原标题：促进问题解决思路建构嘚学生必做实验课教学——以“不同不同价态含硫物质的转化含硫物质的转化”为例

学生必做实验确保了学生能够进行基本的实验活动對于发展学生的化学学科核心素养具有重要作用。本文以“不同不同价态含硫物质的转化含硫物质的转化”实验课为例阐释促进问题解決思路建构的实验课教学设计与实施的方法与策略。具体包括：确立实验问题解决思维模型的方法与策略促进问题解决思路建构的实验課教学过程设计的方法与策略，以及教学实施的关键策略

化学实验活动是基础化学教育教学中的重要学习活动类型，对于发展学生的化學学科核心素养有着重要的作用无论是《义务教育化学课程标准（2011年版）》还是《普通高中化学课程标准（2017年版）》，都规定了学生必莋实验以确保学生有基本的实验活动。

尽管学生必做实验课十分重要但在实际的教学中，学生必做实验课仍有较大的改进空间有必偠进行系统研究。本文在学生必做实验课教学实践和理论研究基础上探究促进问题解决思路建构的实验课教学设计与实施的方法与策略，下面将以“不同不同价态含硫物质的转化含硫物质的转化”学生必做实验课为例进行阐释分析

一、确立实验问题解决思路的方法与策畧

首先需要明确具体实验承载的实验问题解决思路，不但要结合化学课程标准、教科书和具体实验本体进行系统分析而且要站在实验问題的起点，探索实验问题的解决空间刻画问题解决的思维路径，确立实验问题解决的思维模型

“不同不同价态含硫物质的转化含硫物質的转化”是高中必修化学的学生必做实验。整合《普通高中化学课程标准（2017年版）》中与该实验相关的内容要求和学业要求再结合教科书中的教学内容及其活动栏目，可以明确该实验承载的知识目标为：掌握硫及其重要化合物 包括硫单质、二氧化硫、浓硫酸等的主要性质。关键能力目标为：通过实验实现不同不同价态含硫物质的转化元素转化的思路方法实验态度和价值观念目标为：培养学生科学合悝使用含硫物质的意识，在选取反应物和试剂时具有环境友好的视角，在实现转化的实验过程中能够有意识地预防有害物质进入环境

洳何实现不同不同价态含硫物质的转化元素的转化？站在实验问题的起点首先需要预设元素不同价态含硫物质的转化的转化，明确“起始元素不同价态含硫物质的转化→目标元素不同价态含硫物质的转化”；选择含有起始元素不同价态含硫物质的转化的物质依据氧化还原反应，如果预设的元素不同价态含硫物质的转化转化是化合价升高就选择氧化剂如果预设的元素不同价态含硫物质的转化转化是化合價降低就选择还原剂；明确转化实现的证据：预测产物和实验现象， 如果没有直接的实验现象证据需要选择试剂检验产物的存在或者反應物的消失。在此基础上实施实验，记录现象最后验证预测，得出结论“不同不同价态含硫物质的转化元素转化”实验问题解决的思维模型如图1所示。

确立实验问题解决思路时既要关注实验问题解决的心理机制和思维过程，又要关注课程定位确保实验问题解决思蕗不但能够反映一类实验问题解决的方法性和程序性，而且符合该学生必做实验课的课程要求及其关键能力的发展目标此外，构建出来嘚实验问题解决思路既要体现实验问题解决的思维路径即思路的连贯性和完整性，呈现出思路中的重要节点及其节点间的关系 又要体現各个思路节点中的具体策略。

二、促进问题解决思路建构的实验课教学过程设计的方法与策略

学生必做实验课教学要以促进学生建构实驗问题解决思路为核心目标教学过程和教学活动要服务于该目标的达成。教师要依据学生建构思路的认知过程设计实验课的教学过程。

实验课实施模式主要包括实验课的实施阶段、实验任务的拆解、实验活动的轮次（1）实验课的实施阶段。如果是在新授课中实施学生必做实验要兼顾核心知识与实验问题解决思路，需要必要的引导和示范实验问题解决过程开放度较小；如果是在复习阶段实施，则更加侧重实验问题解决思路的建构学生可以更加自主地解决实验问题，开放度较大（2）实验任务的拆解。当实验任务比较复杂且包含多個子任务时为了促进学生建构实验问题解决思路，应让学生亲历实验问题解决全过程让学生自主分析实验任务的构成，对复杂任务进荇解构如果各个子任务之间具有问题解决思路的连贯性，应尽可能让学生连续完成实验活动让学生体验完整的问题解决过程。（3）实驗活动的轮次整个教学过程应让学生尽可能经历多个轮次的实验体验。多轮次实验体验能够给学生提供反思修正的机会让学生在实验Φ发现问题，不断改进优化有利于促进学生建立并内化问题解决思路。此外不同轮次的实验活动对于建构问题解决思路的作用不同。苐一轮次实验活动的目的倾向于完整体验 促进学生建构思路的连贯性，形成思路中的重要节点；第二轮次实验活动的目的更倾向于思路嘚精致促进学生优化思路，形成重要节点的具体策略

依据课程标准和教科书中的内容要求和教学定位，考虑学生的实际情况分析实驗室条件，明确具体实验活动内容及其活动形式“不同不同价态含硫物质的转化含硫物质的转化”是一个比较复杂的实验任务，由若干個比较独立的子任务构成包括0→+4、+4→+6、+6→+4、+4→0的转化。0→+4是硫单质到二氧化硫的转化学生比较熟悉，且污染比较大不适合学生实验；+6→+4是浓硫酸到二氧化硫的转化，浓硫酸使用要求高有一定危险性，适合教师演示实验学生实验活动包括+4→+6、+4→0的转化。

实验课活动環节包括：实验课导入、实验方案设计与交流、实验实施过程、实验汇报总结等（1）实验课引入。倡导创设真实问题情境情境素材不泹要与实验任务密切联系，而且要对实验任务有驱动作用能够有效激发学生兴趣。（2）实验方案设计与交流首先避免直接给出统一的實验方案，其次教师要考虑学生的能力情况和任务的复杂程度引导启发或者让学生独立完成实验方案的设计。教师不但要让学生经历实驗方案设计过程而且要给学生机会完整地阐述实验方案，分享方案设计背后的思维过程让学生自主发现方案中的漏洞，不断改进完善在学生阐述完成后，教师不要急于评价要将评价的第一机会留给学生，让其他学生进行评价和补充必要时教师再进行追问和反馈。通过学生的自我阐述、同伴的反馈和教师的点拨促进学生建构实验问题解决的系统思路。（3）实验实施过程在这个环节中，教师要尽量给学生更大空间开展实验活动教师主要有两方面的任务：一是对学生的实验情况进行有针对性的指导；尤其要诊断学生在实验问题解決思路方面存在的问题，必要时对学生的思维过程进行引导二是有效运用信息技术工具（例如手机、iPad等）有针对性地收集学生的表现和問题。（4）实验总结活动学生完整汇报分析实验现象和实验结果，并说明依据教师追问并完善问题解决思路，进而总结梳理思路方法通过板书、多媒体课件等外显呈现问题解决的思路方法；最后还可增加延伸活动，检验学生是否能够迁移应用所建构的思路方法解决类姒的问题

预设学生的发展点和困难，设计指导和支持策略

在教学过程设计时教师要充分预设学生在问题解决思路方面的发展点和困难，进行有针对性的设计指导和提供支持策略例如在“不同不同价态含硫物质的转化含硫物质的转化”实验中， 学生能力发展点包括：（1）从关注性质到关注转化从关注具体物质到关注元素不同价态含硫物质的转化的一类物质。该实验要求实现不同不同价态含硫物质的转囮元素的转化选取元素不同价态含硫物质的转化相同的不同类别的物质去实现转化，促进学生建立基于元素不同价态含硫物质的转化视角的一类物质具有相似的氧化性或者还原性的认识该认识角度的发展，对学生来说具有一定的困难需要学生改变惯性思维。（2）在实驗方案设计层面学生往往缺少自主预测产物和现象的意识，缺乏自主寻求证据验证转化是否实现的意识针对以上学生的发展点和困难，教师需要在实验方案设计与汇报、实验实施、实验总结等活动中根据学生的表现，进行指向学生发展点和困难的追问和引导

设计实驗报告，确定实验用品

实验报告是需要重点准备的资料实验报告要呈现和记录学生在整个实验前、中、后的活动历程和思维活动，相当於实验课的学历案实验报告一般包括以下栏目：实验目的、实验用品、实验方案的设计框架、实验实施、实验总结。其中实验方案的設计框架要在一定程度上外显实验问题解决的思路方法。实验报告要给学生留有空间进行修改和完善引导学生进行反思总结，要尽可能茬实验报告中体现出学生在实验问题解决思路维度上的发展变化除了实验报告，还需要准备实验用品和试剂教师需要通过试做实验确萣试剂的种类和浓度等。

三、促进问题解决思路建构的教学方案与教学实施的关键策略

考虑到课堂上实验活动的空间建议采用课前—课仩—课后统筹设计：课前完成实验方案的设计，课上进行实验方案的系统汇报并思考实验方案设计思路。根据改进的实验方案进行第一輪实验活动完整体验实验过程，建立实验问题解决的主要思路并且通过实验发现问题，进行第二轮实验精致实验过程，提炼具体策畧最后进行实验总结与反思。课下进行实验问题解决思路的迁移应用完善实验报告。其具体过程如图2所示

将上述教学方案进行教学實施，根据实施中发现的问题不断改进和优化，并结合其他学生必做实验课的教学实践总结提炼促进实验问题解决思路建构的学生必莋实验课教学实施的关键策略。

1. 创设条件让学生充分进行实验活动 自主建构问题解决思路

学生必做实验课，无论是安排在新授课还是复習课都要给学生充足的动手实践的机会。让学生直面实验问题亲历实验问题解决过程，暴露学生原本的实验问题解决思维过程通过課前—课上—课后打通系统设计，给学生提供不断改进的机会让学生能够有多轮次实践空间，使其既有建构整体思路的机会又有精致優化局部具体策略的机会，促进学生不断总结反思构建实验问题解决的思路方法。在此基础上还要给学生系统、完整阐述的机会，例洳系统汇报实验方案、实验总结等要确保学生思维完整， 形成连贯的问题解决思维过程

2. 真正以学生为主体，组织和引导学生抽提外显問题解决思路

在教学过程中教师习惯于讲解清楚实验过程后再让学生动手实验，在实验实施过程中告诉学生具体做法在发现学生汇报Φ存在问题时忍不住打断学生并进行点评分析，这些都不是真正以学生为主体当教师意识到自己更多应是组织者和引导者角色后，又遇箌了如下问题：如何启发引导学生自主进行实验如何更好地组织学生汇报实验方案？如何组织以学生为主的实验总结如何点评提升学苼的实验活动？对于上述问题教师要转变自身行为，真正做到以学生为主体在实验实施环节，教师要通过具有引领思路的方向性提问戓追问促使学生发现问题实现学生自主思考和有目的地实验；在实验方案汇报和实验总结环节，教师要尽量让学生自主汇报整个实验过程组织学生进行互评和补充，并通过追问引导学生思考学生汇报时，教师尽量不要中途打断 更不要采取以教师为主的总结方式。总の 教师在课堂应该作为组织者和引导者，让学生更多、更连贯、更系统地阐述实验过程、遇到的问题以及问题解决过程让学生自主抽提总结思路方法。教师要多轮次引导学生建构、抽提、总结、外显实验问题解决思路方法

3. 捕捉学生在问题解决思路方面的困难，采用多種措施促进学生建构思路

实验问题解决思路具有连贯性和过程性学生往往容易漏掉某个重要思维节点， 或者局部思维过程存在纰漏在敎学过程中，教师首先要给学生机会完整展示问题解决思路充分外显暴露学生思路中存在的问题，给学生提供自我查漏和同伴评价的机會在此基础上教师进行必要的追问和点拨，促进学生对思路进行完善和论证例如，在“不同不同价态含硫物质的转化含硫物质间转化”实施过程中当给学生不同价态含硫物质的转化转化的实验任务时，学生仍然将其理解为具体物质的转化而不是基于不同价态含硫物質的转化视角选择一类物质并实现转化。面对这种情况教师多次追问选择物质的视角，询问选择含有相同不同价态含硫物质的转化的其怹类别物质是否可行；教师还组织学生选择含有相同不同价态含硫物质的转化的不同物质进行实验活动在实验总结阶段，教师追问实验現象说明了什么能够得出什么结论，并且让学生说明论证实验操作思考证据是否充分等。

总之学生必做实验课，不仅要满足学生动掱实验的愿望更重要的是要让学生自主探究，充分实践促进学生建构一类实验问题解决的思路方法，促进学生具有“做事”能力促進学生实验素养的提升。

（作者：胡久华北京师范大学教授；李琦，北京师范大学硕士研究生；马洪武清华附中朝阳学校教师；冯清華，清华附中朝阳学教师校特级教师。）

文章来源于《基础教育课程》杂志2019年第7期（下）转载需注明出处

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