素養(yǎng)解構(gòu)：概念教學(xué)中發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)

楊壯宇 謝少珺

摘 要：基本概念的掌握是化學(xué)學(xué)習(xí)和研究的基礎(chǔ)，概念教學(xué)在初三化學(xué)中有著非常重要的地位。以“分子的定義”難點(diǎn)突破為例，探討如何通過實(shí)驗(yàn)探究帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入微觀世界，讓學(xué)生體會(huì)微觀粒子與宏觀物質(zhì)的不同，引導(dǎo)學(xué)生用微觀理論來解釋一些宏觀現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生探究與交流、習(xí)慣與方法的能力，提升學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析，證據(jù)推理與模型認(rèn)知等化學(xué)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)核心素養(yǎng)；化學(xué)基本概念；實(shí)驗(yàn)探究

一、研究背景

學(xué)科課程與學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展密切相關(guān)[1]?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是學(xué)生綜合素質(zhì)的具體體現(xiàn)，反映了社會(huì)主義核心價(jià)值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了化學(xué)課程學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生未來發(fā)展的重要價(jià)值[2]。

化學(xué)基本概念作為提升化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的“支點(diǎn)”，其建構(gòu)和發(fā)展對(duì)于凸顯化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)、培養(yǎng)學(xué)科能力、形成學(xué)科思想和體現(xiàn)學(xué)科價(jià)值而言具有舉足輕重的地位[3]。如何在教學(xué)實(shí)踐中圍繞“化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”的要求，把化學(xué)概念課上得生動(dòng)形象，是一線化學(xué)教師反復(fù)研討的教研主題之一。

Dorothy Gabel指出，化學(xué)的復(fù)雜性就在于其包含了宏觀、微觀、符號(hào)三種水平的學(xué)習(xí)[4]。借助化學(xué)符號(hào)來實(shí)現(xiàn)微觀世界的宏觀化，有助于提高學(xué)生在宏觀、微觀和符號(hào)三個(gè)方面的學(xué)習(xí)水平?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)中的“宏觀辨識(shí)與微觀探析”是從分子、原子層次對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、能量轉(zhuǎn)變等及其相互關(guān)系的基本認(rèn)識(shí)[5]，既是化學(xué)學(xué)科重要的觀念，又是化學(xué)問題解決的思維視角。

分子、原子對(duì)于九年級(jí)的學(xué)生來說，在小學(xué)自然、初中生物、物理課中都有涉及，但由于學(xué)生缺乏認(rèn)知的感性基礎(chǔ)，并且其中抽象概念（分子、原子、離子等）比較集中，學(xué)習(xí)難度偏大。怎樣才能幫助學(xué)生學(xué)會(huì)用微粒的觀點(diǎn)看物質(zhì)，發(fā)展宏觀辨識(shí)與微觀探析的素養(yǎng)尤為重要。

二、基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教材分析

從“分子和原子”這個(gè)課題開始，學(xué)生將從化學(xué)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的角度，對(duì)微觀世界進(jìn)行一系列循序漸進(jìn)的探究。根據(jù)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)容，以及《2018年廣州市初中畢業(yè)生學(xué)業(yè)考試化學(xué)考試大綱》的要求，結(jié)合本課題的知識(shí)特點(diǎn)，明確本節(jié)教學(xué)內(nèi)容適合用于發(fā)展的核心素養(yǎng)為“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”和“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”。

經(jīng)過前面兩個(gè)單元的學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生開始對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了好奇心，也開始有了一系列疑問，比如“物質(zhì)到底由什么構(gòu)成的？”，“物質(zhì)之間發(fā)生變化的原因是什么？”等。同時(shí)，學(xué)生已有的宏觀表象，對(duì)微觀想象的發(fā)展有一些阻礙，所以首先利用分子模型來認(rèn)識(shí)分子，教學(xué)過程中將其設(shè)計(jì)為一個(gè)簡單的探究過程，學(xué)生通過觀察對(duì)比發(fā)現(xiàn)組成分子的不同情況，建立“模型”與“符號(hào)”之間的簡單關(guān)系；通過實(shí)例分析由分子構(gòu)成的物質(zhì)在發(fā)生物理變化和化學(xué)變化時(shí)的不同情況，在微觀與宏觀之間做相應(yīng)的切換；接著設(shè)計(jì)一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，通過氧氣助燃性的變化，著重理解“分子保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)”這一個(gè)比較抽象的概念，進(jìn)而理解原子的相關(guān)定義，最后能夠用這種理解去分析相應(yīng)的物質(zhì)變化情況。

三、基于發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)片段

在“分子和原子”一課中，學(xué)生最難理解的就是“分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子”，如果老師光舉例說明，那么學(xué)生只能“似懂非懂”。學(xué)生的主要困難是缺乏微觀想象力，怎樣結(jié)合他們的思維特點(diǎn)以及學(xué)過的知識(shí)來設(shè)計(jì)這節(jié)課，把抽象的概念具體化、形象化，有助于學(xué)生的真正理解？下面以實(shí)驗(yàn)探究“分子的定義”的教學(xué)設(shè)計(jì)片段為例進(jìn)行闡述。

四、基于化學(xué)核心素養(yǎng)的概念教學(xué)建議

基本概念的掌握是化學(xué)學(xué)習(xí)和研究的基礎(chǔ)，是學(xué)生構(gòu)成完整知識(shí)體系的必要組成部分，概念的教學(xué)就是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)，如何基于化學(xué)核心素養(yǎng)開展概念課的教學(xué)，筆者認(rèn)為，主要有以下兩個(gè)方面：

1.以“素養(yǎng)”為因，提升對(duì)素養(yǎng)的認(rèn)識(shí)與理解

化學(xué)核心素養(yǎng)將化學(xué)知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)、化學(xué)思想觀念的建構(gòu)、科學(xué)探究與問題解決能力的發(fā)展、創(chuàng)新意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感的形成等多方面的要求融為一體，體現(xiàn)了化學(xué)課程在幫助學(xué)生形成未來發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力中所發(fā)揮的重要作用。

將核心素養(yǎng)從理論框架構(gòu)建落實(shí)到化學(xué)課堂中，首先就要對(duì)核心素養(yǎng)有全面的認(rèn)識(shí)與理解。比如對(duì)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的內(nèi)涵的理解，因其涉及物質(zhì)及其構(gòu)成微粒的關(guān)系，物質(zhì)及其變化的辨識(shí)、探析和表征等，內(nèi)涵十分豐富，所以不能只看到“宏觀、微觀”幾個(gè)簡單的詞，也不能僅從化學(xué)一般概念或原理層面進(jìn)行理解。將化學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)相結(jié)合，在教學(xué)中盡可能使化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵和價(jià)值“顯性化”，從而使學(xué)生樹立核心觀念，發(fā)展核心素養(yǎng)。

2.以“素養(yǎng)”為本，分析組織教學(xué)素材

人教版教材中對(duì)分子的定義為：“由分子構(gòu)成的物質(zhì)，分子是保持其化學(xué)性質(zhì)的最小粒子”，關(guān)于這個(gè)定義的理解，也是本課題的難點(diǎn)之一。微觀粒子因其抽象性，使很多學(xué)生都產(chǎn)生了畏難退縮的學(xué)習(xí)情緒，尤其是怎樣從化學(xué)的角度理解兩個(gè)“最小”的含義，也是一直讓學(xué)生糾結(jié)的問題，因此筆者嘗試從化學(xué)核心素養(yǎng)的角度解析組織教材內(nèi)容，具體分析如下：

（1）從“宏觀辨識(shí)與微觀探析”和“變化觀念與平衡思想”的素養(yǎng)角度解析：分子定義中，“保持”一詞意味著分子一旦被破壞，原物質(zhì)的性質(zhì)就要發(fā)生改變，這體現(xiàn)了核心素養(yǎng)中的“變化思想”。分子只保持物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，不包括物理性質(zhì)，因?yàn)槲镔|(zhì)的物理性質(zhì)是大量分子的集合體表現(xiàn)出來的，如色、味、態(tài)等，而單個(gè)分子是肉眼看不到的，所以表現(xiàn)不出來這樣的性質(zhì)。因此需要教師引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、辨識(shí)一定條件下物質(zhì)及其變化的宏觀現(xiàn)象，從而形成“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的素養(yǎng)。

結(jié)合這個(gè)定義的特點(diǎn)，筆者以氧氣的兩種變化為情境，借助蠟燭燃燒與熄滅的探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生基于觀察和實(shí)驗(yàn)等方法獲取氧氣助燃性的變化事實(shí)并進(jìn)行分析推理，在微觀的角度思考由于氧分子的消耗和重新獲得，而導(dǎo)致蠟燭燃燒的變化情況。通過氧氣助燃性的變化，理解“分子保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)”這個(gè)比較抽象的概念，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用證據(jù)推理和模型化思想解決相關(guān)化學(xué)問題的能力和品質(zhì)。

（2）從“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”和“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的素養(yǎng)角度解析：圍繞對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，在演示實(shí)驗(yàn)之后，通過設(shè)置問題串啟發(fā)學(xué)生的自主思考，引導(dǎo)學(xué)生形成猜想和假設(shè)，基于“證據(jù)推理”得出結(jié)論并作出解釋，同時(shí)能對(duì)科學(xué)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估和反思，培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)和證據(jù)，獨(dú)立思考，敢于提出創(chuàng)造性見解的品質(zhì)，形成“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的素養(yǎng)。

（3）從“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”的素養(yǎng)角度解析：化學(xué)概念的學(xué)習(xí)，一般需要通過對(duì)物質(zhì)世界的宏觀事物及其變化的觀察和實(shí)驗(yàn)探究。尤其是關(guān)于分子、原子這類抽象性概念的學(xué)習(xí)，不僅要充分利用直觀教具（比如分子模型、概念圖等）、現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)等手段，使抽象的知識(shí)形象化、直觀化，還需要借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)上的感知與驗(yàn)證，讓他們通過實(shí)驗(yàn)探究的宏觀現(xiàn)象進(jìn)而“看到”分子是什么。這有助于學(xué)生從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化，通過科學(xué)探究和對(duì)比實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)的本質(zhì)和的價(jià)值，逐漸形成對(duì)化學(xué)科學(xué)技術(shù)應(yīng)有的科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任感。

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