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【摘 要】文章以广州化学名师送教清远《物质的量浓度》教学为例，概述了“有效问题”的含义，“有效问题”有哪些理论依据，构建“有效问题”有哪些策略，以及在课堂教学中如何用“有效问题”促进学生的“认知发展”。
【关键词】高中化学；有效问题；认知发展
一、问题的提出
2017年10月19日在清远市连州中学举行的“广清帮扶”——广州名师送教活动，内容为人教版必修1第一章第二节《化学计量在实验中的应用（物质的量浓度）》，由广州化学名师——广东广雅中学钟国华老师和连州中学欧阳芳老师进行同课异构。钟国华老师整节课都以“有效问题”驱动学生自主学习，注重培养学生的能力，出色地完成了《化学计量在实验中的应用（物质的量浓度）》的教学任务。本文以钟国华老师的“有效问题”驱动为例，浅谈如何促进学生的“认知发展”。
二、有效问题的概述
（一）有效问题的含义
现代汉语词典中，“有效”解释为实现预期目的，即从结果的维度考量目标是否实现，实现即有效，否则为无效。美国德克萨斯大学教育学院教授、《有效教学方法》作者加里·鲍里奇认为有效问题是那些学生能够积极组织回答并因此而积极参与学习过程的问题。简单地说就是指能唤起学生高级思维活动的问题，它能引导学生积极思考，互相探讨，从而能让学生积极参与学习，并发掘学生的潜能。
（二）有效问题的依据
1. 最近发展区理论。它是由苏联教育家维果茨基提出的。他认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，指独立活动时所能达到的水平；另一种是学生可能的发展水平，也就是通过教学所获得的潜力。两者之间的差异就是最近发展区。教学应着眼于学生的最近发展区，充分调动学生的积极性，发挥其潜能，促进学生的认知发展。
2. 建构主义理论。以皮亚杰为代表的建构主义认为：儿童与环境的相互作用涉及两个基本过程：“同化”与“顺应”。同化是认知结构数量的扩充，而顺应则是认知结构性质的改变。建构主义强调学习者的主动性，认为学习是学习者基于原有的知识经验生成意义、建构理解的过程。
（三）构建有效问题的策略
1. 情景创设策略
问题驱动教学的核心是“问题构建”。德国教育家第斯多惠说：“教学的艺术不在于传授的本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。”教师要根据“课程标准”“教学目标”“教学内容”“认知水平”，创设学生所熟悉的情境，激发学生的思维、想象、情感、潜能等等。
2. 模型教学策略
模型教学策略以学习者的认知发展水平为基础，知识体系的内部构架为依据，学习者的表观认知为原型，强调知识体系的双向建构过程。其核心思想在于表现原型到理论模型的形成过程，即建模。
3. 合作学习策略
2011年课程标准指出，通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。合作学习的最终目的是使每个学生都能更主动地得到发展，得到更广泛的发展（包括知识、方法、能力及情感、态度等）。这也正是新课程理念下“一切为了学生，为了一切学生，为了学生的一切”的具体体现。所以，教师在教学中设计“有效问题”促进学生合作学习，从而促进学生认知发展。
三、有效问题驱动认知发展
引入：1. 表示溶液的浓度有哪些？“浓硫酸的密度为1.84克/毫升”能表示浓度吗？请分析溶液的浓度中溶质与溶液的关系是怎样的？
钟教师：（引导学生分析）
问题1：做实验取溶液时是称质量方便还是量体积方便？
问题2：当使用质量体积比浓度时，反应物的体积确定后，能否快速知道反应物用量关系？
分析：钟老师从学生已有的知识背景（质量分数、体积比等浓度）出发，说明现有的浓度表示方法的局限性，引起认知冲突，充分说明导入本节课的主题——“物质的量濃度”的必要性，交代了知识的来龙去脉，体现了学生认知的发展过程。而在概念的生成过程中，钟老师采取的是“请你建立一种浓度表示方法，要求取出一定体积的溶液后能简捷地知道溶液中所含的溶质的物质的量”的任务驱动式教学方法，学生在完成任务的过程中完成了概念的构建和理解。
问题3：氯化镁溶液与氢氧化钠溶液反应的实质就是镁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化镁，请分析上图离子反应，当溶液体积一定时用什么计算比较方便？
分析：由于化学反应中“化学计量数”与反应物的“物质的量”成正比，当溶液体积一定时，溶液浓度用物质的量浓度（mol/L）来表示比用质量分数更方便、更实用。钟教师的引入既能复习旧知识，又能让学生认识溶液浓度的本质就是溶质与溶液的关系，问题1和问题2回答了学习“物质的量浓度”的必要性，问题3进一步解释了学习“物质的量浓度”的意义，像这样的问题就是“有效问题”，能引发学生的深层思考。
问题4：实验室中如何配制100mL 1.00mol/L的NaCl溶液？结合定义需要确定哪些环节？
问题5：实验室需要0.100mol/L的NaCl溶液，如何利用上述实验配得的100mL 1.00mol/LNaCl溶液实现。请结合以下你选择的容量瓶列出你的配制方案（要解决哪几个问题？）。
分析：钟老师创设新的情景问题4（如何配制溶液），以任务驱动的形式，学以致用，通过解决问题，既达到巩固知识的目的，同时又培养了学生解决问题的能力。问题5又不单单是稀释计算这么简单，还设计实验方案。钟老师在引导学生分析两个问题时，要求学生根据物质的量浓度公式，稀释时抓住稀释前后溶质不变，抓住问题的关键，建立等式计算（如图）：
在课堂小结时，钟老师引导学生再一次比较几种浓度，抽象出“浓度”概念中“比值、相对性”等融入数学和哲学意味的化学核心观念，使上位概念、下位概念和同位概念脉络更加清晰。钟老师整节课在问题驱动的同时，还特别注意知识的逻辑联系，让学生自己构建概念，重视学生思维能力的培养。
四、有效问题的预设和变化
根据模型认知规律，学生对溶液的浓度有一定的认识，教师设计一个“有效问题”的问题串，能驱动学生进行知识重构和迁移，从而促进学生的认知发展。
课堂是动态的，随时会发生一些新情景，教师要根据新变化及时创设新的“有效问题”来驱动学生认知发展。
【关键词】高中化学；有效问题；认知发展
一、问题的提出
2017年10月19日在清远市连州中学举行的“广清帮扶”——广州名师送教活动，内容为人教版必修1第一章第二节《化学计量在实验中的应用（物质的量浓度）》，由广州化学名师——广东广雅中学钟国华老师和连州中学欧阳芳老师进行同课异构。钟国华老师整节课都以“有效问题”驱动学生自主学习，注重培养学生的能力，出色地完成了《化学计量在实验中的应用（物质的量浓度）》的教学任务。本文以钟国华老师的“有效问题”驱动为例，浅谈如何促进学生的“认知发展”。
二、有效问题的概述
（一）有效问题的含义
现代汉语词典中，“有效”解释为实现预期目的，即从结果的维度考量目标是否实现，实现即有效，否则为无效。美国德克萨斯大学教育学院教授、《有效教学方法》作者加里·鲍里奇认为有效问题是那些学生能够积极组织回答并因此而积极参与学习过程的问题。简单地说就是指能唤起学生高级思维活动的问题，它能引导学生积极思考，互相探讨，从而能让学生积极参与学习，并发掘学生的潜能。
（二）有效问题的依据
1. 最近发展区理论。它是由苏联教育家维果茨基提出的。他认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，指独立活动时所能达到的水平；另一种是学生可能的发展水平，也就是通过教学所获得的潜力。两者之间的差异就是最近发展区。教学应着眼于学生的最近发展区，充分调动学生的积极性，发挥其潜能，促进学生的认知发展。
2. 建构主义理论。以皮亚杰为代表的建构主义认为：儿童与环境的相互作用涉及两个基本过程：“同化”与“顺应”。同化是认知结构数量的扩充，而顺应则是认知结构性质的改变。建构主义强调学习者的主动性，认为学习是学习者基于原有的知识经验生成意义、建构理解的过程。
（三）构建有效问题的策略
1. 情景创设策略
问题驱动教学的核心是“问题构建”。德国教育家第斯多惠说：“教学的艺术不在于传授的本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。”教师要根据“课程标准”“教学目标”“教学内容”“认知水平”，创设学生所熟悉的情境，激发学生的思维、想象、情感、潜能等等。
2. 模型教学策略
模型教学策略以学习者的认知发展水平为基础，知识体系的内部构架为依据，学习者的表观认知为原型，强调知识体系的双向建构过程。其核心思想在于表现原型到理论模型的形成过程，即建模。
3. 合作学习策略
2011年课程标准指出，通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。合作学习的最终目的是使每个学生都能更主动地得到发展，得到更广泛的发展（包括知识、方法、能力及情感、态度等）。这也正是新课程理念下“一切为了学生，为了一切学生，为了学生的一切”的具体体现。所以，教师在教学中设计“有效问题”促进学生合作学习，从而促进学生认知发展。
三、有效问题驱动认知发展
引入：1. 表示溶液的浓度有哪些？“浓硫酸的密度为1.84克/毫升”能表示浓度吗？请分析溶液的浓度中溶质与溶液的关系是怎样的？
钟教师：（引导学生分析）
问题1：做实验取溶液时是称质量方便还是量体积方便？
问题2：当使用质量体积比浓度时，反应物的体积确定后，能否快速知道反应物用量关系？
分析：钟老师从学生已有的知识背景（质量分数、体积比等浓度）出发，说明现有的浓度表示方法的局限性，引起认知冲突，充分说明导入本节课的主题——“物质的量濃度”的必要性，交代了知识的来龙去脉，体现了学生认知的发展过程。而在概念的生成过程中，钟老师采取的是“请你建立一种浓度表示方法，要求取出一定体积的溶液后能简捷地知道溶液中所含的溶质的物质的量”的任务驱动式教学方法，学生在完成任务的过程中完成了概念的构建和理解。
问题3：氯化镁溶液与氢氧化钠溶液反应的实质就是镁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化镁，请分析上图离子反应，当溶液体积一定时用什么计算比较方便？
分析：由于化学反应中“化学计量数”与反应物的“物质的量”成正比，当溶液体积一定时，溶液浓度用物质的量浓度（mol/L）来表示比用质量分数更方便、更实用。钟教师的引入既能复习旧知识，又能让学生认识溶液浓度的本质就是溶质与溶液的关系，问题1和问题2回答了学习“物质的量浓度”的必要性，问题3进一步解释了学习“物质的量浓度”的意义，像这样的问题就是“有效问题”，能引发学生的深层思考。
问题4：实验室中如何配制100mL 1.00mol/L的NaCl溶液？结合定义需要确定哪些环节？
问题5：实验室需要0.100mol/L的NaCl溶液，如何利用上述实验配得的100mL 1.00mol/LNaCl溶液实现。请结合以下你选择的容量瓶列出你的配制方案（要解决哪几个问题？）。
分析：钟老师创设新的情景问题4（如何配制溶液），以任务驱动的形式，学以致用，通过解决问题，既达到巩固知识的目的，同时又培养了学生解决问题的能力。问题5又不单单是稀释计算这么简单，还设计实验方案。钟老师在引导学生分析两个问题时，要求学生根据物质的量浓度公式，稀释时抓住稀释前后溶质不变，抓住问题的关键，建立等式计算（如图）：
在课堂小结时，钟老师引导学生再一次比较几种浓度，抽象出“浓度”概念中“比值、相对性”等融入数学和哲学意味的化学核心观念，使上位概念、下位概念和同位概念脉络更加清晰。钟老师整节课在问题驱动的同时，还特别注意知识的逻辑联系，让学生自己构建概念，重视学生思维能力的培养。
四、有效问题的预设和变化
根据模型认知规律，学生对溶液的浓度有一定的认识，教师设计一个“有效问题”的问题串，能驱动学生进行知识重构和迁移，从而促进学生的认知发展。
课堂是动态的，随时会发生一些新情景，教师要根据新变化及时创设新的“有效问题”来驱动学生认知发展。