提升學(xué)科理解能力 回歸化學(xué)課堂本真——以高一必修教學(xué)實(shí)踐為例

周昌林

（江蘇省興化市第一中學(xué) 江蘇 興化 225700）

化學(xué)學(xué)科理解能力是一種基于化學(xué)學(xué)科視野，富有化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，審視化學(xué)現(xiàn)象、分析化學(xué)問題的思維能力。這種理解能力體現(xiàn)在：理解基本的化學(xué)概念和原理，認(rèn)識(shí)化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)；理解化學(xué)變化的基本規(guī)律，形成有關(guān)化學(xué)科學(xué)的基本觀念；理解科學(xué)探究的意義，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，提高科學(xué)探究能力；理解和體會(huì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)產(chǎn)生過程，自主構(gòu)建知識(shí)體系，增強(qiáng)進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。高一化學(xué)必修教學(xué)實(shí)踐告訴我們， 高一年級(jí)化學(xué)要遵循教學(xué)規(guī)律，回歸化學(xué)學(xué)科本真，提升高中生化學(xué)學(xué)科理解能力。

一、高中生化學(xué)學(xué)科理解能力的提升，關(guān)鍵靠教師

鄭長(zhǎng)龍教授在2014年江蘇省化學(xué)專業(yè)委員會(huì)年會(huì)主題報(bào)告中提出，高質(zhì)量教學(xué)表征的首要因素是教師要對(duì)教學(xué)內(nèi)容和課程有深入的理解。鄭教授明確指出，深刻的學(xué)科理解是高水平教師的重要特征，是高質(zhì)量教學(xué)的重要保證。高水平的化學(xué)教師教給學(xué)生的應(yīng)該是真實(shí)的、有用的、鮮活的化學(xué)。

我國《中學(xué)教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》基本理念是中學(xué)教師要以能力為重，中學(xué)教師要把學(xué)科知識(shí)、教育理論與教育實(shí)踐相結(jié)合，不斷提高教師專業(yè)能力。英國學(xué)校培訓(xùn)和發(fā)展司（TDA，2007）頒布的《英國教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》突出了專業(yè)品質(zhì)、教師專業(yè)知識(shí)與理解、專業(yè)技能。張奠宙教授也指出，目前中小學(xué)學(xué)科教學(xué)中存在的最關(guān)鍵的現(xiàn)實(shí)問題，并不是教師不知道什么是先進(jìn)的教育理念、什么是有效的教法，而是不知道如何深刻理解和把握學(xué)科知識(shí)內(nèi)容，以及如何具體地將這些理念落實(shí)到課堂上。

因此，無論對(duì)化學(xué)教師，還是對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)的高中學(xué)生，提升學(xué)科理解能力，是化學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量的基本保障，也是化學(xué)教學(xué)回歸本真的關(guān)鍵。當(dāng)然，高中生化學(xué)學(xué)科理解能力的提升，關(guān)鍵靠教師的培養(yǎng)。

二、新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)化學(xué)學(xué)科理解能力的基本內(nèi)涵的闡釋

課程標(biāo)準(zhǔn)中的“理解”，首先是一種和“解釋、說明、判斷、預(yù)期、分類、歸納、概述”并列的認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)，從學(xué)習(xí)目標(biāo)的認(rèn)知的層次看，“理解”高于“知道”和“了解”，低于“應(yīng)用”的層次。當(dāng)然，“理解”是基于“知道”和“了解”的思維升華，“理解”是“應(yīng)用”的前提和價(jià)值所在。正因?yàn)槿绱耍瘜W(xué)學(xué)科理解能力在分析化學(xué)現(xiàn)象、解決化學(xué)問題的過程中，不可或缺。

在課程目標(biāo)上，新課程標(biāo)準(zhǔn)提出，要理解科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互作用，形成科學(xué)的價(jià)值觀和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。其中課程目標(biāo)在知識(shí)與能力維度方面的具體要求是，理解基本的化學(xué)概念和原理，認(rèn)識(shí)化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，理解化學(xué)變化的基本規(guī)律，形成有關(guān)化學(xué)科學(xué)的基本觀念。并且，課程目標(biāo)在過程與方法維度方面的要求是，理解科學(xué)探究的意義，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，提高科學(xué)探究能力。

在具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)上，新課程標(biāo)準(zhǔn)指出，認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系， 有助于人們理解物質(zhì)變化的本質(zhì)，預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)，為分子設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。落實(shí)到教科書的編寫上，高中化學(xué)教科書內(nèi)容的選擇既要反映出化學(xué)科學(xué)的社會(huì)價(jià)值、化學(xué)科學(xué)對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的貢獻(xiàn)，也要適當(dāng)反映由于人類不恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用科學(xué)技術(shù)的成果而產(chǎn)生的負(fù)面影響，體現(xiàn)社會(huì)發(fā)展對(duì)化學(xué)科學(xué)提出的新要求，幫助學(xué)生理解科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的和諧發(fā)展對(duì)人類的重要作用。教科書的編寫要充分利用學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)他們理解和體會(huì)知識(shí)的產(chǎn)生過程，自主構(gòu)建知識(shí)體系，增強(qiáng)進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

以上我們看到，新課程標(biāo)準(zhǔn)中的“理解”，是基于化學(xué)學(xué)科本身的具有學(xué)科特性的理解， 是運(yùn)用以化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究為主的各種化學(xué)學(xué)科研究方法的理解，“理解”的對(duì)象主要是化學(xué)基本概念和化學(xué)反應(yīng)原理， 學(xué)生理解后達(dá)成對(duì)化學(xué)知識(shí)的表征， 是能以化學(xué)方程式等各種化學(xué)用語規(guī)范表述化學(xué)現(xiàn)象， 運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)法研究化學(xué)過程，揭示化學(xué)本質(zhì)。因此課程標(biāo)準(zhǔn)中的理解，是值得實(shí)踐的真正的化學(xué)學(xué)科理解， 形成良好的化學(xué)學(xué)科理解能力是培養(yǎng)高中生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的基本途徑。

三、提升高中學(xué)生學(xué)科理解能力的教學(xué)實(shí)踐案例

1．創(chuàng)設(shè)學(xué)生提升化學(xué)學(xué)科理解能力的教學(xué)氛圍

教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)從內(nèi)部情感到學(xué)習(xí)環(huán)境外部氛圍相統(tǒng)一的，促成學(xué)生化學(xué)學(xué)科理解能力提升的氣氛。在這種氣氛中，師生主要通過談話方式，結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或探究性實(shí)驗(yàn)，發(fā)掘課本等文本資源價(jià)值，澄清學(xué)習(xí)者內(nèi)心學(xué)習(xí)需要，理解學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容。教師通過各種方式，鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)各種情感和內(nèi)心對(duì)化學(xué)問題的感受，教師作為促進(jìn)者并不簡(jiǎn)單的評(píng)判學(xué)生的對(duì)與錯(cuò)，只是進(jìn)一步澄清和明辨學(xué)生的思維，鼓勵(lì)學(xué)生利用各種學(xué)習(xí)資源，進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和理解。

例如在高一人教版 “富集在海水中的元素——氯”的教學(xué)中，教師補(bǔ)充設(shè)計(jì)了新制氯水和鎂條（未打磨）的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生仔細(xì)觀察并深入理解以下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：一開始反應(yīng)很慢，然后鎂條表面產(chǎn)生一些細(xì)小氣泡后，反應(yīng)變快變劇烈，后又緩慢反應(yīng)逐漸停止，氯水顏色也逐漸變淺。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察，小組討論學(xué)習(xí)，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，明確了氯水中的主要成分，理解了氯水與鎂條發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程，先是氧化鎂和鹽酸反應(yīng)，接著鎂和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，還有學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)反應(yīng)速率快慢的影響因素談了自己的理解。

在繼續(xù)討論久置氯水的成分的時(shí)候，絕大多數(shù)學(xué)生理解為久置氯水變成了極稀的鹽酸。但也有學(xué)生“嘀咕”：什么都沒有了！ 教師就請(qǐng)“嘀咕”的同學(xué)發(fā)言，原來他還認(rèn)識(shí)到相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間放置， 稀鹽酸也會(huì)揮發(fā)。教師就讓其他同學(xué)評(píng)價(jià)這位同學(xué)的發(fā)言，這樣在探討過程中同學(xué)們加深了對(duì)新制氯水和久置氯水成分差異的認(rèn)識(shí)，也提升了學(xué)科理解能力。

課本中通過氯水使紅色布條褪色，干燥氯氣不能使紅色布條褪色的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，說明氯水中起漂白作用的是次氯酸。但有的同學(xué)不以為然，提出直接用次氯酸溶液驗(yàn)證其漂白性，這樣直接了當(dāng)。并且質(zhì)疑課本對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不能排除鹽酸具有漂白性，需要補(bǔ)充鹽酸是否具有漂白性的實(shí)驗(yàn)。教師就引導(dǎo)學(xué)生思考，氯水中還有水，為什么大家都不說水具有漂白性？ 同學(xué)們都說水不會(huì)使有色花瓣、有色布條褪色，水沒有漂白性是客觀實(shí)際。教師就指出鹽酸遇到紫色石蕊試液，紫色石蕊試液變紅并不褪色，所以鹽酸沒有漂白性也是客觀實(shí)際， 因此教材并沒有去機(jī)械驗(yàn)證鹽酸漂白性。教師還指出，次氯酸不穩(wěn)定，很難制出純凈的次氯酸去直接驗(yàn)證其漂白性；次氯酸的漂白性是基于本身的強(qiáng)氧化性。這樣，學(xué)生認(rèn)同了課本該實(shí)驗(yàn)的真正價(jià)值，達(dá)成了深刻的學(xué)科理解。

2．提供盡可能多的學(xué)習(xí)資源讓學(xué)生自我提升學(xué)科理解能力

化學(xué)教師促進(jìn)者的角色定位，要求我們提供盡可能多的學(xué)習(xí)資源給學(xué)生。這些學(xué)習(xí)資源，不單是有形的教材、資料、實(shí)驗(yàn)器材，還有無形的方法、觀點(diǎn)。例如現(xiàn)在的教材印刷精美，內(nèi)容豐富多彩。我們?cè)谥笇?dǎo)學(xué)生閱讀教材時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生不能膚淺地滿足于教材插圖的美麗畫面和鮮艷色彩，要真正地沉浸到并理解教科書所要表達(dá)的化學(xué)知識(shí)、化學(xué)科學(xué)方法和化學(xué)科學(xué)思想中去。例如“富集在海水中的元素——氯”一節(jié)通過圖文并茂的科學(xué)史話的形式介紹了氯元素的發(fā)現(xiàn)以及歷史上氯氣制備的研究過程，教師就要引導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)家研究化學(xué)問題時(shí)的思維過程，在理解和體會(huì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)產(chǎn)生過程后，教師還要通過讓學(xué)生規(guī)范書寫二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，通過運(yùn)用氧化還原反應(yīng)理論分析該反應(yīng)本質(zhì)，讓學(xué)生真正內(nèi)化對(duì)氯氣實(shí)驗(yàn)室制法原理的一種學(xué)科理解。

再如隨著多媒體設(shè)備和軟件在化學(xué)課堂中廣泛使用，有的老師將一些非常適宜于演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生隨堂實(shí)驗(yàn)，也用錄像、動(dòng)畫等替代了。例如化學(xué)鍵概念的學(xué)習(xí)， 人教版教材首先給出了鈉和氯氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)很重要，一是創(chuàng)設(shè)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)鍵概念的氛圍，二是讓學(xué)生思考宏觀物質(zhì)形成離不開微粒間的相互作用，有的老師該實(shí)驗(yàn)就用錄像替代，這種做法就沒有給學(xué)生真正需要的學(xué)習(xí)資源?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科教學(xué)的核心內(nèi)容，這樣的化學(xué)課堂因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的缺失而索然寡味，失去了化學(xué)課堂本真意味。

再例如物質(zhì)的量的概念學(xué)習(xí)，要引導(dǎo)學(xué)生把它整體認(rèn)知去理解， 作為國際單位制中的七個(gè)基本物理量之一，它和“質(zhì)量”、“時(shí)間”和“長(zhǎng)度”等一樣，都是物理量，這樣就能破除學(xué)生學(xué)習(xí)物質(zhì)的量概念時(shí)的畏懼感。同時(shí)又明確物質(zhì)的量是溝通微觀粒子數(shù)和宏觀物質(zhì)的質(zhì)量之間的橋梁，只要用量具稱出物質(zhì)的質(zhì)量，老師就能立即告訴大家該一定質(zhì)量的物質(zhì)包含了多少個(gè)微粒，這樣又勾起了學(xué)生學(xué)習(xí)、理解物質(zhì)的量概念的興趣。

3．協(xié)助學(xué)生解決達(dá)成化學(xué)學(xué)科理解的思維障礙

電解質(zhì)概念的學(xué)習(xí)是高一化學(xué)概念教學(xué)的難點(diǎn)，學(xué)生頭腦中就有諸如 “電解質(zhì)是能被電解的物質(zhì)”、“電解質(zhì)的電離等于電解質(zhì)的電解”、“電解質(zhì)就是酸堿鹽”等等一些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。因此，教師要解決學(xué)生頭腦中已有的“前概念”或“潛概念”對(duì)化學(xué)概念的理解障礙。概念是思維的基本單位，是思維的出發(fā)點(diǎn)和歸結(jié)。沒有概念，就沒有思維。概念形成的過程是歸納、綜合、抽象等邏輯思維的過程，也是學(xué)習(xí)與研究的過程。概念教學(xué)尤其要突出其內(nèi)涵和外延的深刻理解。認(rèn)識(shí)電解質(zhì)概念的內(nèi)涵，可以通過解析電解質(zhì)概念的定義，通過對(duì)酸堿鹽溶液導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)；認(rèn)識(shí)電解質(zhì)概念的外延， 可以通過對(duì)電解質(zhì)和非電解質(zhì)概念的對(duì)比，通過列舉各種多種常見的單質(zhì)、化合物用分類法進(jìn)行歸并研究。

人教版《化學(xué)1》 教材中先后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了碳酸鈉、碳酸氫鈉和硅酸鈉等鹽溶液呈堿性，學(xué)生也有這樣的認(rèn)識(shí)：氯化鈉等溶液是中性的，就此學(xué)生就會(huì)思考，鹽溶液還能否呈酸性？ 教師在結(jié)合明礬等知識(shí)的教學(xué)時(shí)，完全可以“捅破這層窗戶紙”——不同種類的鹽溶液酸堿性不同，至于為什么交代學(xué)生留待學(xué)習(xí)高二化學(xué)反應(yīng)原理模塊時(shí)解決。這樣就讓學(xué)生對(duì)“純堿是鹽不是堿，但水溶液呈堿性”等有了明確的認(rèn)知，掃除一些高一學(xué)生把酸、堿與酸性、堿性作簡(jiǎn)單對(duì)列的思維障礙。

配制一定濃度物質(zhì)的量濃度溶液的實(shí)驗(yàn)是必修教材中典型的具有化學(xué)定量研究思想的實(shí)驗(yàn)。由于定量實(shí)驗(yàn)的思想，學(xué)生初次接觸并不能達(dá)到深入理解的程度，需要教師在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生圍繞定量實(shí)驗(yàn)追求準(zhǔn)確性的基本要求去展開教學(xué)。例如實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡年U述， 要突出配制的是一定物質(zhì)的量濃度的溶液，溶液濃度的準(zhǔn)確性是衡量該實(shí)驗(yàn)的最終標(biāo)準(zhǔn)。表現(xiàn)在儀器的選取上， 一是容量瓶本身設(shè)計(jì)成細(xì)頸的形狀，少量液體注入就引起肉眼可觀察的液面高度變化，并且在細(xì)長(zhǎng)的頸部刻有刻度線，目的就是讓實(shí)驗(yàn)者能方便地進(jìn)行準(zhǔn)確定容；二是稱量?jī)x器的選擇，量筒、托盤天平盡管在高中課本中使用了，但在真實(shí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)室中使用的是精度高的滴定管（或移液管）和分析天平（或電子天平）等。這樣，遵循定量實(shí)驗(yàn)思想，學(xué)生就能進(jìn)一步理解實(shí)驗(yàn)步驟中一些注意事項(xiàng)，例如要盡可能使稱量物轉(zhuǎn)移到容量瓶中， 用紙片稱量的準(zhǔn)確性不如用燒杯直接稱量（當(dāng)然在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中基準(zhǔn)物質(zhì)稱量還要借助于稱量瓶），再如學(xué)生很容易理解了為什么要將燒杯內(nèi)壁、玻璃棒洗滌兩三次，洗滌液也到轉(zhuǎn)移到燒杯中去。教師還演示了分別用整個(gè)手掌托住容量瓶或用大拇指、食指和中指托住容量瓶，觀察定容時(shí)液體凹處是否與刻度線相切的操作， 問學(xué)生哪種方式更科學(xué)。許多學(xué)生從定量實(shí)驗(yàn)減少誤差角度理解到， 用手掌托住容量瓶易使液體受熱造成定容不準(zhǔn)確；而三指托底既能穩(wěn)固托舉，又能避免液體受熱。

霍華德·加德納也曾說， 當(dāng)學(xué)生能將所學(xué)的知識(shí)與技能，靈活合理地應(yīng)用在新的或至少?zèng)]參與過的情形時(shí)，可以說表現(xiàn)了真正的理解，也就是他所倡導(dǎo)的，不同于生搬硬套的學(xué)習(xí)，是一種學(xué)科理解。

總之，提升高中學(xué)生化學(xué)學(xué)科理解能力，教師是促進(jìn)者，是教學(xué)氛圍的維護(hù)者，是學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)的激勵(lì)者。提升高中學(xué)生化學(xué)學(xué)科理解能力，是將學(xué)習(xí)的主體地位真正“還給”學(xué)生，枯燥的、教師指令式的化學(xué)教學(xué)“退變”為基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)和自我理解的主動(dòng)學(xué)習(xí)，課堂教學(xué)在“退變”中，教學(xué)空間得到了擴(kuò)大，教學(xué)行為更顯合理、人性和科學(xué)。

［1］方展畫．羅杰斯“學(xué)生為中心”教學(xué)理論述評(píng)［M］．北京：教育科學(xué)出版社，1990：7－8

［2］霍華德·加德納著，張開冰譯．未受學(xué)科訓(xùn)練的心智［M］．北京：學(xué)苑出版社，2008：9－11

［3］周玉芝．以核心概念為統(tǒng)領(lǐng)設(shè)計(jì)化學(xué)教學(xué)［J］．化學(xué)教育，2012，（6）：27－29，32

［4］黃宏．提升學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)價(jià)值的認(rèn)識(shí)——以“平衡常數(shù)的復(fù)習(xí)”一課為例［J］．化學(xué)教育，2015，（1）：43－45