[摘 要] 化学专题复习中的问题解决教学是指以教师引发的化学问题或学生学习过程中产生的认知冲突为情境，教师充分调动学生的学习积极性和主动参与性，使学生在探究中解决问题，构建知识体系，并将此整合迁移到新的问题解决中，学会解决化学专题问题的过程。将问题解决用于化学专题复习中，既可以促使学生领悟、应用、巩固和发展已学的化学基础知识，也能够发展学生的智能，让学生带着困惑去思考，在疑问中探究，在问题解决中提升，有利于培养学生的创新精神和实践能力。
[关键词] 问题解决；专题复习；方案设计；化学
孔子曰：“不愤不启，不悱不发。”可见，对于教学而言，“问题”就是教学设计时需要精心创设的情景，是教与学的原动力。百度词条认为“问题解决(problem solving)”是由一定的情境引起的，为了实现一定的目标，运用不同的认知活动及技能，通过系列的思维操作，从而解决问题的过程。化学专题复习中的问题解决教学是指以教师引发的化学问题或学生学习过程中产生的认知冲突为情境，教师充分调动学生的学习积极性和主动参与性，使学生在探究中解决问题，构建知识体系，通过让学生整合已有的知识、原理、技能，并灵活迁移到新的问题情境中，从而学会解决化学专题问题的过程。将问题解决用于化学专题复习中，既可以促使学生领悟、应用、巩固和发展已学的化学基础知识，也能够发展学生的智能，让学生带着困惑去思考，在疑问中探究，在问题解决中提升，有利于培养学生的创新精神和实践能力。
1. 学习要求
《义务教育化学课程标准(2011版)》中和本专题相关的学习要求为：借助于对生活中几种常见金属的认识，了解金属的物理性质；认识并知道常见的几种金属主要化学性质；通过对铁的锈蚀条件的实验探究，了解防止金属锈蚀的简单方法；通过教材提供的各种金属矿物的图片学习及多种资料收集，让学生知道一些常见金属(铁、铝等)矿物；通过对一氧化碳还原氧化铁的实验装置及原理的分析，让学生知道工业上用铁矿石炼铁的设备及原理；通过介绍钛合金、铝合金在生活中的应用，让学生知道生铁和钢等重要合金，了解可以通过在金属中加入其他元素改变金属材料的性能；借助网络资料及科普材料，帮助学生认识金属及金属材料的用途；通过列举数据等手段，让学生充分认识废弃金属对环境的影响和回收金属的意义；初步认识置换反应，能熟练运用金属活动性顺序判断置换反应能否发生，并学会解释生产、生活中的常见化学现象。[1]
2.学习障碍
通过新授课的学习，学生基本掌握金属的性质、合金的知识、金属锈蚀的原理及防护知识，知道置换反应的概念和金属活动性顺序表。学生的学习障碍主要表现在：如何设计实验判断金属活动性顺序；如何评价与金属活动性顺序判断有关的实验方案；如何合理解释金属材料的特殊用途；如何运用金属的相关知识解释金属的冶炼原理并认识金属资源的保护和利用的重要性等。
3.课堂教学流程
图1 课堂教学流程
1. 创设恰当的问题情境
活动一：思考问题 建构网络
金属有许多不同于非金属的物理性质。如：金属均具有金属光泽，常温下一般为固体，大多数为电和热的优良导体，密度较大，熔点较高，除此，你能说出金属还有哪些特性？
物质的用途是由物质的性质决定的。白炽灯泡一般用钨丝做灯丝，原因是钨是熔点最高的金属，你还知道哪些“金属之最”？
说说“真金不怕火炼”的化学原理？不同金属与氧气反应条件的不同说明金属的化学活泼性差异，回顾实验事实并将表格中的反应条件填写完整。
哪些金属可以同盐酸、稀硫酸发生化学反应？生成物有哪些？
金属能与盐酸反应必须满足哪些条件？反应后生成什么？
金属材料指纯金属以及它们的合金。图中的合金1、合金2(如图2所示)分别是什么？
工业上从含有金属元素的矿石中提炼金属。金属矿石种类很多，常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿，试以赤铁矿为例，在图中虚线框内用化学方程式表示炼铁的原理。
铁生锈的原理是什么？你知道哪些防锈的措施？
图2 金属矿物及合金
[点评]化学专题复习中的问题情境既不能过难也不能过易，处于学生最近发展区的难度适中的问题才能引发学生的学习热情。因此，专题复习中的问题情境可以由教师整合后的相关问题链组成，教师对学生知识现状、课本内容和课标要求的全面分析，是建构问题链的基础。学生已有知识欠缺，希望学生通过问题解决学习到什么新知识、学会解决什么新问题、如何消除学习目的和学生已有知识水平之间的差异应是设计问题的出发点。如：金属与金属材料部分的迁移能力较强的知识点：为什么“真金不怕火炼”？能体现科学探究方法和化学学科核心素养的知识点：你还知道哪些“金属之最”？铁生锈的原理是什么？你知道哪些防锈的措施？
2.指导学生的“问题解决”活动
活动二：学以致用 熟能生巧
判断Fe和Cu两种金属能与括号内的哪些物质发生反应，写出对应的化学方程式(O2、稀盐酸、AgNO3溶液、ZnSO4溶液)。某学生的解答如下：
①
②
③
④
⑤
⑥
该学生的解答有无错误？说说你的理由。
为探究Fe，Cu和Ag三种金属的活动性，提供下列试剂：Fe，Cu，Ag，稀盐酸，FeSO4溶液，CuSO4溶液，AgNO3溶液。兴趣小组设计了下列方案：
甲：①将Fe投入稀盐酸中；②将Cu投入稀盐酸中；③将Fe投入AgNO3溶液中；④将Cu投入AgNO3溶液中。
乙：①将Fe投入稀盐酸中；②将Cu投入稀盐酸中；③将Ag投入稀盐酸中。
丙：①将Fe投入CuSO4溶液中；②将Ag投入CuSO4溶液中。
请评价上述方案。
[点评]问题解决需要综合运用一般认知策略和元认知策略，在问题解决学习中，由于学生的个体差异不同，原有的知识基础不同，遇到的学习困难也不同，专题复习方案中教师对学生问题解决方法的指导绝不能直接给出问题解决的信息，也不要给出问题解决的方案，而应该设计相关问题组，提出多种问题解决方案，通过对问题解决的不同方案的思辨，引发学生的思维，激发学生的思考，纠正学生的错误。问题解决学习过程中，教师要尽量多进行一些认知策略和元认知策略的训练，如：“该学生的解答有无错误？说说你的理由。”“如果……那么……”“为什么？你的理由是……”。
3.评价学生的“问题解决”过程
活动三：点击中考 小试牛刀
人类生活离不开金属和金属材料。
(1)①人类发现、利用金属制作生产工具等的时间顺序为：铜、铁、铝。你认为人类大规模使用金属的时间顺序跟(选填序号)________(A.金属元素在地壳中的含量多少；B.金属活动性顺序；C.金属的导电导热性)关系最大。
图3
②观察铝的原子结构示意图(如图3)，下列说法不正确的是________。
A.铝的质子数为13 B.铝是地壳中含量最多的元素
C.在化合物中铝通常显+3价 D.铝常用来制易拉罐利用了铝的延展性
图4 高炉炼铁示意图
(2)我国从1999年开始发行和使用第四套人民币硬币，其中：一元人民币硬币用钢芯镀镍(Ni)合金制成，伍角人民币硬币用钢芯镀铜合金制成，一角人民币硬币用铝合金及不锈钢制成。铸造上述人民币硬币用到的材料都是________(“金属材料”或“合成材料”)，结合金属及金属材料的有关知识，说说在选择人民币硬币铸造材料时，不需要考虑下列哪些因素________(①金属的耐腐蚀性能；②金属的导热导电性；③硬币铸造材料价格与硬币面值的吻合度；④金属的硬度)。以上硬币涉及的金属有Ni(镍)，Cu，Fe，Al，结合下列两个与Ni(镍)有关的反应：
(3)钢铁是使用最多的金属材料。铁制品在沙漠地区不易锈蚀的原因是________，在盛有过量稀盐酸的烧杯中投入表面生锈的铁制品，可观察到溶液由无色变成黄色，并伴随有无色气泡逸出。写出烧杯中可能发生的某一反应的化学方程式________，该反应属于________反应。
(4)图4是高炉炼铁的示意图。焦炭在炼铁过程中的主要作用是________，炼出的铁水属于________(填“纯净物”或“混合物”)，用化学方程式表示炼铁的原理________。
混合物X由两种金属氧化物组成，为了研究其成分，某兴趣小组进行了图5所示的实验。
图5 实验流程及现象
①组成混合物X中的金属氧化物中含有的两种金属元素是________。
②试写出混合物X中某一成分和盐酸发生反应的化学方程式________。
③若还原性物质Y常温下呈固态，请写出混合物X中某一成分和Y反应的化学方程式________。
④若还原性物质Y常温下是气体，Y可能是________。
[点评]在基于问题解决的化学学习中，经常使用的是形成性评价，形成性评价能让教师和学生及时发现教学过程、学习过程的问题，但专题复习过程中要对每个学生的学习都做出客观的评价又不太可能，所以专题复习方案中常通过让学生解决新问题来检验学习的效果。设计的新问题不能是对原有问题的简单套用，而是在兼顾原有问题的基础上设置一定的障碍。如：“金属大规模被使用的先后顺序跟________关系最大”，就是让学生感受“金属和金属材料性质、转化”学习具有实际意义，进而再次激发学生学习兴趣。当然，教师对学生的学习评价，尤其是对学困生的评价，要注重学生参与问题解决过程的程度、积极性，对学习小组的贡献，以及在原有知识基础上的提升程度，不能仅关注学习的结果。
根据教学设计的流程，将基于“问题解决”的化学专题复习的教学策略和学习策略总结，详表1。
表1 化学专题复习的教学策略和学习策略
教学策略学习过程学习策略创设恰当的问题情境表征问题体验问题情境，选择适当的信息，描述揭示问题从元认知和认知水平上指导学生的问题解决过程，并进行学习策略指导界定问题依据已有的知识经验，经过自主、合作，整合“图式”确定策略阅读课本，查阅相关的书籍，同伴协商交流，咨询教师解决问题实验探究、逻辑推理等学习方法相结合，验证假设评价问题解决的过程和结果，并提出反馈意见交流评价个人评价与小组评价相结合；结果评价与过程评价相结合
[参 考 文 献]
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准(2011版)[M].北京：人民教育出版社，2012：20-21，26.
[责任编辑：陈学涛]
[收稿日期] 2016-10-24
[作者简介] 崔迎春(1970-)，男，中学高级教师，副校长，南通市化学学科带头人。
[DOI] 10.16165/j.cnki.22-1096/g4.2017.06.014
[中图分类号] G633.8
[文献标志码]A
[文章编号]1002-1477(2017)06-0054-04
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