基于學(xué)科素養(yǎng)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

宋永輝

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，初中是化學(xué)學(xué)習(xí)的啟蒙階段?；瘜W(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)，是初中化學(xué)教學(xué)的一項(xiàng)重要任務(wù)。在初中階段如何有效甚至高效地在化學(xué)課堂中滲透核心思想、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)也一直是一線化學(xué)教師們不懈探索的課題。以下，筆者將借助“水的組成”一課的教學(xué)設(shè)計(jì)，談一談如何在初中化學(xué)課堂教學(xué)中滲透和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

一、解析初中化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)

2014年4月，教育部印發(fā)了《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)》，提出研究制訂學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組按照教育部課標(biāo)修訂的要求，提出了五條化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)。

初中作為化學(xué)學(xué)習(xí)的啟蒙階段，要為高中化學(xué)學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。鑒于初中化學(xué)與高中化學(xué)的知識(shí)范圍和深度不同，筆者認(rèn)為初中化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)可在高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上稍作調(diào)整。具體可概括如下：一是能在宏觀、微觀和符號(hào)這三重表征之間自由切換；二是物質(zhì)變化與守恒思想的統(tǒng)一；三是具有科學(xué)探究的思想與創(chuàng)新的意識(shí)；四是具有良好的科學(xué)品質(zhì)與社會(huì)責(zé)任感；五是具有對(duì)學(xué)科知識(shí)的歸納與整理的能力。

二、“水的組成”教學(xué)解讀

人教版初中化學(xué)教材上冊(cè)教學(xué)內(nèi)容的安排是非?？茖W(xué)合理的。第一單元介紹了學(xué)習(xí)化學(xué)前必須具備的相關(guān)知識(shí)和技能；第二單元?jiǎng)t開(kāi)始研究人們身邊的物質(zhì)——空氣；第三單元帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入微觀世界，學(xué)習(xí)構(gòu)成物質(zhì)的奧秘，這一單元概念多且有一定難度。第三單元幫助學(xué)生逐步建立起三重表征中的宏觀和微觀思維模型，這對(duì)剛開(kāi)始學(xué)習(xí)化學(xué)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是一道相對(duì)難過(guò)的“坎”。而本節(jié)課所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容屬于第四單元——水，這也是在學(xué)生邁過(guò)微觀世界這道坎后，學(xué)習(xí)的第二種物質(zhì)。整個(gè)課題內(nèi)容大致分為以下三個(gè)部分：第一部分，直接以氫氣的驗(yàn)純、性質(zhì)以及燃燒實(shí)驗(yàn)來(lái)引入主題，再以電解水的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究出水是由氫、氧兩種元素組成；第二部分，用分子、原子的微觀模型圖揭示電解水的微觀變化本質(zhì)；第三部分，介紹物質(zhì)分類的三個(gè)概念，即單質(zhì)、化合物和氧化物。

三、在“水的組成”教學(xué)中

培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的策略

在“水的組成”一課中涉及的化學(xué)知識(shí)其實(shí)并不算太多，知識(shí)難度也不算太大，但卻非常完整地體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的各項(xiàng)要求。

1.注重科學(xué)探究思想與守恒思想的形成

開(kāi)始新課學(xué)習(xí)前，可通過(guò)設(shè)問(wèn)的方式，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)前后的元素、原子和分子是否發(fā)生了改變，根據(jù)兩個(gè)物質(zhì)的組成元素作出判斷，巧妙地將所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行了應(yīng)用。而這一情境的創(chuàng)設(shè)，正是為了探究水這種物質(zhì)是由哪些元素組成的。經(jīng)過(guò)思考，很多學(xué)生都能很順利地得出讓水發(fā)生化學(xué)變化或者有物質(zhì)反應(yīng)能生成水的變化，來(lái)推測(cè)水的組成。這里，有兩個(gè)學(xué)科素養(yǎng)的滲透。其一，是為學(xué)生作好鋪墊后讓他們自主設(shè)計(jì)探究水的組成方案，學(xué)會(huì)用一個(gè)科學(xué)工作者的視角來(lái)解決面對(duì)的困難與挑戰(zhàn)，為科學(xué)探究思想的形成創(chuàng)造了良好的情境；其二，探究水的組成所運(yùn)用的化學(xué)原理其實(shí)就是守恒的思想，即化學(xué)變化中元素種類的守恒。在變化萬(wàn)千的世界里，有著永恒不變的本質(zhì)——元素，這意味著在以后學(xué)習(xí)諸多繁雜的化學(xué)反應(yīng)時(shí)，守恒的思想會(huì)一直成為理解和吸收新知識(shí)的“助推器”。以上是第一環(huán)節(jié)。

2.注重科學(xué)品質(zhì)與社會(huì)責(zé)任感的教育

教材中并沒(méi)有說(shuō)明氫氣是怎么來(lái)的，只是很突兀地介紹了氫氣的性質(zhì)、驗(yàn)純的方法以及燃燒的現(xiàn)象等。鑒于此，筆者做了一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，即用一支試管替代了氣體的制取裝置，這使操作更簡(jiǎn)便、現(xiàn)象更明顯，取到了很好的教學(xué)效果。

在這里，氫氣燃燒的課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)潔性、操作安全和方便性、環(huán)保和現(xiàn)象明顯等方面提出了明確的要求，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)品質(zhì)發(fā)揮了積極的作用。另外，在對(duì)氫氣燃燒產(chǎn)物進(jìn)行鑒別時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)氫氣作為能源的最大優(yōu)點(diǎn)——環(huán)保。然而，這么好的能源，為什么不能在全世界推廣使用呢？以此，讓學(xué)生產(chǎn)生環(huán)境憂患意識(shí)，同時(shí)也迫切地想去解決這一難題。這樣，不僅激勵(lì)了學(xué)生好好學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，也激發(fā)了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。以上是第二環(huán)節(jié)。

3.注重培養(yǎng)學(xué)生三重表征的思維方式

課堂上運(yùn)用了多媒體動(dòng)畫，完美地模擬電解水實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象，以及微觀粒子變化的本質(zhì)，較好地幫助學(xué)生建立了微觀模型思想，為三重表征思維方式的形成奠定了基礎(chǔ)。電解水實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫模擬，比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)演示更直觀、更清晰，可加深學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的理解與掌握。整個(gè)動(dòng)畫不足2分鐘，卻高效地完成了教學(xué)任務(wù)，更培養(yǎng)了學(xué)生在三重表征上的相互切換能力。整個(gè)操作過(guò)程如下：水槽里的水（宏觀）——運(yùn)動(dòng)著的水分子（微觀）——?dú)湓?、氧原子（微觀）——?dú)浞肿印⒀醴肿樱ㄎ⒂^）——試管中的氫氣和氧氣（宏觀）。同時(shí)一直伴隨符號(hào)的對(duì)應(yīng)變化，如“H2O→2H2O→4H+2O→2H2+O2→H2+O2”。這種視覺(jué)上的刺激，不僅大大地加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)化學(xué)變化本質(zhì)的理解和對(duì)化學(xué)用語(yǔ)的熟練掌握，也較好地培養(yǎng)了學(xué)生三重表征的思維方式。以上是第三環(huán)節(jié)。

4.注重培養(yǎng)學(xué)生歸納與整理化學(xué)知識(shí)的能力

其實(shí)，本節(jié)課的難點(diǎn)是單質(zhì)、化合物和氧化物這三個(gè)概念，特別是化合物與混合物非常容易發(fā)生混淆。為了有效地突破難點(diǎn)，在第四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，筆者運(yùn)用了思維導(dǎo)圖中的括號(hào)圖和關(guān)系圖，把混合物、純凈物、單質(zhì)、化合物、氧化物等概念系統(tǒng)地組織在一起，加深了學(xué)生對(duì)概念的理解，幫助學(xué)生克服了畏難心理，也培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的整理歸納及綜合能力。在課堂小結(jié)中，筆者讓學(xué)生談收獲，要求重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)對(duì)物質(zhì)元素組成的探究方法，以及歸納知識(shí)的方法。其實(shí)，這也都是對(duì)學(xué)生的整理與歸納能力的培養(yǎng)。以上是第四和第五環(huán)節(jié)。

初中階段的化學(xué)，其“形”表現(xiàn)為教授化學(xué)知識(shí)，其“神”則是要培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)化學(xué)的興趣，并形成化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。在化學(xué)教學(xué)研究的領(lǐng)域，教師們一直在勇于探索、不斷前行，逐步夯實(shí)并拓寬了化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)道路。

（責(zé)任編輯 郭向和）