼續(xù)提問：如果單一氣體NO2，用NaOH溶液處理，產物有哪些？教師補充“歸中”“歧化”概念。

片段5：引領總結

教師提問：

1.結合本節(jié)課所學知識請用箭頭標出常見含氮物質的轉化關系？

2. 你的疑問有哪些？

鞏固練習1：某校八年級（上）語文期中考試試題中涉及到的化學方程式有哪些？

鞏固練習2：圖片氮的循環(huán)，氮的固定

課后作業(yè)：學生調查研究“硝酸型酸雨的危害”。

二、 兩位教師課堂教學中問題設計的比較

問題設計是課堂教學設計的一個重要組成部分，可以把教學中其它各個要素進行銜接和控制，更好地服務于學生。

1. 共同之處

（1）教學內容中穿插問題，能更好突破教學難點，突出教學重點，都做到以問題的方式引起學生的思考。

（2）用教學手段設置問題，在實驗中都積極設置一些問題，配合實驗步驟的進行，起到對關鍵現象、結論的提示、總結作用。

（3）在問題設計方式中都運用到遞進追問式，有利于問題的解決和知識點的深入理解，并進行了適度的拓展延伸。

2. 問題設置的差異

（1）情景材料的設置不同

在新課導入時，教師1直接讓學生預習本節(jié)課內容的時間略長，這使后面很多問題的設置顯得空洞，以及問題的回答顯得單一，整節(jié)課有時變成一種驗證性的課堂，減少了課堂生成性知識的產生；用視頻實驗為情景材料，學生竟然“能聞到視頻中氣體的味道？”而教師2從學生已有的知識設問，既為本節(jié)課的后續(xù)學習做好鋪墊，又使學生參與的積極性和學習的熱情被充分調動和激發(fā)；教師運用“真實”實驗為情景材料，設計問題有效突破本節(jié)課重難點，并且克服了教師1課堂上關于此內容空洞講解時出現的“課堂較為沉悶，部分學生學習感到吃力”現象。

（2）課堂問題關注的重點不同

在師生互動的過程中，教師1注重學科知識的學習，所設計的一切問題都是為了解決學科知識中存在的認知困難，為“求知”而單純地“教知”，不是鮮活的生命體之間的對話，學生的惟命是從，教師的絕對權威，不利于知識生成過程中的思維能力培養(yǎng)。教師2注重知識存在的情境，關注知識存在的價值和意義，強調學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。在問題預設時，能夠切身感受學生的所思所想，并在課堂中及時“調試”學生的思維熱情，讓學生充分發(fā)表觀點和想法，實現不同個體的不同認知習慣和認知方式，達到了學生思維的升格和知識的意義增值。

（3）歸納總結時問題設計形式不同

同樣是對本節(jié)課教學目標的考查，但教師1純粹從“知識考知識”角度設計問題，形式單一，內容單調，學生易滋生乏味心理。教師2則通過化合價圖式、自主提問、創(chuàng)設語文試題中存在的化學知識情境、調查研究等方式，既有學生本人自主回顧又有自行討論本節(jié)課所學過的三維目標；對知識歸納總結時，所設計問題角度新穎，鼓勵學生在閱讀中尋找化學知識，課堂氣氛活躍，所以教師能夠全方位分析考查學生對本節(jié)課教學目標的達成情況。

三、 兩節(jié)課教學效果評價

1. 過程與方法的融合相去甚遠

兩個教師在整個教學過程中，實驗方法的運用也導致教學效果差異較大。兩位教師都有實驗，但教師1可能由于NO和NO2都有毒，所有實驗都采用視頻化，讓學生感覺本節(jié)課知識離自己“很遙遠”。而教師2連續(xù)的演示實驗，讓學生很親近，便于在整個實驗過程圍繞問題進行積極思考，更容易體會到實驗的真實性、親切感，凸顯學生的主體性，讓學生主動參與到復雜問題的解決，并提供了有效的思維建模過程，有利于培養(yǎng)學生縝密性的思維過程，有利于學生自主構建知識。如學習疊加方程式時，用死循環(huán)設置“思考囚籠”，師生探討后，學生頓悟后自主走出“囚籠”。

2. 情感和態(tài)度的體驗迥然差異

知識的掌握不能僅僅依靠記憶、練習等簡單粗暴的“原始手段”，甚至還停留在“把學生當作空的容器，直接傾倒即可”的淺層次理解中，一味地夯實單調乏味的學科知識，為考試不擇手段，這樣掌握的知識純粹是無本之木、無源之水，不久便會成為朽木或枯竭，遺忘速度很快，學生學得很累，教師教得很累。學生易滋生厭學情緒，興趣更是無從談起。從教師2的問題設計中不難發(fā)現，始終堅守“淺”入“深”出的原則，“淺”可以讓學生人人有話說，讓每位學生感受到知識不是離自己很遙遠，近在身邊，學會很有價值，在學習的過程中感受很輕松；“深”是學生自發(fā)的鐘情于化學的魅力，激發(fā)學習化學的興趣。通過學生積極參與回答問題，講述自己的觀點，還有教師2的恰合時宜的點評，更是讓學生體會到成就感。同時通過教師2課堂學生的回答，如一氧化二氮可作為麻醉劑，聽課老師也覺得學生的視野是寬廣的，學生是一個個有儲備信息的“活體”，不是任人擺布的產品。

3. 知識與能力的生成云泥之別

下面以教師2的問題設計為例，進行全面、細致分析（見表1）。

教師2整個課堂設計以6個問題為問題主干，再配以細節(jié)性的分問題為輔助。這些問題的特點：（1）從點成線、線到面的覆蓋，如從學生所熟知的氮氣用途提問、再擴充其它用途最后到氮氣可以得到氮氧化物，中間穿插氮氣的穩(wěn)定性和化學鍵特點，這樣的設計問題思路使學生對氮氣有了徹底的全面的了解和學習。（2）知識點由淺入深的水到渠成，如演示實驗2：二氧化氮與水的反應，從方程式知可以反應，到溶液充滿試管的設問，以及學生思考回答，最終上升到理論上的氧化還原反應分析，并探討孕育出疊加方程式的方法，最后再到NO的類比分析；實驗與理論有序銜接，相互驗證；教師運用自如，學生輕松獲知，思維的進階性在潛移默化中得到培養(yǎng)，興趣在自我效能感提升中得到強化，學生分析問題、解決問題的能力得到提升。觀察現象、研討本質、反饋驗證這正是真實實驗情境下的獨特優(yōu)勢，這也是視頻實驗所無法比擬的。

四、 課堂教學中問題設計的策略

通過上述問題設計的對比分析，不同教師對相同教學內容的不同問題設計，教學效果是大相徑庭。聆聽了教師1、教師2的教學體會和其他聽課專家精彩的點評，并結合筆者的反思，得出在課堂教學中問題設計的策略。

1. 設計的問題體現生活情境性

中學生有一定的生活體驗，注重感性認識，淺顯的自主理性分析；對生活問題具有很強的好奇心和探究欲。如果能把握學生的年齡特點，運用其特征于教學中會起到事半功倍的效果。學生的理性分析可以以感性認識為基礎，激發(fā)好奇心，增強求知欲。作為課堂教學中最常見、最有效的問題設計，必須從學習者真實的生活情境中提出，有利于學習者產生持久的內驅力。最大限度地將知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀牢牢地“鎖定”在現實情境里，以求得學生思維上的同步和心理上的共鳴。傳統(tǒng)的教學是知識性質然后用途特點，現在很多教師先從用途設計問題，最后探討本質知識。這就是先感性感知生活情境，后理性分析知識本質，符合學生認知特點。

2. 設計的問題要具有具身性

按照建構主義學習理論，個體的知識是由人建構起來的，也就是說，學習是面對新信息、新概念、新現象或新問題時，學習者必須激活頭腦中的先前知識經驗，通過高層次思維活動，即需要付出高度心理努力，有目的、有意義、連貫地對知識進行分析、綜合、應用、反思和評價的認知活動[4]。自身性問題是指在地位上能夠消除對學生的“專制”，在問題的鍥入上關注學生自身特點，在知識的形成中側重思維的過程性發(fā)展。要想使學生的高階思維得到長久提升，就需要注重自身性問題所提供的高效的思維建模過程。便于學生主動參與課堂教學，尤其在解決復雜問題過程中，為做出決策進行信息搜集、篩選信息、假設驗證。

3. 設計的問題要以實驗為依托

問題與思維有著高度的契合性，實驗中的異?，F象不僅可以培養(yǎng)人的洞察力、辨識力和判斷力，還能激發(fā)人的敏銳智慧、反思能力，以及創(chuàng)造能力和獨立思考的能力[5]。因為實驗是一個生動、形象的過程，所以學生在這一過程中自發(fā)的高度集中注意力，能及時快速地調動自己好奇心，激發(fā)求知的欲望。如果此時能夠預設一些問題，或根據生成性問題進行探究，學生會積極主動地參與。這時教師會發(fā)現學生很多“閃光點”，他們真的是“活”個體。以實驗為依托而設計的問題，一方面這些問題往往具有進階性特點，有效地激發(fā)學生高階思維，另一方面學生會感到極強的新鮮感，沒有固有知識的束縛，自由展開想象的翅膀，因為實驗會為你提供公平的答案，從而提高化學課堂的師生幸福指數。

參考文獻

[1] 鐘志賢.促進學習者高階思維發(fā)展的教學設計假設[J].電化教育研究，2004（12）：21-28

[2] 孫天山.基于“問題”的高階思維課堂教學架構研究[J].中學化學教學參考，2016（5）：1-5

[3] 王先鋒.教學設計相差一小步課堂效果則差一大步——對“硫代硫酸鈉與反應速率的影響因素”同課異構后的反思[J].中學化學教學參考，2012（3）：28-29

[4] 陳琦，劉儒德.當代教育心理學（第2版）[M].北京：北京師范大學出版社，2007：185-186，370

[5] 石敬珠.教師課堂提問策略建構：問題設計的觀察視角研究[J].中學化學教學參考，2012（5）：3-5