一、何為問題情境

問題情境是指學生在認知活動中遇到困難和障礙時的心理困境，包括3方面的要素：未知事物、思維動機、已有認知水平?；瘜W教學中的問題情境應該有2個層面的意義：一是問題情境是一種能促使學生主動探究、積極思考、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的氛圍，并伴隨著一種積極的情感體驗；二是問題情境是化學理論、化學概念等有關(guān)化學知識賴以產(chǎn)生的現(xiàn)實背景。在課堂教學中，教師的任務(wù)不是把教學內(nèi)容直接告訴學生，而是應該將相關(guān)的知識和概念結(jié)合一定的真實情境設(shè)置為富有價值的問題。學生在一定的思維動機驅(qū)動下，利用已有的認知經(jīng)驗，通過積極思考和探究，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而形成學科概念和模型，發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)。

二、創(chuàng)設(shè)有效問題情境的原則

1．問題情境要符合啟發(fā)性原則，要能引起學生的認知沖突，使他們產(chǎn)生積極思考、主動探究的欲望。

2．問題情境要符合最近發(fā)展區(qū)原則，過易、過難都不能有效激發(fā)學生的思維活動。只有難易適度有助于學生形成“心求通而未得”的認知沖突的問題，才是構(gòu)成問題情境的最佳素材。

3．問題情境要符合遞進性原則，銜接和過渡要符合學生的一般認知規(guī)律。非常零散、缺乏關(guān)聯(lián)性的問題情境，不利于教學內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的體現(xiàn)。只有結(jié)合學生的認知特點設(shè)計出科學、有層次的問題組，才能有效幫助學生形成系統(tǒng)的認知結(jié)構(gòu)，孕育學科大概念。

學習的本原是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。因此，最好的情境創(chuàng)設(shè)應該能引導學生主動發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，這樣既能激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，也能體現(xiàn)學生的主體性。教師結(jié)合學生所提出的問題，及時了解學生的思維動態(tài)，通過與學生的交流，進行思維的相互啟發(fā)、相互碰撞，最終達到和諧共振，實現(xiàn)教學藝術(shù)的最高境界。

三、創(chuàng)設(shè)有效的問題情境是組織單元教學的關(guān)鍵

當前以學科大概念為抓手開展單元教學被認為是學科核心素養(yǎng)落地的重要途徑。教學內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化是組織單元教學的基礎(chǔ)，也是促進學生從化學學科知識向化學學科核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化有3種形式：基于知識關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)化、基于認識思路的結(jié)構(gòu)化、基于核心觀念的結(jié)構(gòu)化。而學生認識思路的結(jié)構(gòu)化，主要依托于教學過程中問題情境的結(jié)構(gòu)化。因此，在大單元教學中，應有計劃、有目的地創(chuàng)設(shè)真實且具有關(guān)聯(lián)性的問題情境，通過層層遞進的問題情境明確課時任務(wù)的關(guān)系，再針對課時任務(wù)進一步提出富有價值的問題，從而讓學生在解決問題的過程中，認識學科事實，逐步形成學科概念，提升學生的化學知識結(jié)構(gòu)化水平。

在結(jié)構(gòu)化的前提下，單元教學可以利用生產(chǎn)生活經(jīng)驗、化學實驗、化學史實等創(chuàng)設(shè)問題情境。例如，在高中人教版必修階段“鐵及其化合物”單元教學中，可以創(chuàng)設(shè)以“尋找補鐵劑”“檢驗補鐵劑”“測定補鐵劑”為結(jié)構(gòu)化的問題情境（見表1、表2、表3）。

讓學生在真實任務(wù)和問題的驅(qū)動下，主動獲取并建構(gòu)鐵及其化合物的系統(tǒng)知識與概念，初步形成利用“價類二維模型”學習金屬元素化合物的一般步驟和方法。

問題即任務(wù)，情境線即學生的認知活動線。第一課時在“尋找補鐵劑”這一問題情境中，通過鐵及其重要化合物“價類二維”的構(gòu)建，初步形成物質(zhì)及其性質(zhì)的結(jié)構(gòu)化認知模型；第二課時在“檢驗補鐵劑”這一真實情境中，發(fā)展提出問題、發(fā)現(xiàn)問題的能力，在問題解決的過程中完善鐵元素“價類二維”模型中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系；第三課時在尋求相關(guān)證據(jù)、運用所學知識參與真實問題的討論過程中，發(fā)展證據(jù)推理能力，提升科學探究素養(yǎng)。

根據(jù)引起學生思維動機的強度及思維的開放程度，可將問題情境由低到高分為3類：鞏固舊知識的問題誘導情境、綜合運用知識的問題解決情境、獲取新知識的問題發(fā)現(xiàn)情境。麥卡錫將問題按思考的視角概括為“四何”：是何（是什么）、為何（為什么）、如何（該怎樣）、若何（會怎樣），這一分類在課堂教學中也具有廣泛的適用性。該單元教學的最后，在“鐵粉和水蒸氣反應固體產(chǎn)物的探究”中，結(jié)合以上分類繼續(xù)創(chuàng)設(shè)了如下的問題線：

1．黑色固體產(chǎn)物可能是什么？

2．固體產(chǎn)物為什么不可能是Fe（OH）2或Fe（OH）3？

3．如何證明固體產(chǎn)物是Fe0還是Fe304？

4．相同條件下的鋁粉和水蒸氣能否反應？

問題1的“是何”和問題2的“為何”均為鞏固1日知識的問題誘導情境，引導學生通過對比鐵常見氧化物和氫氧化物的色態(tài)、熱穩(wěn)定性，做出合理的猜想和判斷；問題3的“如何”為綜合運用知識的問題解決情境，引導學生歸納鐵常見氧化物與酸的反應及Fe2+、Fe3+的鑒別方法，進行實驗方案的設(shè)計；問題4的“若何”為獲取新知識的問題發(fā)現(xiàn)情境，引導學生結(jié)合反應模型進行證據(jù)推理，建構(gòu)金屬與水反應的一般模型，逐步形成學科大概念?！拌F粉和水蒸氣反應固體產(chǎn)物的探究”這一問題情境的創(chuàng)設(shè)，也是對單元教學素養(yǎng)目標達成情況的追蹤診斷。

學科大概念的形成，需要在單元性的問題情境中以關(guān)聯(lián)性的學科事實為認知基礎(chǔ)。問題情境的創(chuàng)設(shè)，不但可以明確單元教學中課時任務(wù)之間的關(guān)系，有效地引導學生建構(gòu)結(jié)構(gòu)化的知識體系，也是實現(xiàn)“教學評一體化”的主要途徑。因此，將教學目標創(chuàng)設(shè)為富有價值的、結(jié)構(gòu)化的問題組，是組織單元教學的關(guān)鍵。通過有效問題情境的創(chuàng)設(shè)，促使學生在由低階到高階的思維活動中主動獲取、理解、應用相關(guān)知識和模型，提高結(jié)構(gòu)化的認知水平，努力實現(xiàn)讓素養(yǎng)落地、鐵樹開花的教育目的。