培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)策略

【摘 要】本文探討以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)策略，提出立足課堂教學(xué)實踐，從創(chuàng)設(shè)情境、三重表征、物質(zhì)二維關(guān)系圖三個方面培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng) 課堂教學(xué) 策略

【中圖分類號】G ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）08B-0068-03

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》提出了“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)成為我國教育課程改革的發(fā)展方向。學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要通過學(xué)科教學(xué)來實現(xiàn)，如何適應(yīng)當(dāng)前的育人要求，探索有效教學(xué)策略，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)是每個教育工作者都應(yīng)該思考的問題。圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)在教學(xué)實踐中落地問題，筆者以“素養(yǎng)為本”理念為指引，積極開展課堂教學(xué)研究，著力探索化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在課堂教學(xué)中落地的有效策略。

一、創(chuàng)設(shè)情境，實施啟發(fā)式教學(xué)

《論語》有云：不憤不啟，不悱不發(fā)。說的意思大概是在教學(xué)過程中不到學(xué)生想不明白，說不清楚的境地，老師不要進(jìn)行啟發(fā)。這也正是現(xiàn)在所倡導(dǎo)的“啟發(fā)式教學(xué)”。當(dāng)學(xué)生處于困惑，卻又很想解決問題的時候，教師再進(jìn)行啟發(fā)，取得的教學(xué)效果是最好的。這就需要我們在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)情境，提出真實的問題，使學(xué)生在問題解決中完成對知識的內(nèi)化，真正實現(xiàn)從“教化學(xué)→教人學(xué)化學(xué)→通過化學(xué)課程培養(yǎng)人”教育觀念的轉(zhuǎn)變。

化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)在每一個教學(xué)主題的“教學(xué)建議”中都給予了“情境素材建議”，情境教學(xué)將成為“素養(yǎng)為本”課堂教學(xué)的主要表現(xiàn)方式?；瘜W(xué)是一門與生活、生產(chǎn)聯(lián)系緊密的學(xué)科，筆者推崇“生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向生活”的教學(xué)理念，在課堂教學(xué)中引入與課堂內(nèi)容貼近的真實生活情境，創(chuàng)設(shè)問題。這樣既能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能接近學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，促使學(xué)生自學(xué)先行，主動思考，從而提高學(xué)習(xí)效果。學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決生活中的實現(xiàn)問題，學(xué)生會產(chǎn)生“化學(xué)有用”的情感共鳴，提升學(xué)習(xí)化學(xué)的獲得感，從而以更大的熱情投入到新知識的學(xué)習(xí)當(dāng)中。

例如，關(guān)于“過氧化鈉的性質(zhì)”的教學(xué)：

播放神舟七號飛船航天員翟志剛、劉伯明、景海鵬在太空艙的工作、生活視頻。

〖師〗同學(xué)們通過視頻感受到了我國航天事業(yè)的飛速發(fā)展，也觀察到了航天員在太空中的生活起居。請大家思考一下，太空艙內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳如何處理？航天員所需的氧氣如何補(bǔ)充？

〖生〗帶氧氣瓶，用堿吸收二氧化碳……

〖師〗氧氣瓶很重，而且儲量有限，還有沒有其他更好的方法？

〖生〗一臉困惑，無法回答。

設(shè)計意圖：通過播放航天員在太空生活視頻，讓學(xué)生對我國航天事業(yè)的發(fā)展有更直觀的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。同時創(chuàng)設(shè)了太空生活中如何解決航天員供氧的問題情境，讓學(xué)生進(jìn)行了大膽猜想，也產(chǎn)生了困惑，從而讓學(xué)生到達(dá)了一種“憤”和“悱”的狀態(tài)，為后面學(xué)習(xí)過氧化鈉的性質(zhì)進(jìn)行了充分的熱身。教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生主動思考，探索未知領(lǐng)域，也關(guān)注了社會熱點(diǎn)問題，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神與社會責(zé)任，發(fā)展了學(xué)科核心素養(yǎng)。

〖師〗在回答這個問題之前，我們先來看兩個實驗。在放有砂子的兩個燒杯中分別點(diǎn)燃一團(tuán)棉花。怎樣將火滅熄？

〖生〗加水，加二氧化碳……

〖師〗分別往兩個燒杯中倒入水與二氧化碳，火焰熄滅。

〖生〗會心一笑，與預(yù)期一致。

〖師〗在大多數(shù)情況下，水和二氧化碳都能夠用來滅火，那它們能不能用來點(diǎn)火呢？

〖生〗露出不敢相信表情。

〖師〗用棉花包裹少量黃色粉末，置于蒸發(fā)皿中，用膠頭滴管往棉花滴水。

〖生〗看到棉花滴水生火的現(xiàn)象，興奮不已。

〖師〗繼續(xù)用棉花包裹少量黃色粉末，用鑷子夾著棉花放入裝滿二氧化碳的集氣瓶中。

〖生〗看到棉花又起火燃燒時，非常驚訝，陷入沉思。

〖師〗這兩個現(xiàn)象說明了什么？

〖生〗反應(yīng)放出熱量，生成了氧氣……

〖師〗大家都說得很對。那么大家剛才觀察到是哪些物質(zhì)參與了化學(xué)反應(yīng)并生成氧氣？

〖生〗有水，有二氧化碳，還有黃色粉末。

〖師〗是的，這種粉末稱為過氧化鈉，它與水或二氧化碳反應(yīng)均可以生成氧氣，這就解決了宇航員在太空中生活的供氧問題。

設(shè)計意圖：水與二氧化碳能使燃著的棉花熄滅，水與二氧化碳卻又能點(diǎn)燃包裹有過氧化鈉的棉花。通過這兩組對比反差很大的實驗，制造了認(rèn)知沖突。學(xué)生通過實驗探究并結(jié)合已有的經(jīng)驗分析，掌握了過氧化鈉的重要性質(zhì)，實現(xiàn)了知識的自然生成，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”。

二、通過三重表征，構(gòu)建化學(xué)基本觀念

化學(xué)學(xué)習(xí)包含三個方面：一是可肉眼看得見的宏觀世界，二是由分子、原子等粒子構(gòu)成的微觀世界，三是用化學(xué)式、化學(xué)方程式等化學(xué)用語描述的符號世界。因此在化學(xué)學(xué)習(xí)中形成了對物質(zhì)世界的三種表征方式：宏觀表征、微觀表征和符號表征，我們習(xí)慣稱之為“三重表征”?；瘜W(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)在課程目標(biāo)中明確指出：通過觀察，能辨識一定條件下物質(zhì)的形態(tài)及變化的宏觀現(xiàn)象，能從物質(zhì)的微觀層面理解其組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的聯(lián)系，能根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)測物質(zhì)在特定條件下可能具有的性質(zhì)和發(fā)生的變化，并能解釋其原因。能運(yùn)用符號表征物質(zhì)及其變化。

從課程目標(biāo)的表述中我們不難發(fā)現(xiàn)，這是對三重表征的具體要求。宏觀表征體現(xiàn)了物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀，微觀表征體現(xiàn)了物質(zhì)微粒觀，符號表征體現(xiàn)了物質(zhì)守恒觀。三者的有機(jī)結(jié)合，形成了化學(xué)學(xué)科獨(dú)有的思維方式。如果學(xué)生看到宏觀化學(xué)現(xiàn)象，就能夠從微觀的角度去分析其原理，找到其本質(zhì)，并能夠用化學(xué)符號描述出來，那么就實現(xiàn)了化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中的課程目標(biāo)，構(gòu)建了學(xué)生對化學(xué)世界認(rèn)知的基本觀念，實現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落地。

下面以“化學(xué)鍵”的教學(xué)為例，說明如何在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的三重表征能力：

播放鈉在氯氣及氫氣中燃燒的視頻。

〖師〗請描述一下這兩個實驗現(xiàn)象，從微觀角度想想這兩個化學(xué)反應(yīng)是如何實現(xiàn)的？回答下面的問題：

1.畫出氫、鈉、氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖;

2.分析在鈉與氯氣、氫氣反應(yīng)過程中，這些原子的核外電子發(fā)生了哪些變化，它們是如何結(jié)合在一起的？

〖生〗畫出氫、鈉、氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖，從化學(xué)反應(yīng)過程中電子得失及偏移的微觀層面分析形成離子鍵、共價鍵的過程。

〖師〗播放動畫，呈現(xiàn)鈉與氯氣、氫氣反應(yīng)的微觀過程。

〖生〗通過對比氯化鈉和氯化氫成鍵方式的差異，理解離子鍵和共價鍵的概念。

〖師〗給出不同類型的化合物，讓學(xué)生判斷其化學(xué)鍵類型。

〖生〗判斷化合物中化學(xué)鍵類型，說出判斷依據(jù)。

〖師〗以氯化鈉和氯化氫為例介紹電子式的表示方法。

〖生〗通過知識遷移，嘗試用電子式表示氯化鈣和水的形成過程。

設(shè)計意圖：應(yīng)用化學(xué)三重表征，通過化學(xué)實驗，從宏觀現(xiàn)象入手，引導(dǎo)學(xué)生利用已有的原子結(jié)構(gòu)知識，從微觀角度分析離子鍵、共價鍵的成因，最后通過電子式的學(xué)習(xí)，學(xué)會用符號表達(dá)化學(xué)鍵的形成過程。

三、建立物質(zhì)二維關(guān)系圖，培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力

美國當(dāng)代著名教育家布盧姆將認(rèn)知領(lǐng)域的教育目標(biāo)分為識記、領(lǐng)會、運(yùn)用、分析、綜合、評價六個層次，我們往往把分析、綜合、評價三個層次定義為高階思維。

高階思維能力的培養(yǎng)是時代對人的核心素養(yǎng)提出的新要求。學(xué)習(xí)和研究化學(xué)，要求學(xué)習(xí)者能依據(jù)物質(zhì)及其相關(guān)的信息，建構(gòu)模型并建構(gòu)解決復(fù)雜化學(xué)問題的相關(guān)途徑及思維模式，預(yù)測或解釋相關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象、解決化學(xué)問題的能力。筆者在元素化合物教學(xué)中體會到，以酸、堿、鹽、單質(zhì)、氧化物等物質(zhì)類別為橫坐標(biāo)，以其中核心元素化合價為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)軸內(nèi)標(biāo)示含有該元素物質(zhì)的化學(xué)式，建立物質(zhì)二維關(guān)系圖既能滿足對高階思維能力的培養(yǎng)要求，又能實現(xiàn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落地。下面以“硫及其化合物”教學(xué)為例：

播放酸雨形成過程及危害的視頻。

〖師〗酸雨的形成過程隱含著一系列化學(xué)變化，這些變化涉及硫及其化合物的轉(zhuǎn)化，為了更好地建立起這些不同種類物質(zhì)間的聯(lián)系，請同學(xué)們在下面坐標(biāo)圖（如圖 1）中添加與硫元素的價態(tài)相對應(yīng)的常見的硫及其化合物的化學(xué)式，并畫出它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

〖生〗分別以物質(zhì)類別、硫元素的價態(tài)為橫、縱坐標(biāo)，小組合作完成硫及其化合物的二維系圖（如圖 2），展示匯報并完成相關(guān)的化學(xué)方程式。

〖師〗利用建立起來的物質(zhì)二維關(guān)系圖，引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)類別、價態(tài)變化、環(huán)境保護(hù)、物質(zhì)特性四個方面去認(rèn)識硫及其化合物。

〖生〗學(xué)以致用，將建立硫及其化合物二維關(guān)系圖的學(xué)習(xí)經(jīng)驗遷移到學(xué)習(xí)其他元素化合物知識，自主建立起氮及其化合物二維關(guān)系圖（如圖 3，見下頁）。

設(shè)計意圖：

1.通過建立物質(zhì)二維關(guān)系圖，能夠很好地幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)元素及其化合物之間的聯(lián)系，將零碎的知識結(jié)構(gòu)化，構(gòu)建了知識網(wǎng)絡(luò)，培養(yǎng)了“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科核心素養(yǎng)。提升了學(xué)生知識整合能力，實現(xiàn)了知識的遷移應(yīng)用，鍛煉了學(xué)生的高階思維。

2.從物質(zhì)類別及價態(tài)變化的角度學(xué)習(xí)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，強(qiáng)化了化學(xué)分類觀及變化觀，體現(xiàn)了學(xué)科核心素養(yǎng)中的“變化觀念與平衡思想”。

3.從物質(zhì)特性的角度學(xué)習(xí)化學(xué)，體現(xiàn)了對事物認(rèn)知從一般到特殊的規(guī)律。從環(huán)境保護(hù)的角度學(xué)習(xí)化學(xué)，不僅加深了學(xué)生對二氧化硫形成酸雨過程的理解，而且能從酸雨防治的視角去思考問題解決的辦法，提高了環(huán)保意識，實現(xiàn)了學(xué)化學(xué)，用化學(xué)，很好地回應(yīng)了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”中關(guān)于“具有節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識，從自身做起，形成簡約適度、綠色低碳的生活方式”的目標(biāo)要求。

聚焦化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)，本質(zhì)上是化學(xué)知識的透視、活化、結(jié)構(gòu)化和靈活應(yīng)用的過程。作為一名化學(xué)教師，如果拋開化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)去開展教學(xué)，顯然是很難實現(xiàn)新時代人才培養(yǎng)的目標(biāo)的。因此一線教師要跟得上時代發(fā)展的步伐，只有聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)、實踐和研究，才能夠很好地回答學(xué)科核心素養(yǎng)在課堂教學(xué)中落地的問題，才能為國家培養(yǎng)適應(yīng)未來社會發(fā)展的合格人才。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2017

[2]包承幸.培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)實踐與思考[J].廣西教育，2017（8）

【基金項目】本文為廣西八桂教育家搖籃工程系列成果。

【作者簡介】蘇興衛(wèi)（1977— ），男，漢族，廣西合浦人，廣西特級教師，北海市教育教學(xué)科學(xué)研究所化學(xué)教研員，八桂教育家搖籃工程培養(yǎng)對象，廣西師范大學(xué)基礎(chǔ)教育研究院兼職研究員，致力于課堂教學(xué)有效性研究。

（責(zé)編 盧建龍）