淺談初中化學(xué)學(xué)科“變化觀念與平衡思想”的素養(yǎng)培養(yǎng)

朱孔洲

化學(xué)核心素養(yǎng)可界定為學(xué)生應(yīng)具備的、能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的、具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的關(guān)鍵能力和必備品格，主要包括“宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)精神與社會責(zé)任”?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)概念的提出，對初中化學(xué)教學(xué)的影響是深遠(yuǎn)的?；瘜W(xué)教師需要思考，對化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)應(yīng)當(dāng)如何理解？化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落地的途徑又是什么？筆者在思考這些問題的時候，結(jié)合化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的五個要素，結(jié)合具體的教學(xué)實踐，得出一個判斷：任何一個化學(xué)知識的教學(xué)，都不可能讓素養(yǎng)的五個要素得到滿足，比較實際的選擇應(yīng)當(dāng)是結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，分析其中可能培育的核心素養(yǎng)要素，然后努力去實現(xiàn)核心素養(yǎng)要素的落地。

重視變化觀念與平衡思想的培養(yǎng)

初三是學(xué)生剛剛接觸化學(xué)的階段，根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，初中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)最大的感受就是“變化”，這個變化就是化學(xué)變化嗎？“化學(xué)反應(yīng)”成為學(xué)生學(xué)了化學(xué)之后經(jīng)常說的一個詞。教師要充分利用學(xué)生的這種認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)成為學(xué)生在化學(xué)課堂上的口頭禪時，意味著學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)形成了一種比較好的直覺性認(rèn)識，這種直覺認(rèn)識是變化觀念培養(yǎng)的基礎(chǔ)。

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)視角下的變化觀念，強(qiáng)調(diào)的是在變化基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的觀念，變化是化學(xué)學(xué)科中的基本現(xiàn)象，觀念是學(xué)生對化學(xué)變化的基本判斷依據(jù)。化學(xué)變化中的平衡思想，是一個非常重要的理念性認(rèn)識，絕大多數(shù)初中學(xué)生在剛剛開始學(xué)習(xí)化學(xué)時，最感興趣的是發(fā)生變化的化學(xué)現(xiàn)象，而平衡思想?yún)s意味著在“變”的當(dāng)中存在著“不變”，正是變與不變，使得化學(xué)學(xué)科表現(xiàn)出與其他學(xué)科不同的魅力。本著變化觀念與平衡思想的培養(yǎng)，教師需要在教學(xué)中尋找相關(guān)的素材，而初步研究發(fā)現(xiàn)，“質(zhì)量守恒定律”就是這一核心素養(yǎng)要素的重要教學(xué)素材。

質(zhì)量守恒定律是相對于化學(xué)反應(yīng)前后物體質(zhì)量的變化規(guī)律而言的，由于學(xué)生的生活經(jīng)驗中，好多事例并不能反映質(zhì)量守恒，使得這一內(nèi)容的教學(xué)有了更多的挑戰(zhàn)。從學(xué)習(xí)心理的角度來看，當(dāng)學(xué)生接觸到的事例并不能反映質(zhì)量守恒的時候，反而是一個較好的教學(xué)契機(jī)，只要在學(xué)生原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上打破平衡，那就會激活學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，從而讓學(xué)生在建筑質(zhì)量守恒定律的過程中形成變化觀念與平衡思想。

在實際教學(xué)中，教師向?qū)W生問了一個問題：生活中的蠟燭燃燒是不是化學(xué)反應(yīng)？蠟燭燃燒前后質(zhì)量有變化嗎？這個問題學(xué)生憑著生活經(jīng)驗可以很輕易地做出回答，當(dāng)然前一個問題常常能夠答對的，后一個問題常常是答錯的。教師可以明確告訴學(xué)生答案是錯的，從而引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知失衡——再次達(dá)到認(rèn)知平衡的過程，既是新的化學(xué)知識建構(gòu)的過程，也是變化觀念與平衡思想得到培養(yǎng)的過程。在教學(xué)過程中，學(xué)生思維的對象肯定是“明明蠟燭燃燒完了，灰飛煙滅，為什么說質(zhì)量還是守恒的呢”這一問題，有了這個問題，學(xué)生在理解蠟燭燃燒這個化學(xué)變化的時候，就可以將研究的對象從眼睛觀察到的現(xiàn)象，到整個參與化學(xué)反應(yīng)的過程，學(xué)生就認(rèn)識到類似于燃燒這樣的現(xiàn)象，既要關(guān)注有形的蠟燭，也要關(guān)注無形的氧氣，還要關(guān)注無形的生成物。在化學(xué)學(xué)習(xí)的初始階段，形成這樣的認(rèn)識，對于后續(xù)的學(xué)習(xí)顯然是有幫助的。

培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想，可以很好地將學(xué)生從無休止的重復(fù)運(yùn)算中解脫出來，讓他們從化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的角度來認(rèn)識自己的化學(xué)學(xué)習(xí)，既避免了學(xué)習(xí)的疲勞感，還可以有效促成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落地。

面向認(rèn)知規(guī)律培養(yǎng)變化觀念與平衡思想

要真正培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想，離不開學(xué)生認(rèn)知的參與。認(rèn)知是支配學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)過程的最根本的規(guī)律，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，在“質(zhì)量守恒定律”的教學(xué)中，在上述提出的問題的基礎(chǔ)上，后續(xù)的教學(xué)，筆者是這樣設(shè)計的：

先陳述并提出問題：在蠟燭燃燒的過程中，我們發(fā)現(xiàn)質(zhì)量變少了。在闡述這一點的時候，留一點時間讓學(xué)生思考，當(dāng)學(xué)生認(rèn)同這一點之后，教師再去打破學(xué)生的認(rèn)知平衡：實際上有些化學(xué)反應(yīng)過程中質(zhì)量還變大了，比如1673年英國著名的化學(xué)家波義耳在做加熱金屬的實驗時，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)之后金屬的質(zhì)量就增加了?；瘜W(xué)反應(yīng)的過程中，質(zhì)量到底是增加了還是減少了呢？這其中有沒有規(guī)律呢？這段闡述對學(xué)生是有暗示作用的，尤其是“有沒有規(guī)律”這個問題，學(xué)生基本都知道是有規(guī)律的，而在這個想法的驅(qū)動之下，他們也會自然地去尋找化學(xué)反應(yīng)過程中質(zhì)量變大還是變小，又或者是不變的規(guī)律。

引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，尋找判斷質(zhì)量是否變化的依據(jù)。這是變化觀念與平衡思想培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)，在這個過程中，學(xué)生要重點思考兩個問題：一是化學(xué)變化，也就是化學(xué)反應(yīng)如何觀察;二是化學(xué)反應(yīng)前后物體的質(zhì)量關(guān)系如何判定。對于這兩個問題的回答，教師可以引導(dǎo)學(xué)生以一個具體的化學(xué)反應(yīng)為例，如加熱高錳酸鉀去制取氧氣，或者是金屬錫的煅燒。大量的教學(xué)經(jīng)驗表明，在讓學(xué)生思考一些相對抽象的問題時，結(jié)合具體的實驗去思考是最佳的辦法，這是因為當(dāng)學(xué)生的思維對象由抽象的問題轉(zhuǎn)向形象的實驗時，他們的思維就有了真正的載體，問題的思考與解決才會有真正的突破。

教學(xué)實踐表明，在真正的完成實驗之前，學(xué)生就開始去預(yù)想實驗的裝置、實驗現(xiàn)象以及實驗的結(jié)果，這是一個將使化學(xué)變化在大腦中進(jìn)行構(gòu)思的過程，是一個很好的培養(yǎng)學(xué)生變化觀念的載體。筆者在化學(xué)教學(xué)中有一個習(xí)慣，就是在做化學(xué)實驗之前讓學(xué)生去思考：選擇什么樣的實驗器材，如何裝配這些實驗器材，初步想象實驗可能觀察到的現(xiàn)象。可以肯定的講，學(xué)生的這一思維加工過程比只做實驗而不思考的效果更好，從變化觀念培養(yǎng)的角度來看，更是有益。再去解決如何判定質(zhì)量變化的問題，學(xué)生所想到的就是實驗前、后注意參與化學(xué)反應(yīng)的特質(zhì)變化，能夠比較容易的尋找到方法。在確定的方法的基礎(chǔ)上，每一個化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量都是不變的，平衡思想也就建立了起來。

變化觀念與平衡思想是核心素養(yǎng)培育的重要窗口

變化觀念與平衡思想的培養(yǎng)，不僅是讓學(xué)生體驗到化學(xué)變化、判斷出平衡，關(guān)鍵是要讓學(xué)生形成觀念與思想。有研究指出，變化觀念與平衡思想的培養(yǎng)，應(yīng)關(guān)注知識框架的構(gòu)建、思維模型的構(gòu)建和學(xué)生興趣的保護(hù)。初中學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)過程肯定需要興趣的驅(qū)動，要保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，注重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，要看看學(xué)生在某一個具體的化學(xué)知識學(xué)習(xí)過程中會有什么樣的想法，基于學(xué)生的想法去因勢利導(dǎo)，才能讓變化觀念與平衡思想順利形成。

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育，實際上是當(dāng)前化學(xué)學(xué)科教學(xué)的一個終極目標(biāo)，這個目標(biāo)的達(dá)成需要一個具體的途徑，而結(jié)合化學(xué)教學(xué)的傳統(tǒng)去尋找這一途徑，并不是一件輕而易舉的事情。只有當(dāng)化學(xué)教學(xué)途徑中蘊(yùn)含著化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要素時，這條途徑才能通往核心素養(yǎng)落地的真正途徑。將變化觀念與平衡思想當(dāng)做核心素養(yǎng)培育的重要窗口，考慮到的正是學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中，變化與平衡是最重要的兩個關(guān)鍵詞，這兩個關(guān)鍵詞的背后，是豐富的化學(xué)反應(yīng)與現(xiàn)象，以及蘊(yùn)含在化學(xué)現(xiàn)象背后的平衡思想。認(rèn)識到這一點，就會發(fā)現(xiàn)將變化觀念與平衡思想當(dāng)做核心素養(yǎng)培育重要窗口的意義，正在于變化與平衡的基礎(chǔ)性價值。

通過認(rèn)知失衡激發(fā)學(xué)生的探究興趣，通過實驗前的構(gòu)思強(qiáng)變化觀念，通過實驗的設(shè)計與完成得出化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量的守恒，這是尊重學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的體現(xiàn)，也是變化觀念與平衡思想培養(yǎng)的重要途徑。從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培育的角度來看，變化觀念與平衡思想打開了核心素養(yǎng)落地的窗口，核心素養(yǎng)培育的前景會因此而光明。

■ 編輯/王? ? 波