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【摘 要】以氧化还原反应为例，探讨化学课堂教学问题的理性设计。
【关键词】化学课题 问题 理性设计
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2015）05B-0059-02
早在20世纪30年代，陶行知先生就言简意赅地说，创造始于问题。创新型人才的培养需要教师推行“以问题为纽带的教育”，让学生在学习中形成自己对解决问题的独立见解。基于此，本文以氧化还原反应为例，探讨化学课堂教学问题的理性设计。
一、化学课堂教学问题设计支架的整体构想
笔者“以问题的本体分析为思考点，以学科问题为基础，以学生问题为中心”三位一体确定课时的核心问题。核心问题是指考虑学科基本问题，把握课时重点问题，充分考虑学生的生活经验、知识基础与认知冲突、学习动机与兴趣点等多方面因素，最终产生的课堂统领性问题。根据《优质教学法》提出的优质问题的4个特征，确定核心问题要满足以下4个关键点：问题的解决对达成主要教学目标起决定作用；问题基于学生的原有基础，又能引起学生的认知冲突，存在适度的挑战性；问题有一定的探究空间、开放度与思维含量；问题能统领课堂的主线索，浓缩课时的核心知识。
由于核心问题起到统领性作用，指向本课时最主要的学习目标，没有具体指向某一知识的理解，因而，课堂教学还需要以核心问题为中心，衍生不同层次的推进问题，不断聚焦与深化、归纳与引申，从而引导学生层层深入解决问题。笔者的设想是以核心问题统领课堂的主线，推进问题依据布鲁姆分类法和五何分类法建构适合化学学科特点的问题设计支架，引领教师理性地思考教学的问题设计，通过创设教学情境，以活动课堂推进教学。下面以氧化还原反应的问题设计为例，阐述支架的具体操作。
二、化学课堂教学问题设计支架的构建
胡小勇提出面向各科的教学引导问题设计模板，该模板将布鲁姆分类法和问题五何分类法进行了融合。化学学科知识和五何问题分类法有一定的契合点，而化学学科也具有其独特的特点。化学课堂问题可以根据疑问内容分为：“是什么”的问题；“为什么”的问题；“怎么样”的问题。而“若何”和“由何”这两种问题类型在化学课堂教学中主要表现在突出了问题的条件，指明某种情境，相对上述化学学科的3类问题而言，“若何”和“由何”指明的条件更清楚，情境的明晰程度更大，但是它们本质上还是“怎么样”的问题。据此认为，“若何”问题和“由何”问题都不是独立的类型，可以包含在“是什么”、“为什么”、“怎么样”的问题中。所以，适合化学学科特点的问题分类详见表1。
明确了化学问题的3大类型，我们还要关注各个问题指向学生的哪种层次的认知水平。布鲁姆分类法是形成各种层次认知水平问题的有力工具，具体将问题的认知水平分为六个层次，即识记类问题、理解类问题、应用类问题、分析类问题、综合类问题、评价类问题。其中，前三个层次一般属于封闭型问题，归为低水平问题，侧重于让学生掌握事实、规则和动作序列。后三个层次则属于开放型问题，归为高水平问题，侧重于培养学生的抽象思维能力。在教学中，要实现化学教学的目标，应兼顾各个层次的教学，配合使用不同层次的问题。
基于以上讨论，可以构建适合化学学科特点的问题设计支架，详见表2。其构造的原理是：横向维度（ 识记—理解—运用—分析—综合—评价） 分别代表知识的认知程度，即问题的层次；纵向维度（是什么—怎么样—为什么）体现化学学科的逻辑结构。问题设计支架是为教师提供理性的导向，使得问题类型分布有序可循，最大可能地保证问题类型的系统性，并不一定要求每个单元格都有对应的问题类型。课堂教学是一个动态系统，设计多少个问题合适，各个认知维度占多少百分比，需要根据实际教学内容进行掌握，需要在设计、检验、改善、再设计的渐进过程中反思、评析。
说明：我们对问题3大类型编码为A、B、C；对问题层次的编码是低水平问题为1，高水平问题为2；比如，对于【是什么/低水平问题】编码为[A1]。
三、化学课堂教学问题理性设计的实践运用
（一）以问题的本体分析为思考点
以问题的本体分析为思考点是指教师进行理性设计之前要认识问题的本质，理清问题的结构。认知心理学将问题定义为：给定初始状态和目标状态之间有某些障碍需要被克服的刺激情境。教师进行问题设计时要把握问题的三个因素——给定、目标和障碍。
（二）以学科问题为基础，探寻课时重点
氧化还原反应是高中化学必修1第二章“化学物质及其变化”第三节第1课时的内容，从横向思考，课标的要求是根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移，举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。教材复习了初中的基本反应类型和氧化反应、还原反应的重要知识，并引导学生从分类的角度、从化合价升降的角度思考化学反应的分类，据此展开对氧化还原反应较深层次的学习，也为今后学习元素化合物知识做好铺垫。从纵向看，氧化还原反应是高中化学的重要理论知识，是教学的重点和难点之一，也是后续元素化合物知识和电化学知识的基础，对提高学生的科学素养有重要的作用。由此可确定教学的重点是：用化合价升降和电子转移的观点来认识氧化还原反应，能根据化合价升降判断氧化还原反应。将以上分析转化为学科问题是：什么是氧化还原反应？它在生活生产中有什么应用？它与四种基本反应类型有什么关系？如何判断一个反应是否氧化还原反应？氧化还原反应的本质什么？
（三）以学生的问题为中心，突破学习难点
学生在生活中常接触许多化学反应，如燃烧反应、铁生锈等；初中学习了4 类基本反应类型、得氧失氧角度的氧化反应和还原反应、常见元素化合价等知识，具有一定的合作学习、分析问题和解决问题的能力。但是他们的抽象思维能力和辩证思维能力发展还不成熟，难以理解微观事物的本质。教学的难点应是用电子转移的观点，从本质认识氧化还原反应，转化为学生问题是：氧化还原反应的本质是什么？ （四）以问题设计支架为指导的氧化还原反应的问题设计
1.课时核心问题
（1）什么是氧化还原反应？
（2）氧化还原反应的本质是什么？
（3）氧化还原反应与四种基本反应类型有什么关系？
2.推进问题设计
活动1：生活情境导入新课，分类化学反应，引发认知冲突。
（1）生活中你接触的化学反应有哪些？[A1]
（2）切开的苹果和茄子，为什么切口会发黄发暗？[C1]
活动2：通过对比新旧知识发现矛盾创设情境，从化合价分类化学反应。
（1）你如何对化学反应进行分类？[B2]
（2）对化学反应进行分类的依据是什么，你有什么疑惑？[A1]
（3）高炉炼铁的反应能归纳到四种基本反应类型中吗？[A1]
（4）标出化学反应中元素化合价，重新对化学反应分类，你发现了什么规律？[A2]
活动3：探寻氧化还原反应的判断依据并学以致用，引发疑惑。
（1）什么是氧化还原反应？[A1]
（2）Na与Cl2的反应是氧化还原反应吗，你是如何判断的？[B2]
（3）H2还原CuO的反应是氧化反应，还是还原反应？[A2]
（4）在你认为的氧化反应中是否发生了还原反应，在你认为的还原反应中，是否发生了氧化反应？[A1]
活动4：通过创设实验情境，探寻氧化还原反应的本质。
（1）氧化还原反应前后元素的化合价为什么会发生变化？[C2]
（2）实验发现电流表指针偏转，为什么指针发生偏转？[C1]
你对该反应实质有什么推测？ [A2]
（3）NaCl是如何形成的？ HCl是如何形成的？[B2]
活动5：通过新旧知识融合产生情境，探寻规律。
（1）初中学习的四种基本反应类型包括哪些？[A1]
（2）氧化还原反应与四种基本反应类型有什么关系？[A2]
（3）是不是所有的化合反应都是氧化还原反应，是不是所有的分解反应都是氧化还原反应？[A1]
（五）量表检测推进问题设计的系统性
以上关于氧化还原反应的教学设计案例是适合化学学科特点的问题设计支架在化学课堂教学中的具体运用，我们将通过数据统计来探讨和检验此课时问题设计的系统性，详见表3。
说明：因为氧化还原反应是概念原理课，涉及有关概念的形成，问题的解决主要是获取事实性的知识，所以“是什么”的问题类型较多，“怎么样”、“为什么”的问题类型较少。其中，低水平问题和高水平问题的比例为9∶8。各个单元格中除了“怎么样/低水平问题”没有之外，其他层次类型的问题都有涉及。教师可以通过进一步的教学实践，进行反思、调整和优化问题设计的有效性。
综上，笔者以该问题设计支架为导向开发一系列教学案例，在广西某高中对高一班级学生开展一个学期的教学实践研究，结果发现，学生的化学问题意识、学习兴趣和化学学习成绩有显著性提高。问题设计是教学设计新的发展领域，通过高中化学教学问题设计支架引领教师理性开展问题设计，有效保证所设计的问题的系统性，更能切合学生的认知水平，从而促进教师的有效教学和学生的有效学习，也促进教学设计的新发展。
【参考文献】
[1]袁振国.教育新理念[M].北京：教育科学出版社，2002
[2]天蓉，徐谊.有效学习设计——问题化、图式化、信息化[M].教育科学出版社，2010
[3]加里·D.鲍里奇.有效教学方法[M].易东平译，南京：江苏教育出版社，2002
[4]吴俊明.课堂问题及课堂问题系统的设计与评价[J].化学教学，2013（1）
[5]李玉婵.氧化还原反应（第2课时）教学设计[J].高中数理化，2013（6）
【基金项目】广西教育科学“十二五”规划2013年度广西普通高中课程改革专项课题（2013ZJJ107）
【作者简介】蓝芝霖（1988- ），女，瑶族，广西师范大学硕士研究生；黄 都，广西师范大学教授，硕士研究生导师；谭远聪，河池市环江毛南族自治县高级中学副校长，化学特级教师。
（责编 苏 洋）
【关键词】化学课题 问题 理性设计
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2015）05B-0059-02
早在20世纪30年代，陶行知先生就言简意赅地说，创造始于问题。创新型人才的培养需要教师推行“以问题为纽带的教育”，让学生在学习中形成自己对解决问题的独立见解。基于此，本文以氧化还原反应为例，探讨化学课堂教学问题的理性设计。
一、化学课堂教学问题设计支架的整体构想
笔者“以问题的本体分析为思考点，以学科问题为基础，以学生问题为中心”三位一体确定课时的核心问题。核心问题是指考虑学科基本问题，把握课时重点问题，充分考虑学生的生活经验、知识基础与认知冲突、学习动机与兴趣点等多方面因素，最终产生的课堂统领性问题。根据《优质教学法》提出的优质问题的4个特征，确定核心问题要满足以下4个关键点：问题的解决对达成主要教学目标起决定作用；问题基于学生的原有基础，又能引起学生的认知冲突，存在适度的挑战性；问题有一定的探究空间、开放度与思维含量；问题能统领课堂的主线索，浓缩课时的核心知识。
由于核心问题起到统领性作用，指向本课时最主要的学习目标，没有具体指向某一知识的理解，因而，课堂教学还需要以核心问题为中心，衍生不同层次的推进问题，不断聚焦与深化、归纳与引申，从而引导学生层层深入解决问题。笔者的设想是以核心问题统领课堂的主线，推进问题依据布鲁姆分类法和五何分类法建构适合化学学科特点的问题设计支架，引领教师理性地思考教学的问题设计，通过创设教学情境，以活动课堂推进教学。下面以氧化还原反应的问题设计为例，阐述支架的具体操作。
二、化学课堂教学问题设计支架的构建
胡小勇提出面向各科的教学引导问题设计模板，该模板将布鲁姆分类法和问题五何分类法进行了融合。化学学科知识和五何问题分类法有一定的契合点，而化学学科也具有其独特的特点。化学课堂问题可以根据疑问内容分为：“是什么”的问题；“为什么”的问题；“怎么样”的问题。而“若何”和“由何”这两种问题类型在化学课堂教学中主要表现在突出了问题的条件，指明某种情境，相对上述化学学科的3类问题而言，“若何”和“由何”指明的条件更清楚，情境的明晰程度更大，但是它们本质上还是“怎么样”的问题。据此认为，“若何”问题和“由何”问题都不是独立的类型，可以包含在“是什么”、“为什么”、“怎么样”的问题中。所以，适合化学学科特点的问题分类详见表1。
明确了化学问题的3大类型，我们还要关注各个问题指向学生的哪种层次的认知水平。布鲁姆分类法是形成各种层次认知水平问题的有力工具，具体将问题的认知水平分为六个层次，即识记类问题、理解类问题、应用类问题、分析类问题、综合类问题、评价类问题。其中，前三个层次一般属于封闭型问题，归为低水平问题，侧重于让学生掌握事实、规则和动作序列。后三个层次则属于开放型问题，归为高水平问题，侧重于培养学生的抽象思维能力。在教学中，要实现化学教学的目标，应兼顾各个层次的教学，配合使用不同层次的问题。
基于以上讨论，可以构建适合化学学科特点的问题设计支架，详见表2。其构造的原理是：横向维度（ 识记—理解—运用—分析—综合—评价） 分别代表知识的认知程度，即问题的层次；纵向维度（是什么—怎么样—为什么）体现化学学科的逻辑结构。问题设计支架是为教师提供理性的导向，使得问题类型分布有序可循，最大可能地保证问题类型的系统性，并不一定要求每个单元格都有对应的问题类型。课堂教学是一个动态系统，设计多少个问题合适，各个认知维度占多少百分比，需要根据实际教学内容进行掌握，需要在设计、检验、改善、再设计的渐进过程中反思、评析。
说明：我们对问题3大类型编码为A、B、C；对问题层次的编码是低水平问题为1，高水平问题为2；比如，对于【是什么/低水平问题】编码为[A1]。
三、化学课堂教学问题理性设计的实践运用
（一）以问题的本体分析为思考点
以问题的本体分析为思考点是指教师进行理性设计之前要认识问题的本质，理清问题的结构。认知心理学将问题定义为：给定初始状态和目标状态之间有某些障碍需要被克服的刺激情境。教师进行问题设计时要把握问题的三个因素——给定、目标和障碍。
（二）以学科问题为基础，探寻课时重点
氧化还原反应是高中化学必修1第二章“化学物质及其变化”第三节第1课时的内容，从横向思考，课标的要求是根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移，举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。教材复习了初中的基本反应类型和氧化反应、还原反应的重要知识，并引导学生从分类的角度、从化合价升降的角度思考化学反应的分类，据此展开对氧化还原反应较深层次的学习，也为今后学习元素化合物知识做好铺垫。从纵向看，氧化还原反应是高中化学的重要理论知识，是教学的重点和难点之一，也是后续元素化合物知识和电化学知识的基础，对提高学生的科学素养有重要的作用。由此可确定教学的重点是：用化合价升降和电子转移的观点来认识氧化还原反应，能根据化合价升降判断氧化还原反应。将以上分析转化为学科问题是：什么是氧化还原反应？它在生活生产中有什么应用？它与四种基本反应类型有什么关系？如何判断一个反应是否氧化还原反应？氧化还原反应的本质什么？
（三）以学生的问题为中心，突破学习难点
学生在生活中常接触许多化学反应，如燃烧反应、铁生锈等；初中学习了4 类基本反应类型、得氧失氧角度的氧化反应和还原反应、常见元素化合价等知识，具有一定的合作学习、分析问题和解决问题的能力。但是他们的抽象思维能力和辩证思维能力发展还不成熟，难以理解微观事物的本质。教学的难点应是用电子转移的观点，从本质认识氧化还原反应，转化为学生问题是：氧化还原反应的本质是什么？ （四）以问题设计支架为指导的氧化还原反应的问题设计
1.课时核心问题
（1）什么是氧化还原反应？
（2）氧化还原反应的本质是什么？
（3）氧化还原反应与四种基本反应类型有什么关系？
2.推进问题设计
活动1：生活情境导入新课，分类化学反应，引发认知冲突。
（1）生活中你接触的化学反应有哪些？[A1]
（2）切开的苹果和茄子，为什么切口会发黄发暗？[C1]
活动2：通过对比新旧知识发现矛盾创设情境，从化合价分类化学反应。
（1）你如何对化学反应进行分类？[B2]
（2）对化学反应进行分类的依据是什么，你有什么疑惑？[A1]
（3）高炉炼铁的反应能归纳到四种基本反应类型中吗？[A1]
（4）标出化学反应中元素化合价，重新对化学反应分类，你发现了什么规律？[A2]
活动3：探寻氧化还原反应的判断依据并学以致用，引发疑惑。
（1）什么是氧化还原反应？[A1]
（2）Na与Cl2的反应是氧化还原反应吗，你是如何判断的？[B2]
（3）H2还原CuO的反应是氧化反应，还是还原反应？[A2]
（4）在你认为的氧化反应中是否发生了还原反应，在你认为的还原反应中，是否发生了氧化反应？[A1]
活动4：通过创设实验情境，探寻氧化还原反应的本质。
（1）氧化还原反应前后元素的化合价为什么会发生变化？[C2]
（2）实验发现电流表指针偏转，为什么指针发生偏转？[C1]
你对该反应实质有什么推测？ [A2]
（3）NaCl是如何形成的？ HCl是如何形成的？[B2]
活动5：通过新旧知识融合产生情境，探寻规律。
（1）初中学习的四种基本反应类型包括哪些？[A1]
（2）氧化还原反应与四种基本反应类型有什么关系？[A2]
（3）是不是所有的化合反应都是氧化还原反应，是不是所有的分解反应都是氧化还原反应？[A1]
（五）量表检测推进问题设计的系统性
以上关于氧化还原反应的教学设计案例是适合化学学科特点的问题设计支架在化学课堂教学中的具体运用，我们将通过数据统计来探讨和检验此课时问题设计的系统性，详见表3。
说明：因为氧化还原反应是概念原理课，涉及有关概念的形成，问题的解决主要是获取事实性的知识，所以“是什么”的问题类型较多，“怎么样”、“为什么”的问题类型较少。其中，低水平问题和高水平问题的比例为9∶8。各个单元格中除了“怎么样/低水平问题”没有之外，其他层次类型的问题都有涉及。教师可以通过进一步的教学实践，进行反思、调整和优化问题设计的有效性。
综上，笔者以该问题设计支架为导向开发一系列教学案例，在广西某高中对高一班级学生开展一个学期的教学实践研究，结果发现，学生的化学问题意识、学习兴趣和化学学习成绩有显著性提高。问题设计是教学设计新的发展领域，通过高中化学教学问题设计支架引领教师理性开展问题设计，有效保证所设计的问题的系统性，更能切合学生的认知水平，从而促进教师的有效教学和学生的有效学习，也促进教学设计的新发展。
【参考文献】
[1]袁振国.教育新理念[M].北京：教育科学出版社，2002
[2]天蓉，徐谊.有效学习设计——问题化、图式化、信息化[M].教育科学出版社，2010
[3]加里·D.鲍里奇.有效教学方法[M].易东平译，南京：江苏教育出版社，2002
[4]吴俊明.课堂问题及课堂问题系统的设计与评价[J].化学教学，2013（1）
[5]李玉婵.氧化还原反应（第2课时）教学设计[J].高中数理化，2013（6）
【基金项目】广西教育科学“十二五”规划2013年度广西普通高中课程改革专项课题（2013ZJJ107）
【作者简介】蓝芝霖（1988- ），女，瑶族，广西师范大学硕士研究生；黄 都，广西师范大学教授，硕士研究生导师；谭远聪，河池市环江毛南族自治县高级中学副校长，化学特级教师。
（责编 苏 洋）