基于化學(xué)學(xué)科本質(zhì)的有效教學(xué)實踐

錢海如　閔蓉蓉

摘要：文章主要以物質(zhì)性質(zhì)、物質(zhì)構(gòu)成、物質(zhì)的化學(xué)變化三個主題的教學(xué)案例為例，闡述初中化學(xué)有效教學(xué)要基于學(xué)科本質(zhì)，發(fā)揮核心知識的統(tǒng)攝和衍生功能，關(guān)注認識方式的導(dǎo)向和引領(lǐng)價值，突出化學(xué)觀念的穩(wěn)定和層次作用，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；學(xué)科本質(zhì)；核心知識；化學(xué)觀念；有效教學(xué)

文章編號：1008-0546（2014）06-0015-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.06.005

在新一輪課程改革背景下，實現(xiàn)初中化學(xué)教學(xué)的優(yōu)質(zhì)高效是師生共同的目標，以前那種忽視科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)、偏離化學(xué)學(xué)科本原、強化紙筆訓(xùn)練的課堂教學(xué)已遠遠不能適應(yīng)新的教育形勢。本文從物質(zhì)性質(zhì)、物質(zhì)構(gòu)成、物質(zhì)的化學(xué)變化三個主題的教學(xué)案例出發(fā)，談?wù)劵诨瘜W(xué)學(xué)科本質(zhì)的有效教學(xué)的方法。

一、發(fā)揮核心知識在物質(zhì)性質(zhì)教學(xué)中的統(tǒng)攝和衍生功能

核心知識是每個教學(xué)活動單元中必須要讓學(xué)生掌握、理解、探明的主要知識技能，是一個學(xué)期教學(xué)、一個單元教學(xué)、一節(jié)課教學(xué)的主體內(nèi)容與知識主干，是整個教學(xué)活動鏈條中的關(guān)鍵鏈環(huán)，是聯(lián)系全部教學(xué)活動的軸心骨，是教學(xué)活動之魂的棲息地。核心知識教學(xué)是整個教學(xué)活動的連心鎖，是賦予教學(xué)活動以整體性的關(guān)鍵。初中學(xué)生認識物質(zhì)的水平必須是循序漸進的，即由對核心的代表物的認識走向一類物質(zhì)的認識，由零散知識的認識逐步走向建構(gòu)系統(tǒng)化的知識。

1. 核心知識是統(tǒng)領(lǐng)者與鏈接者

初中化學(xué)課程中物質(zhì)性質(zhì)教學(xué)的核心知識主要是由“核心代表物”承載的，這些“核心代表物”有三類，即身邊的代表性物質(zhì)、學(xué)科發(fā)展的代表性物質(zhì)、各物質(zhì)類別的代表性物質(zhì)，因此，在教學(xué)中我們要整體規(guī)劃，充分挖掘這些物質(zhì)所承載的認識物質(zhì)的科學(xué)思想和方法，實現(xiàn)以多角度認識物質(zhì)為根本目標，以認識物質(zhì)的性質(zhì)為主要認識目標，并將對物質(zhì)的理論認識轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸嵡榫持械恼J識。例如，“氧氣”和“二氧化碳”是初中化學(xué)中的核心代表物，以這兩種物質(zhì)作為載體，要充分挖掘其承載的學(xué)科價值，研究恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在“氧氣的性質(zhì)”教學(xué)中，教師要善于幫助學(xué)生構(gòu)建從化學(xué)學(xué)科的視角認識物質(zhì)的框架，即學(xué)科方法。從教材的編排體系可以看出，氧氣是第一次接觸到的純凈物，而且學(xué)生剛剛熟悉了化學(xué)變化的概念，初步理解了化學(xué)是研究物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與變化、用途與制法，在這樣一個前提下，面對氧氣的性質(zhì)教學(xué)，就有必要適當(dāng)系統(tǒng)地呈現(xiàn)給學(xué)生學(xué)習(xí)或研究物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)科方法，即從哪些方面研究、怎樣通過實驗來研究、怎樣觀察實驗現(xiàn)象、怎樣驗證實驗結(jié)果、怎樣分析研究結(jié)論等，這些問題是“氧氣的性質(zhì)教學(xué)”必須承載的，這樣會給學(xué)生今后研究和學(xué)習(xí)新物質(zhì)提供基礎(chǔ)，做好鋪墊。因此，“氧氣的性質(zhì)教學(xué)”要更加側(cè)重于學(xué)科的邏輯性、實驗的規(guī)范性，更加注重科學(xué)嚴謹?shù)耐评硭季S的培養(yǎng)以及對實驗結(jié)果的比較思維的培養(yǎng)?？梢哉f，“氧氣的性質(zhì)”教學(xué)對學(xué)生而言具有“以一應(yīng)百”的優(yōu)勢與潛能，在學(xué)科知識上具有統(tǒng)攝功能。

2. 核心知識有再生力與生發(fā)力

“二氧化碳的性質(zhì)” 是安排在“氧氣的性質(zhì)”之后的，教學(xué)中，教師要盡力引導(dǎo)學(xué)生運用已經(jīng)初步構(gòu)建的認識物質(zhì)的框架。具體來說，教學(xué)中設(shè)計的問題應(yīng)側(cè)重于怎樣分析實驗結(jié)果、怎樣自主設(shè)計實驗驗證猜想、怎樣歸納研究結(jié)論等。設(shè)計教學(xué)過程可以通過解釋性或說明性的問題作為任務(wù)驅(qū)動，激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲，在學(xué)生逐步解決相關(guān)問題之后，恰好是學(xué)生整體形成了二氧化碳的性質(zhì)的過程。在這個過程中，學(xué)生會自覺運用“學(xué)科方法”，教師的教學(xué)明線是“問題導(dǎo)航”，學(xué)生的學(xué)習(xí)暗線是“認識二氧化碳”，教師的導(dǎo)學(xué)重點在回歸“學(xué)科方法”，學(xué)生的領(lǐng)悟難點在理解“學(xué)科方法”。 這樣，學(xué)生在今后學(xué)習(xí)其它物質(zhì)的性質(zhì)時就能自覺運用“學(xué)科方法”，可以說，核心知識具有衍生功能，一切外圍知識都是學(xué)習(xí)者逼近核心知識，最終將之消化、理解的墊腳石與助跑器。

二、關(guān)注認識方式在物質(zhì)構(gòu)成的教學(xué)中的導(dǎo)向和引領(lǐng)價值

認識方式是個體在知、覺、思維、記憶和理解問題等認知活動中加工和組織信息時所顯示出來的獨特而穩(wěn)定的風(fēng)格，科學(xué)的認識方式是人們在認識和改造世界中遵循或運用的、符合科學(xué)一般原則的各種途徑和手段?！读x務(wù)教育化學(xué)課程標準（2011版）》對《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》的內(nèi)容標準有這樣的闡述：從宏觀到微觀、從定性到定量，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢。對物質(zhì)組成的微觀研究和定量研究使化學(xué)逐步成為能在實驗和理論兩個方面同時發(fā)展的一門自然科學(xué)。本主題的教學(xué)價值在于培養(yǎng)學(xué)生由表及里、由現(xiàn)象到本質(zhì)、由宏觀到微觀的科學(xué)認識方式，鍛煉學(xué)生的推理邏輯思維和理論思維。教學(xué)中，幫助學(xué)生建立微粒的觀念是難點，對教師的要求也最高，如果處理不當(dāng)，學(xué)生在此就出現(xiàn)分化。這就需要我們妥善運用觀察、想象、類比、模型、探究和實踐活動等方法，幫助學(xué)生逐步理解化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，使學(xué)生逐步實現(xiàn)由單一的定性、定量、宏觀、微觀的認識逐步走向定性與定量相結(jié)合、宏觀與微觀相結(jié)合的認識。

1. 實驗探究是形成科學(xué)認識方式的基礎(chǔ)

實驗探究，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》主題中的三個核心概念的教學(xué)適宜按“分子→原子→元素”順序展開，在“分子、原子”中不僅要充分利用師生能做的實驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這些實驗有氨分子的運動、比較空氣和水在被壓縮時的體積變化情況、觀察并解釋濃氨水和濃鹽酸相互接近時的“空中生煙”現(xiàn)象、酒精和水的混合、品紅的擴散等，這些簡單可行的實驗是引導(dǎo)學(xué)生走進微觀世界的好幫手。而且還要利用科學(xué)家們做過的實驗視頻，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，這些實驗有STM（掃描隧道顯微鏡）與“原子操縱”技術(shù)，盧瑟福的粒子散射實驗等，這些實驗雖然學(xué)校不能做，而視頻資料就能展示科學(xué)的進步，化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)家們的追求，微觀世界的真實，這些無疑會幫助學(xué)生打開微觀世界的大門，更會激發(fā)學(xué)生進一步研究微觀世界的興趣和欲望。因此，以實驗探究引導(dǎo)學(xué)生去認識宏觀到微觀的一些具體現(xiàn)象和實例，引導(dǎo)學(xué)生承認微觀粒子的存在，進而慢慢步入了微觀世界，這是幫助學(xué)生形成科學(xué)認識方式的基礎(chǔ)。endprint

2. 理論建立是形成科學(xué)認識方式的關(guān)鍵

理論建立，能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新能力。本主題教學(xué)中對學(xué)生理論思維的鍛煉是難點，這需要在進行《原子》和《元素》教學(xué)時更加注意。對于《原子》的教學(xué)，適宜以時間為序展開：古代東方哲學(xué)的陰陽五行論→德謨克利特的古典原子論→牛頓的粒子學(xué)說→道爾頓的原子理論→阿伏加德羅分子理論→湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子（原子的棗糕模型）→盧瑟福行星模型→發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子（原子核模型），有利于引導(dǎo)學(xué)生在具體的科學(xué)史實中了解科學(xué)家的嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，不斷領(lǐng)悟科學(xué)家們的“提出問題、實驗分析、建立模型、解釋現(xiàn)象”邏輯思維，在潛移默化中培養(yǎng)并提高學(xué)生的想象能力、創(chuàng)新能力，鍛煉理論思維。

本主題的學(xué)習(xí)是讓學(xué)生對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)有所了解，在此基礎(chǔ)上學(xué)生才能理解物質(zhì)及其變化的本質(zhì)，才能理解物質(zhì)的多樣性和統(tǒng)一性，才能理解物質(zhì)變化的客觀性和復(fù)雜性，才能形成化學(xué)的基本觀念并發(fā)展探究物質(zhì)及其變化的興趣。通過實驗和理論兩個方面的相互作用，實現(xiàn)“宏觀世界”與“微觀世界”的相互“穿越”。在未來的學(xué)習(xí)過程中，要充分利用本主題所學(xué)知識，體現(xiàn)這些知識的價值，如對質(zhì)量守恒定律的微觀解釋、金屬與酸或鹽溶液的置換反應(yīng)的實質(zhì)分析、復(fù)分解反應(yīng)的條件、離子共存等問題的本質(zhì)分析等?？梢哉f，本主題的學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)，是幫助學(xué)生形成科學(xué)認識方式的關(guān)鍵，后續(xù)的應(yīng)用更是實踐與鞏固。我們的教學(xué)中就是要讓學(xué)生意識到：科學(xué)的發(fā)展就是一個不斷追求事物本質(zhì)的過程，就是一個不斷建立科學(xué)理論的過程，就是一個不斷完善事物解釋的過程，就是一個不斷否定階段結(jié)論的過程。

三、突出化學(xué)觀念在物質(zhì)的化學(xué)變化教學(xué)中的穩(wěn)定和層次作用

觀念的形成不是一蹴而就的，它需要經(jīng)過基礎(chǔ)知識→核心概念→基本觀念→應(yīng)用于解決實際問題→基本觀念→……幾個反復(fù)過程方能形成一種較為完善的基本觀念，基本觀念一旦形成后就具有極強的穩(wěn)定性?；瘜W(xué)觀念引領(lǐng)教學(xué)，不是向?qū)W生頭腦中灌輸既定的事實和程序，而是創(chuàng)造一定的環(huán)境讓學(xué)生積極建構(gòu)自己的經(jīng)驗，重視問題的驅(qū)動。觀念的層次性是受學(xué)習(xí)者的認知水平的高低和知識經(jīng)驗的多少影響的。一般說來， 學(xué)習(xí)者的認知水平越高，知識和經(jīng)驗越豐富，越容易形成內(nèi)容更完善、層次級別更高的觀念。

1. 化學(xué)觀念有助于增進學(xué)生對化學(xué)知識的學(xué)習(xí)和理解

《義務(wù)教育化學(xué)課程標準（2011版）》指出：“化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，其特征是研究物質(zhì)和創(chuàng)造物質(zhì)?；瘜W(xué)變化是化學(xué)研究的主要內(nèi)容，它對認識和確定物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)有著不可替代的作用?！被瘜W(xué)學(xué)科有一套自己的“化學(xué)語言系統(tǒng)”——化學(xué)方程式、離子符號、微粒結(jié)構(gòu)示意圖等，這樣的符號系統(tǒng)就是把化學(xué)變化從具體到抽象，有利于學(xué)生從微粒的角度、從本質(zhì)的角度認識化學(xué)變化，從而建立系統(tǒng)的、定量地認識化學(xué)變化的方法。

例如，在物質(zhì)的化學(xué)變化主題中關(guān)于“化學(xué)方程式的書寫”是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，《義務(wù)教育化學(xué)課程標準（2011版）》是從三條線索逐步引入的：第一條是通過實驗和生產(chǎn)生活中的事例認識典型的化學(xué)反應(yīng)，掌握化學(xué)變化的判斷方法，知道化學(xué)反應(yīng)一定是生成了新物質(zhì)，并初步熟悉新物質(zhì)的檢驗方法，幫助學(xué)生建立起正確表述化學(xué)變化的幾個環(huán)節(jié)，即描述反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件以及反應(yīng)過程中伴隨的現(xiàn)象，為書寫化學(xué)方程式奠定了變化本質(zhì)基礎(chǔ)；第二條是認識物質(zhì)的構(gòu)成和組成，學(xué)會元素符號和化學(xué)式的意義和寫法，化合價的應(yīng)用，使學(xué)生學(xué)會書寫符號并了解規(guī)則，理解符號意義，為書寫化學(xué)方程式奠定了符號系統(tǒng)基礎(chǔ)；第三條是理解質(zhì)量守恒定律，利用相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量進行物質(zhì)組成的簡單計算，從而幫助學(xué)生建立質(zhì)量觀、元素觀、守恒觀，為書寫化學(xué)方程式奠定了質(zhì)量守恒基礎(chǔ)。充分認識這三條線索，就可以在教學(xué)中要達到以下目標：使學(xué)生了解研究化學(xué)變化的科學(xué)方法，逐步發(fā)展對“物質(zhì)的化學(xué)變化”的本質(zhì)認識和規(guī)律認識，逐步形成“物質(zhì)可以變化的”觀點。因此，沒有變化本質(zhì)的基礎(chǔ)，就不能客觀地反映化學(xué)變化；沒有符號系統(tǒng)基礎(chǔ)，就不能對客觀的化學(xué)變化進行抽象地轉(zhuǎn)化、描述；沒有質(zhì)量守恒基礎(chǔ)，就不能對客觀的化學(xué)變化進行定量的研究。

2. 化學(xué)觀念有助于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力

觀念的作用在于指導(dǎo)實踐。中學(xué)化學(xué)基本觀念的形成為學(xué)生提供觀察周圍事物的一種心理范式和思維習(xí)慣，能使學(xué)生自覺地利用化學(xué)的視角審視所見所學(xué)。中學(xué)化學(xué)教育一個非常重要的任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，化學(xué)基本觀念形成后，它反過來能指導(dǎo)學(xué)生用化學(xué)的觀念觀察和分析有關(guān)的化學(xué)問題。

例如，在物質(zhì)的化學(xué)變化主題中關(guān)于“化學(xué)計算”是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的難點之一，化學(xué)計算的教學(xué)承載著化學(xué)課程的兩個方面功能，一是認識和確定物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)，二是從定量的角度認識化學(xué)變化，揭示物質(zhì)的性質(zhì)及其變化規(guī)律。通過化學(xué)計算的教學(xué)，可以幫助學(xué)生理解化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)，提高學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。初中學(xué)生學(xué)習(xí)依據(jù)化學(xué)方程式的計算需要一個循序漸進的過程，即由簡單的化學(xué)方程式的計算逐步走向運用元素守恒的計算，由掌握化學(xué)計算的規(guī)則、方法、技巧逐步走向獲得解決問題的方式方法的認知策略，其難度與要求應(yīng)該低于高中階段，決不能用過高的要求嚇跑學(xué)生。教學(xué)中，我們要幫助學(xué)生夯實化學(xué)方程式的意義，精準理解質(zhì)量守恒定律，突出物質(zhì)轉(zhuǎn)化以及元素守恒的關(guān)系式的意義，學(xué)會尋找質(zhì)量比例關(guān)系，真正從定量的角度認識化學(xué)變化，解決化學(xué)實際問題。

《義務(wù)教育化學(xué)課程標準（2011版）》指出：“義務(wù)教育階段的化學(xué)教育，要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生認識物質(zhì)世界的變化規(guī)律，形成化學(xué)的基本觀念；引導(dǎo)學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力；引導(dǎo)學(xué)生認識化學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的相互關(guān)系，理解科學(xué)的本質(zhì)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?！苯處熆梢詫φ铡读x務(wù)教育化學(xué)課程標準（2011版）》，從教材的整體體系上研究教學(xué)法，研究時應(yīng)側(cè)重于如何解析教材思路、怎樣優(yōu)化教學(xué)思路以及怎樣恰當(dāng)?shù)貙滩淖鬟m度演繹，將教學(xué)設(shè)計中的靜態(tài)構(gòu)成要素（教學(xué)內(nèi)容的確定、教學(xué)情景的設(shè)置）和動態(tài)構(gòu)成要素（教學(xué)活動的組織、學(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)）有機結(jié)合起來，回歸化學(xué)教育的本原，從化學(xué)的視角理解化學(xué)課程，實施有效教學(xué)，課堂教學(xué)既要深入到“情景性問題”和實踐活動所涉及到的實質(zhì)性主題之上，又要使學(xué)生浸潤于“化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)”當(dāng)中，讓課堂充滿濃厚的“化學(xué)味”，讓初中化學(xué)課程成為“科學(xué)教育的重要組成部分”，逐步使學(xué)生從化學(xué)的角度初步認識物質(zhì)世界，提高學(xué)生運用化學(xué)知識和科學(xué)方法分析、解決簡單問題的能力，為學(xué)生的發(fā)展奠定必要的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部制定. 義務(wù)教育化學(xué)課程標準（2011版）[S]. 北京：北京師范大學(xué)出版社，2012

[2] 鐘立. 科學(xué)素養(yǎng)中化學(xué)素養(yǎng)的探析與培養(yǎng)[J]. 化學(xué)教育，2013，（11）：3-5

[3] 龍寶新. 走向核心知識教學(xué)：高效課堂教學(xué)的時代意蘊[J]. 全球教育展望，2012，（3）：19-24，62

[4] 王后雄. 中學(xué)化學(xué)新課程課堂教學(xué)設(shè)計 [J]. 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2008，（10）：12-15

[5] 杜明成. 中學(xué)化學(xué)基本觀念的內(nèi)涵及其學(xué)習(xí)價值[J]. 山東教育，2006，（8）：26-28

[6] 錢海如. 初中化學(xué)課程中化學(xué)計算的教學(xué)策略[J]. 化學(xué)教學(xué)，2013，（11）：9-12，81endprint