議析化學(xué)學(xué)科理解與提升教學(xué)能力

摘要： 闡述了化學(xué)學(xué)科理解的含義，教師增進(jìn)化學(xué)學(xué)科理解的基礎(chǔ)、關(guān)鍵以及歸宿。設(shè)計(jì)了以素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)學(xué)科理解的圈層結(jié)構(gòu)模型;通過氧化還原反應(yīng)概念、反應(yīng)速率及其影響因素和阿司匹林的制備合成三個(gè)教學(xué)案例，分別介紹了教師可以從強(qiáng)化化學(xué)知識(shí)的本源理解、提升學(xué)科素養(yǎng)以及踐行學(xué)科育人三個(gè)方面提升教學(xué)能力。

關(guān)鍵詞： 學(xué)科理解; 教學(xué)能力; 學(xué)科知識(shí); 學(xué)科素養(yǎng); 學(xué)科育人

文章編號(hào)： 10056629（2020）01000804

中圖分類號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

素養(yǎng)為本的課堂教學(xué)是當(dāng)下教師面臨的新挑戰(zhàn)，《普通高中化學(xué)課程課標(biāo)（2017版）》明確提出要“增進(jìn)化學(xué)學(xué)科理解，提升課堂教學(xué)能力”[1]。化學(xué)學(xué)科理解的內(nèi)涵是什么？如何基于化學(xué)學(xué)科理解提升課堂教學(xué)能力？本文就此問題談?wù)剛€(gè)人思考。

1 素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)學(xué)科理解

《普通高中化學(xué)課程課標(biāo)（2017版）》指出，化學(xué)學(xué)科理解是指教師對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)及其思維方式和方法的一種本原性、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識(shí)，它不僅僅只是對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解，還包括對(duì)具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的思維方式和方法的理解[2]。梁永平認(rèn)為化學(xué)教師理解化學(xué)科學(xué)的標(biāo)志是對(duì)學(xué)科內(nèi)容知識(shí)、認(rèn)識(shí)論知識(shí)和學(xué)科核心觀念等方面建構(gòu)整體性認(rèn)識(shí)，從而形成良好的化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)[3]。這些論述概括了化學(xué)學(xué)科理解的含義及其標(biāo)準(zhǔn)，本文認(rèn)為教師基于素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)學(xué)科理解的具體內(nèi)涵，可以從“基礎(chǔ)、關(guān)鍵和歸宿”三個(gè)角度解讀。

1.1 化學(xué)學(xué)科理解的基礎(chǔ)是掌握學(xué)科知識(shí)

知識(shí)是人類認(rèn)識(shí)自然的物化結(jié)晶，知識(shí)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外分為意義系統(tǒng)、邏輯形式和符號(hào)表征。知識(shí)意義系統(tǒng)是指知識(shí)承載人類認(rèn)識(shí)世界的思想方法、價(jià)值觀念和文化情趣等，知識(shí)的邏輯形式是指具體知識(shí)點(diǎn)在學(xué)科體系中的結(jié)構(gòu)和功能，知識(shí)的符號(hào)表征是表征、傳播知識(shí)的方式?；瘜W(xué)知識(shí)是理解化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，教師可從4個(gè)層面理解化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)： 一是從本體層面理解化學(xué)學(xué)科知識(shí)，本體層面主要強(qiáng)調(diào)學(xué)科的知識(shí)體系，如化學(xué)學(xué)科特征和研究對(duì)象、化學(xué)概念和理論等。二是從工具層面理解化學(xué)學(xué)科知識(shí)，工具層面主要強(qiáng)調(diào)化學(xué)學(xué)科研究的方法和學(xué)科觀念，如分類觀、元素觀、結(jié)構(gòu)觀、守恒思想、平衡思想等。三是從意義層面理解化學(xué)學(xué)科知識(shí)，意義層面主要指學(xué)生學(xué)習(xí)一門學(xué)科獲得不同于其他學(xué)科的經(jīng)歷與體悟，學(xué)生必須經(jīng)歷化學(xué)一般性學(xué)習(xí)方式（如聽課、作業(yè)等）和化學(xué)學(xué)科性學(xué)習(xí)方式（化學(xué)科學(xué)思維活動(dòng)和化學(xué)科學(xué)實(shí)踐體驗(yàn)活動(dòng)），才能構(gòu)建化學(xué)科學(xué)的知識(shí)體系和思維方法。四是從價(jià)值層面理解化學(xué)學(xué)科知識(shí)，價(jià)值層面主要強(qiáng)調(diào)化學(xué)學(xué)科的精神意蘊(yùn)，如學(xué)科價(jià)值、學(xué)科精神、創(chuàng)新意識(shí)和社會(huì)責(zé)任等。教師對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)的內(nèi)涵理解得越深刻，越容易從整體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)方法、實(shí)踐過程和思想觀念等領(lǐng)悟?qū)W科特質(zhì)。

1.2 化學(xué)學(xué)科理解的關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)

《普通高中化學(xué)課程課標(biāo)（2017版）》指出，學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值理念、必備品格和關(guān)鍵能力[4]?；瘜W(xué)本體知識(shí)是培育學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)，是關(guān)于“用什么理解”的問題?！昂暧^辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”和“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”是對(duì)化學(xué)科學(xué)思維和觀點(diǎn)的描述;“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”是對(duì)化學(xué)科學(xué)實(shí)踐的表征，是關(guān)于“怎么理解”的問題。“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”是對(duì)化學(xué)科學(xué)價(jià)值的刻畫，是關(guān)于“理解了有什么用”的問題?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)凝練了學(xué)科本質(zhì)，是對(duì)三維教學(xué)目標(biāo)的繼承和發(fā)展，更是對(duì)三維目標(biāo)的具體化、整合化和功能化[5]。教師要深刻理解化學(xué)教育目標(biāo)從“雙基”到“核心素養(yǎng)”的范式轉(zhuǎn)變，這一轉(zhuǎn)變是“教育的革命”。

1.3 化學(xué)學(xué)科理解的歸宿是指向?qū)W科育人

學(xué)科劃分是知識(shí)積聚到一定程度后開始的人為活動(dòng)，它是人類文明成果的結(jié)晶[6]，每門學(xué)科擁有獨(dú)特研究的對(duì)象和問題、方法和思想、價(jià)值和精神，它們對(duì)人的發(fā)展具有不可替代的教育價(jià)值。培根曾精辟論述了學(xué)科的教育價(jià)值：“讀史使人明智，讀詩使人靈秀，數(shù)學(xué)使人周密，科學(xué)使人深刻，倫理學(xué)使人莊重，邏輯修辭使人善變，凡有所學(xué)，皆成性格?！薄镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程課標(biāo)（2017版）》也指出，高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是高中學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，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。化學(xué)學(xué)科必須承擔(dān)對(duì)人的“社會(huì)性培育”職責(zé)，化學(xué)教學(xué)必須堅(jiān)持黨的“立德樹人”的教育方針： 立德是通過化學(xué)教學(xué)引導(dǎo)人、感化人，培養(yǎng)對(duì)個(gè)人、他人和社會(huì)的正確價(jià)值觀;樹人是通過化學(xué)教學(xué)磨煉人、發(fā)展人，培養(yǎng)做人的必備品格和辦事的關(guān)鍵能力。

綜上所述，素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)學(xué)科理解的圈層模型見圖1： 學(xué)科知識(shí)是基礎(chǔ)，學(xué)科素養(yǎng)是關(guān)鍵，學(xué)科育人是目標(biāo)，三個(gè)角度既互相關(guān)聯(lián)、又層層遞進(jìn)。

基于素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)學(xué)科理解，教師應(yīng)該樹立全面的教育目的： 教育目的在于支援面向未來發(fā)展兒童自我形成的活動(dòng)，這種自我形成過程對(duì)每一個(gè)學(xué)生是形形色色、豐富多彩的，因而化學(xué)教學(xué)不僅要幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)客觀世界，獲得化學(xué)知識(shí)，還要提高學(xué)生的思維能力和智力水平、培養(yǎng)學(xué)生健全的人格和正確的價(jià)值觀、促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化的生命成長。

2 基于化學(xué)學(xué)科理解提升教學(xué)能力

素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)行為要超越“符號(hào)、邏輯”的知識(shí)教學(xué)層次，達(dá)到“能力、意義”的教學(xué)境界，化學(xué)學(xué)科理解的圈層模型指出了素養(yǎng)為本的教學(xué)設(shè)計(jì)思路，教師可以從以下三個(gè)方面細(xì)化學(xué)科理解、提升教學(xué)能力。

2.1 基于知識(shí)本源提升教學(xué)能力

本源一般指事物的根源和起源，教師對(duì)學(xué)科知識(shí)追本溯源能促進(jìn)對(duì)學(xué)科本質(zhì)的理解。“化學(xué)給人以知識(shí)，化學(xué)史給人以智慧”，教師追溯化學(xué)學(xué)科知識(shí)本源可以從化學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)史的角度思考： 化學(xué)知識(shí)最初產(chǎn)生的客觀需求是什么？化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生時(shí)具備哪些科學(xué)理論？化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的技術(shù)條件有哪些？化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生后如何被科學(xué)社群評(píng)價(jià)？這些本源性的問題呈現(xiàn)了知識(shí)孕育、產(chǎn)生的軌跡，教師基于知識(shí)本源的教學(xué)能使課堂充滿濃濃的化學(xué)味。

氧化還原反應(yīng)是高中重要的概念，學(xué)生初學(xué)時(shí)普遍感到概念繁雜、抽象難懂，很難形成“得氧（失氧）反應(yīng)→化合價(jià)升高（降低）→失去（得到）電子→氧化（還原）反應(yīng)”的邏輯關(guān)系?！案拍钣洃?練習(xí)辨析”的常規(guī)教學(xué)效果枯燥低效，教師可以從氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)概念的本源角度設(shè)計(jì)教學(xué)。氧化反應(yīng)的英文是“oxidation reaction”，直譯為與氧化合的反應(yīng)，早期化學(xué)家將反應(yīng)物中有氧氣的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)，后來化學(xué)家發(fā)現(xiàn)物質(zhì)和氧化合多是失去電子、化合價(jià)升高的過程，因而確定氧化反應(yīng)是失去電子的反應(yīng)。還原反應(yīng)的英文是“reduction reaction”， “reduction”有“減輕、減少、還原”之意，人們第一次使用“還原”是描述將金屬從礦石中分離的過程，金屬礦石在冶煉過程中氧元素被移出、金屬被還原成單質(zhì)，礦石質(zhì)量減輕，體積明顯減小，金屬礦石被還原為金屬單質(zhì)的實(shí)質(zhì)是化合態(tài)金屬得到電子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)[7]。氧化還原反應(yīng)概念的形成是基于人們對(duì)自然現(xiàn)象、生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的感知、抽象、概括的的思維過程，其內(nèi)涵和外延隨著人們的認(rèn)知發(fā)展而變化。學(xué)生理解了氧化還原反應(yīng)概念的本源，感受到概念背后躍動(dòng)的化學(xué)思想，加快了同化、順應(yīng)概念的心理過程，提高了學(xué)習(xí)效率。

教育重構(gòu)模型認(rèn)為，兒童對(duì)概念的認(rèn)識(shí)，與科學(xué)家認(rèn)識(shí)理論的心理歷程有相似之處，即學(xué)生的認(rèn)知是一種考古和復(fù)原過程，因此要根據(jù)“兒童科學(xué)概念發(fā)展與科學(xué)理論發(fā)展相平行的特質(zhì)”進(jìn)行教學(xué)，使我們的教學(xué)過程和人類的認(rèn)知旅程相伴而行。教師提升教學(xué)能力要重視對(duì)化學(xué)知識(shí)的本源理解，從歷史的、生活的、技術(shù)的背景下思考化學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展趨勢(shì)，這是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科思維的有效策略。

2.2 基于學(xué)科素養(yǎng)提升教學(xué)能力

《普通高中化學(xué)課程課標(biāo)（2017版）》指出，素養(yǎng)取向下的教學(xué)活動(dòng)要更加注重情境、活動(dòng)和問題解決的整體設(shè)計(jì);注重自主建構(gòu)、實(shí)驗(yàn)探究和問題解決等活動(dòng)的設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變[8]?；瘜W(xué)教師對(duì)學(xué)科的本質(zhì)特征、學(xué)科的核心任務(wù)和學(xué)科的教學(xué)方式理解層次制約著課堂教學(xué)的效率。本文以為，素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂教學(xué)新樣態(tài)要突出以下關(guān)鍵詞： 真實(shí)情境、具身學(xué)習(xí)、高階思維。教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)情境，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)性學(xué)習(xí)、遷移性學(xué)習(xí)、反思性學(xué)習(xí)等全身心參與的學(xué)習(xí)過程[9]，通過設(shè)計(jì)社會(huì)性科學(xué)議題培養(yǎng)學(xué)生的價(jià)值取向，通過設(shè)計(jì)復(fù)雜問題培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，通過課堂活動(dòng)表現(xiàn)評(píng)價(jià)學(xué)生的人格品性。

教師在蘇教版必修2“化學(xué)反應(yīng)速率”可以設(shè)置如下情境： 現(xiàn)代城市生活節(jié)奏加快，快餐食品熱銷，外賣包裝袋多為聚乙烯產(chǎn)品。如果沒有回收聚乙烯制品，隨意丟棄的大量聚乙烯制品會(huì)污染土壤、污染水體，污染環(huán)境。教學(xué)在“WHR”環(huán)節(jié)中展開： What如何表示聚乙烯的降解速率？How影響聚乙烯的降解速率有哪些？Regulation如何加快聚乙烯的降解速率、消除污染？如何評(píng)價(jià)聚乙烯大量用于包裝袋的生活現(xiàn)象？學(xué)生在描述聚乙烯降解的真實(shí)情境下學(xué)習(xí)速率的定義及影響因素，學(xué)生在如何消除白色污染的任務(wù)驅(qū)動(dòng)下運(yùn)用所學(xué)知識(shí)?！癛”環(huán)節(jié)是教學(xué)的高潮部分，學(xué)生提出很多方法： 分類回收、粉碎掩埋聚乙烯、尋找高效降解催化劑、分類回收聚乙烯制品后用超臨界態(tài)下的水溶解燃燒、發(fā)電[10]、用碳酸聚酯材料代替聚乙烯等。很多學(xué)生從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生活便利、環(huán)境保護(hù)多角度評(píng)述聚乙烯應(yīng)于外賣包裝的利弊得失，展現(xiàn)了學(xué)生關(guān)心社會(huì)生活的積極態(tài)度。課堂上學(xué)生不是單純學(xué)習(xí)反應(yīng)速率知識(shí)，他們需要調(diào)用速率知識(shí)思考聚乙烯產(chǎn)品的使用、回收和降解問題，從而思考化學(xué)科學(xué)發(fā)展引起經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、消費(fèi)觀念等社會(huì)問題，提升了科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

素養(yǎng)是學(xué)生“面對(duì)解決復(fù)雜的、不確定的現(xiàn)實(shí)問題，即在進(jìn)行遷移創(chuàng)新類能力活動(dòng)過程中表現(xiàn)出來的綜合品質(zhì)和能力[11]，教師提升教學(xué)能力要以素養(yǎng)為導(dǎo)向，分析化學(xué)知識(shí)蘊(yùn)含的認(rèn)識(shí)功能和素養(yǎng)發(fā)展功能，打通知識(shí)轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)的途徑： 多設(shè)置社會(huì)性科學(xué)議題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)或?qū)で笙嚓P(guān)證據(jù)積極參與遷移性學(xué)習(xí)、建構(gòu)性學(xué)習(xí)和實(shí)踐性學(xué)習(xí)[12]。在活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生批判質(zhì)疑的學(xué)科品質(zhì)和解決問題的學(xué)科能力，這是提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的有效方式。

2.3 基于學(xué)科育人提升教學(xué)能力

學(xué)科育人是指學(xué)科教學(xué)依據(jù)學(xué)科特有的認(rèn)識(shí)視角、學(xué)科思維和學(xué)科文化，對(duì)學(xué)生進(jìn)行德智體美勞多方面感化、熏陶和教育的過程[13]。學(xué)科育人是化學(xué)課堂教學(xué)的根和魂，教師要善于在知識(shí)教學(xué)中挖掘育人因子、在素養(yǎng)培育的過程中滲透育人素材，對(duì)學(xué)生進(jìn)行精神熏陶、價(jià)值觀感化和人格滋潤，教師基于學(xué)科育人的教學(xué)能使課堂充滿濃濃的化學(xué)情。

蘇教版《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》介紹阿司匹林的制備原理和實(shí)驗(yàn)操作，教師可以“提高藥物產(chǎn)率、降低藥物副作用”的線索設(shè)計(jì)教學(xué)，展示化學(xué)家尋找治病良藥、探索制備阿司匹林的漫長過程，如圖2所示。

這樣的教學(xué)跳出了“原理講解、操作演示”的學(xué)科小系統(tǒng)，從“科學(xué)探索、造福生命”的社會(huì)大系統(tǒng)著力，凸顯物質(zhì)制備和合成在化學(xué)中的獨(dú)特學(xué)科價(jià)值和巨大社會(huì)價(jià)值，凸顯化學(xué)家克難攻關(guān)的科學(xué)精神和人格魅力。這樣的教學(xué)感染學(xué)生以嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)、一絲不茍的態(tài)度、規(guī)范有序的操作制備阿司匹林，把提高產(chǎn)率的要求落實(shí)到操作細(xì)節(jié)，把誤差分析的要求落實(shí)到操作步驟，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)本體知識(shí)及實(shí)驗(yàn)學(xué)科價(jià)值的同步教學(xué)。

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)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的一門基礎(chǔ)學(xué)科，特征是從微觀層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)，以符號(hào)形式描述物質(zhì)，在不同層面創(chuàng)造物質(zhì)[14]。當(dāng)下很多教學(xué)立意還只停留在“純知識(shí)講授”的層面，教師提升教學(xué)能力要以化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)特征為基點(diǎn)，從學(xué)科育人的高度統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)目標(biāo)、重組教學(xué)內(nèi)容，在知識(shí)教學(xué)和素養(yǎng)培養(yǎng)中鑲嵌育人思想，培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、價(jià)值觀和世界觀，這是踐行學(xué)科育人的有效途徑。

3 結(jié)束語

教育的價(jià)值在于喚醒每一個(gè)孩子的潛能，幫助孩子找到特殊使命和注定要做的事情;學(xué)習(xí)的實(shí)踐是學(xué)生“同客觀世界的相遇和對(duì)話、同他者的相遇和對(duì)話、同自我的相遇和對(duì)話”[15];教師的使命要為實(shí)現(xiàn)教育的價(jià)值提供支撐，為每一個(gè)學(xué)生的發(fā)展提供希望?；诨瘜W(xué)學(xué)科理解、提升教學(xué)能力要求教師追蹤知識(shí)本源、培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)、踐行學(xué)科育人，教師要不斷革新教學(xué)理念，完善教學(xué)行為，鋪陳教學(xué)風(fēng)景，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)踐中充分和“世界、他者、自我”美麗地相遇、激情地對(duì)話、健康地成長！

參考文獻(xiàn)：

[1][2][4][8][14]中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S]， 北京： 人民教育出版社， 2018： 76， 76， 3， 84， 1.

[3]梁永平. 論化學(xué)教師的課程知識(shí)及其發(fā)展[J]. 化學(xué)教育， 2012， （17）： 3～4.

[5]王磊等. 核心素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)教學(xué)實(shí)踐與探索[M]. 北京： 北京師范大學(xué)出版社， 2018： 6～7.

[6]龔怡祖. 學(xué)科的內(nèi)在建構(gòu)路徑與知識(shí)運(yùn)行機(jī)制[J]. 教育研究， 2013， （9）： 12～24.

[7]菲利普等. 化學(xué)概念與應(yīng)用[M]. 杭州： 浙江教育出版社， 2016： 576～578.

[9]李昱蓉. 具身學(xué)習(xí)： 立足學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)方式[J]. 當(dāng)代教育科學(xué)， 2017， （9）： 7～10.

[10]龍中柱等. 超臨界反應(yīng)技術(shù)在廢舊塑料回收再生方面的應(yīng)用[J]. 化工進(jìn)展， 2001， （5）： 15～19.

[11]王磊. 基于學(xué)生核心素養(yǎng)的化學(xué)學(xué)科能力研究[M]. 北京： 北京師范大學(xué)出版社， 2017： 2.

[12]肖中榮. 基于素養(yǎng)培育的三類教學(xué)活動(dòng)形式[J]. 教學(xué)月刊， 2019， （5）： 26～27.

[13]肖中榮. 基于學(xué)科育人的化學(xué)教學(xué)要注意“三要三忌”[J]. 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考， 2019， （6）： 10.

[15]鐘啟泉. 基于核心素養(yǎng)的課程發(fā)展： 挑戰(zhàn)和課題[J]. 全球教育展望， 2016， （1）： 18～20.