真实问题解决的教学有何挑战

2018-12-07

真实问题本身就具有复杂性和综合性,解决真实问题的过程还具有实践性。如此,真实问题解决的学习对于学生必然具有很大的挑战。那么,挑战又体现在哪些方面呢?教师作为真实问题解决教学的设计者和实施者,有没有挑战呢?若有,又体现在哪些方面呢?


■对学生的挑战

挑战1

要先系统设计解决真实问题的方案


真实问题都是多因素、多角度的问题,不是用简单方法就能解决的,因此需要学生在开始解决问题之前要先系统设计解决问题的方案,这对学生而言是个巨大的挑战。


以中国农业大学附属中学周绍翰等老师设计的“从海水中提取有用的物质”问题为例,学生分成2个小组完成任务,任务一是如何从海水中提取金属镁,任务二是如何从海水中提取单质溴。每一组都用真正的海水做实验,但是在实验之前,需要设计提取方案。提取金属镁的小组设计方案可以简短表述为三步,第一步:浓缩海水富集镁元素,将海水中氯化镁转变为氢氧化镁沉淀,再将沉淀转化为纯净的氯化镁溶液;第二步:通过蒸发结晶实现由氯化镁溶液到氯化镁晶体的转化,再将氯化镁晶体转化为无水氯化镁;第三步:实现由无水氯化镁到金属镁的转化。在这三步的基础上,学生针对每一步还要查阅文献,确定实验原理、选择实验药品仪器,设计实验装置、实验步骤和实验过程记录表等。这个方案涉及浓缩、沉淀、过滤、结晶、电解等一系列实验方法,足够复杂,对学生的挑战性也可见一斑。


挑战2

需要综合应用跨学科跨学段的知识


真实问题都是复杂综合的问题,而学生学过的知识是有限的,不足以解决真实问题。因此需要学生将各个学科的已有知识都调动起来,同时对于学生未学过的知识,教师还要通过文献资料的方式提供给学生,让学生能够将所需要的不同学科、不同学段的知识整合起来用于分析解决真实问题。这就需要学生具有整合信息、分析解释、应用迁移等能力,对学生也是巨大的挑战。


以北京第二十中学王秀玲等老师设计的“我为绿植调配营养餐”为例,学生需要用高中、大学的有关氮元素及其化合物的化学性质和制备方法来制备氮肥,还要用到生物的相关知识作绿植筛选和控制变量的实验,以确定不同氮肥对绿植的效果。这个案例就整合了不同学段的化学知识和生物知识。


挑战3

在实践中会发现新问题需要创新解决


真实问题的解决过程不仅有分析、设计等思维活动,更离不开动手实践活动。然而学生在实践过程中往往会出现意想不到的新问题,这就需要进一步思考、分析、改进、再实践,而这个过程通常没有可借鉴的经验,需要学生创新探索,直至解决问题获得成功。


以首都师范大学附属中学刘亚俊老师设计的“我为纪念币穿外衣”为例,学生最初似乎很容易设计出实验方案,但是实验时却发现并没有在阴极镀件上出现预期的红色的金属铜,却出现了黑色的物质。那么,黑色的物质是什么呢?影响镀铜的因素又有哪些?如何改进这个实验呢?这个案例可以看出有了实践过程,就会出现新问题,需要学生挑战自我创新解决,提升学生的实践创新能力与素养。


■对教师的挑战

挑战1

对教师教学理念的挑战


真实问题解决的教学内容往往具有独立性,会超出课本知识体系。加之学习活动的开展需要更多的教学时间,所以,教师在常规教学中并不愿意主动加入这样的内容。教师只有在教学理念中重视“培养学生的学科素养和解决问题的实践创新能力”,才有可能在教学计划中有意识地规划这样的教学内容。


挑战2

对教师教学能力的挑战


真实问题解决的教学对化学教师的教学能力有诸多挑战,其中最重要的有两点。


一是选择与学科相连的真实问题,确定适合的挑战性学习任务是相当有难度的。


二是知识教学和真实问题解决教学的思维逻辑是不同的,一个是学习知识的思维过程,一个是应用知识的思维过程。而教师往往习惯于学科知识教学体系,用这个体系的设计方法来进行真实问题解决的教学设计,导致教学时总是从解决问题的过程中跳跃出来,变成了学习化学知识,偏离问题解决的路径,使问题解决的挑战性减弱,失去了问题解决教学的功能和价值。


挑战3

对教师教学评价的挑战


真实问题解决的教学是学生活动的过程,由于它的实践性、创新性兼具对问题解决能力和学科核心素养的提升,因此特别具有评价的价值。但是如何设计学生活动表现评价,能够评价问题解决能力,能够评价学科核心素养,这也是很有挑战性,需要理论、实践研究的问题。


□文/任宝华(北京市海淀区教师进修学校) 



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