優(yōu)化課堂教學(xué)策略培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)

吳偉豐

[摘 要]化學(xué)教師必須適應(yīng)新時(shí)代的要求，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，以對比教學(xué)為階梯、情境教學(xué)為途徑、生成建構(gòu)為目的、實(shí)踐創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)、活動(dòng)課程為輔助等來多角度優(yōu)化教學(xué)策略，以便有效進(jìn)行學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，使學(xué)生能夠適應(yīng)未來社會(huì)發(fā)展的需要。

[關(guān)鍵詞]課堂教學(xué)策略；學(xué)科核心素養(yǎng)；“參照一對比”；“情境—探究”

[中圖分類號(hào)] G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-6058（2018）26-0065-03

精心優(yōu)化教學(xué)的情境、方法、行為、內(nèi)容、過程、路徑等教學(xué)策略，是培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要保證。下面筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，列舉如何運(yùn)用不同的課堂教學(xué)策略有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、實(shí)施“參照—對比”教學(xué)，引導(dǎo)宏觀辨識(shí)與微觀探析

“參照—對比”教學(xué)策略，要求教師在教學(xué)活動(dòng)中結(jié)合學(xué)生的已有知識(shí)和生活實(shí)際，選用學(xué)生熟知的有比較價(jià)值的實(shí)例，搭建學(xué)生認(rèn)識(shí)新事物的階梯，引領(lǐng)學(xué)生通過比較、思考、探究后建構(gòu)新的知識(shí)。

例如，在對“化學(xué)反應(yīng)為什么有的吸熱、有的放熱”進(jìn)行理論探究時(shí)，可以從宏觀和微觀兩個(gè)角度進(jìn)行。首先，讓學(xué)生以宏觀事物“水能變化”為參照，與化學(xué)反應(yīng)中的“化學(xué)能變化”進(jìn)行對比，得出結(jié)論：可以通過比較反應(yīng)物總能量與生成物總能量的大小來確定反應(yīng)是放熱的還是吸熱的。然后，從微觀角度來探討，如我們可以從舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成時(shí)發(fā)生能量變化的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)為什么會(huì)有吸熱和放熱之分（如圖1）。

通過從宏觀和微觀的角度對問題進(jìn)行分析，培養(yǎng)學(xué)生多角度對問題進(jìn)行探究的能力，養(yǎng)成由外到內(nèi)、由表及里探究問題的習(xí)慣。采用這種“參照—對比”的方法進(jìn)行思考分析，有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)。

二、采取“情境—探究”教學(xué)，建立變化觀念與平衡思想

“情境—探究”教學(xué)策略要在教學(xué)過程中選取符合學(xué)生實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)和原有知識(shí)的典型實(shí)例，來營造情感氛圍，使學(xué)生在合適的情感氛圍中主動(dòng)探究、建構(gòu)新的知識(shí)。學(xué)生對于化學(xué)反應(yīng)隨著條件的變化而變化了解不多、印象不深，這就需要教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)各種探究情境，使學(xué)生在知識(shí)探究的過程中建立變化觀念與平衡思想。如，氫氧燃料電池正極上的電極反應(yīng)會(huì)隨著介質(zhì)的不同而不同，我們可以設(shè)計(jì)如下教學(xué)情境，讓學(xué)生在情境中對此問題進(jìn)行探究。

問題情境1：寫出下列圖2至圖5四種氫氧燃料電池的正極電極反應(yīng)式。

經(jīng)過探究，學(xué)生發(fā)現(xiàn)這四種電池雖然都是氫氧燃料電池，但由于介質(zhì)的不同，正極的電極反應(yīng)式也不相同。通過類似這樣的探究變化讓學(xué)生明白許多化學(xué)反應(yīng)隨著反應(yīng)條件的變化而變化，可以幫助學(xué)生樹立變化觀念，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)事物總是發(fā)展和變化的。同時(shí)要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到正是由于事物的發(fā)展與變化，才會(huì)不斷打破舊的平衡，建立新的平衡。如在探究物質(zhì)變化過程中的微觀粒子時(shí)，我們可以設(shè)計(jì)如下教學(xué)情境，讓學(xué)生在情境中探究。

問題情境2：分別溶有Cl2、Br2、I2、NH3、SO2、CO2的六種水溶液中各存在哪些微粒？這些微粒各有何性質(zhì)？為什么“84消毒液”與“潔廁精”不能混合使用？為什么濃鹽酸與次氯酸鈉固體反應(yīng)時(shí)生成氯氣，而稀鹽酸與次氯酸鈉固體反應(yīng)時(shí)生成次氯酸？久置氯水和新制氯水成分上有什么差別？原因是什么？將碳酸鈣粉末加入新制氯水中會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)？將碳酸鹽加入新制氯水中能增強(qiáng)漂白效果嗎？NO2與Br2兩種氣體能用硝酸銀溶液鑒別嗎？

這些問題可以分別從溶解平衡、化學(xué)平衡、電離平衡等角度加以解釋，即凡是平衡式的兩邊微粒都是同時(shí)存在的。如新制氯水中存在如下四個(gè)電離式，其中前三個(gè)是平衡式： Cl2+H2O [ ]HCl+HClO，HClO [ ]OH++ClO-，H2O [ ]H++OH-，HCl=H++Cl-，故溶液中有三種分子、四種離子，溴水、碘水與之類似；氨水中存在兩個(gè)平衡式： NH3+H2O [ ]NH3·H2O [ ]NH[+4]+OH-，H2O [ ]H++OH-，故溶液中有三種分子、三種離子；SO2的水溶液中存在三個(gè)平衡式：SO2+H2O [ ]H2SO3 [ ]H++HSO[-3]，HSO[-3] [ ]H++SO[2-3]，H2O [ ]H++OH-，故溶液中有三種分子、四種離子，CO2水溶液與之類似。有了以上分析，許多問題均可迎刃而解，同時(shí)也幫助學(xué)生建立起牢固的平衡思想。

三、進(jìn)行“互動(dòng)—生成”教學(xué)，助力證據(jù)推理與模型認(rèn)知

證據(jù)推理的主要問題在于理解并收集有效證據(jù)進(jìn)行邏輯推理；模型認(rèn)知主要是把研究對象的一些次要的、表面的干擾性因素去掉，從而以簡化易懂的形式重現(xiàn)原理本質(zhì)的一種科學(xué)思想。證據(jù)推理與模型認(rèn)知是一個(gè)接受信息、處理信息、輸出信息的過程，是學(xué)與用的統(tǒng)一。

如在氣體摩爾體積的教學(xué)中，可運(yùn)用“科學(xué)探究五階段模式”進(jìn)行證據(jù)推理，學(xué)生在“互動(dòng)—生成”過程中，一步步地建立起認(rèn)知?dú)怏w摩爾體積和阿伏加德羅定律的模型，最終達(dá)到實(shí)現(xiàn)從本質(zhì)上認(rèn)知該知識(shí)點(diǎn)并能靈活應(yīng)用。

1.創(chuàng)設(shè)問題情境階段

教師展示如圖6所示的實(shí)驗(yàn)裝置，常溫、常壓下左右兩個(gè)干燥管里分別裝有純凈的氧氣和氯氣，在左邊的導(dǎo)管中用一小滴紅墨水將氧氣與外界隔離，中間的活塞在實(shí)驗(yàn)前關(guān)緊。

2.問題與假設(shè)階段

教師設(shè)置問題：若打開活塞，紅墨水的位置會(huì)如何變化？并說明理由。

甲同學(xué)認(rèn)為紅墨水向右移，理由是根據(jù)初中學(xué)過的“兩種液體混合后的體積略小于兩者原體積之和”，同樣氣體分子間也有空隙，兩種氣體混合，體積也應(yīng)略為減少。乙同學(xué)認(rèn)為紅墨水不會(huì)移動(dòng)。因?yàn)樵谕粋€(gè)水平位置，活塞打開和不打開是一樣的。丙同學(xué)認(rèn)為：紅墨水會(huì)移動(dòng)，理由是氣體體積會(huì)改變，壓強(qiáng)會(huì)有變化，但不知道清楚怎么變。

3.實(shí)驗(yàn)與事實(shí)階段

請一位學(xué)生上臺(tái)打開活塞，其他學(xué)生一起觀察現(xiàn)象。

師：你們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是怎樣的？

生1：紅墨水沒有移動(dòng)，體積不變。

師：為什么呢？

（生1表示驚訝，疑惑，不知該如何回答）

4.解釋與建立模型階段

師：氣體的量一定時(shí)，影響其體積的因素有哪些？

生2：加壓，氣體體積減??；升溫，氣體體積增大。

師：正確，那么為什么會(huì)這樣呢？

生2：加壓使分子相互靠攏，分子間間距縮小，使體積減?。簧郎乜梢允狗肿又g的距離拉大，使體積增大。

師：對，當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，分子間間距是一定的，一個(gè)分子所占的空間也是一定的。你們能否建立一種模型呢？

（學(xué)生經(jīng)過討論、合作、嘗試，最終得出如圖7所示的模型）

師：很好。這種模型能夠表示一個(gè)分子在一定的壓強(qiáng)和溫度條件下所占的空間。事實(shí)上，氣體分子本身的大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于分子之間的距離，所以氣體分子本身的大小可以忽略。在分子數(shù)一定的情況下，影響氣體體積的主要因素是分子間的距離。下面請思考如何在此基礎(chǔ)上建立起多個(gè)分子所占體積的模型。

（學(xué)生經(jīng)過交流討論，認(rèn)為多個(gè)氣體分子所占體積可以看作是多個(gè)小立方體堆積起來所占的空間，學(xué)生動(dòng)手畫出如圖8的模型）

師：對的。那么，你們能否根據(jù)建立的模型來說明溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，決定氣體體積的因素是什么？

生3：在一定的溫度和壓強(qiáng)下，分子間的平均距離是相等的，分子本身的體積很小，可以忽略不計(jì)。因此，氣體體積的大小只取決于分子數(shù)的多少。

師：你們得出的結(jié)論也可以這樣描述：在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。這就是著名的阿伏加德羅定律。

師：大家已經(jīng)學(xué)過摩爾質(zhì)量的概念，請參照此概念推測氣體摩爾體積的概念。

生4：氣體摩爾體積就是1mol氣體所占的體積。

師：正確。

5.運(yùn)用與推論階段

師：實(shí)驗(yàn)證明：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1摩爾的任何氣體所占的體積約為22.4L。請問如果不在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol氣體的體積有沒有可能是22.4L呢？

生4：根據(jù)阿伏加德羅定律推斷是有可能的。如升溫可以加大分子間距，加壓可以減小分子間距，兩者的影響作用可以抵消，即便不在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體體積仍舊可以是22.4L，或同時(shí)降溫、減壓也有可能。

師：根據(jù)上面的討論，請同學(xué)們思考在運(yùn)用氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律時(shí)需要注意什么？

生5：一是適用于氣體，二是注意溫度、壓強(qiáng)。

師：很好?，F(xiàn)在請大家解釋剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：打開活塞后紅墨水為什么沒有移動(dòng)？

生6：因?yàn)榇蜷_活塞前后兩個(gè)干燥管中氣體分子總數(shù)不變，又在同溫、同壓下，氣體分子間距離不變，氣體體積不變，因此紅墨水不會(huì)移動(dòng)。

師：今天我們通過探究充分理解了氣體摩爾體積的概念和阿伏加德羅定律，認(rèn)識(shí)到在同溫、同壓下幾種互不反應(yīng)氣體的體積是可以直接相加的。

該教學(xué)過程一改傳統(tǒng)的用大量數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象概括的教學(xué)方式，而是充分展現(xiàn)了證據(jù)推理和模型認(rèn)知及應(yīng)用的過程。在有效突破氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律這一教學(xué)重難點(diǎn)的同時(shí)，強(qiáng)化了學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

四、利用“設(shè)計(jì)—實(shí)踐”教學(xué)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)

“設(shè)計(jì)—實(shí)踐”教學(xué)策略是理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)，是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生運(yùn)用原有知識(shí)設(shè)計(jì)解決疑問的方案、辦法、實(shí)驗(yàn)，并付諸實(shí)施，在實(shí)施過程中鞏固原有知識(shí)、解決疑難問題、汲取新知識(shí)的一種教學(xué)形式，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)的不可或缺的一種教學(xué)模式。如在教學(xué)“化學(xué)反應(yīng)速率”時(shí)，可以分以下五個(gè)階段實(shí)施“設(shè)計(jì)—實(shí)踐”教學(xué)策略。

1.問題情境創(chuàng)設(shè)階段

利用視頻展示可燃性氣體既可安靜燃燒又可爆炸的場景，說明物質(zhì)的反應(yīng)速率隨外界條件的改變而改變。提出問題：

（1）怎樣判斷反應(yīng)的快慢？（用比較的方法，如視頻中展示的）

（2）假如只研究一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的快慢，怎么定量描述反應(yīng)的快慢呢？（此時(shí)不能用比較的方法，引出“化學(xué)反應(yīng)速率”這一概念）

（3）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些？

2.問題答案猜想階段

學(xué)生通過獨(dú)立思考、小組討論、猜測問題的答案。

3.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)階段

引導(dǎo)啟發(fā)：探究溫度、催化劑對反應(yīng)“2H2O2=2H2O+O2”的影響，將溫度（升高或降低）和催化劑（不加催化劑或者加入MnO2、CuSO4、FeCl3等）作為可變量，其他的則控制為不變量。

因兩種條件下的反應(yīng)均有氣體產(chǎn)生，所以可以利用導(dǎo)管將產(chǎn)生的氣體通入水中，觀察水中冒出氣泡的速度，來判斷該控制變量對反應(yīng)速率的影響。

4.實(shí)驗(yàn)探究階段

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的過程中，學(xué)生要掌握觀察反應(yīng)速率的一般方法。學(xué)生要將實(shí)驗(yàn)過程中的所想、所疑、所感記錄下來，教師對記錄的情況做必要的評(píng)價(jià)。

5.實(shí)驗(yàn)設(shè)疑與思考討論階段

通過對問題的深入討論、探究、質(zhì)疑、解疑，可以啟迪思維、增長知識(shí)、激發(fā)興趣、培養(yǎng)能力，達(dá)到探究教學(xué)的根本目的——培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)。

五、優(yōu)化“活動(dòng)—體驗(yàn)”教學(xué)，引領(lǐng)科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任

在設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)，教師不僅要關(guān)注學(xué)生在課內(nèi)的體驗(yàn)，還要把眼光放遠(yuǎn)，關(guān)注課外的天地，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注跟化學(xué)密切相關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)，進(jìn)行積極的社會(huì)體驗(yàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任。如，以“探訪飲水之殤，關(guān)注身邊化學(xué)”為主題，可以開展統(tǒng)計(jì)常用飲用水的品種、收集常用飲用水的水樣、檢測水樣、討論我們該喝什么水及凈化水的方法等系列活動(dòng)。活動(dòng)包括“前期調(diào)研，確定主題”“調(diào)查考察，分組探究”“實(shí)驗(yàn)檢測，創(chuàng)新研究”“宣傳展覽，成果推廣”四個(gè)階段。學(xué)生在調(diào)查、采集、檢測、探究、總結(jié)、展示、評(píng)價(jià)等一系列活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)并解決生活實(shí)際中的“飲水”問題，體會(huì)所學(xué)科學(xué)知識(shí)用于實(shí)際生活的成就感，加深對本地環(huán)境的了解，從而自覺惜水、節(jié)水，培養(yǎng)科學(xué)精神，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

綜上所述，在實(shí)際教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生某一方面的核心素養(yǎng)可以不拘泥于某一教學(xué)策略，同樣某一教學(xué)策略可以用于多方面核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此，教師要在一定的教育教學(xué)理論的指導(dǎo)下，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，通過一系列教學(xué)模式和方法，精選并優(yōu)化、創(chuàng)新高中化學(xué)課堂教學(xué)策略，以促進(jìn)高中生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成，使其成為具有長遠(yuǎn)發(fā)展?jié)摿Φ娜恕?/p>

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 汪潮.解讀“建構(gòu)性教學(xué)”[J]. 浙江教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2001（4）：76-82.

[2] 韋文金.化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)中認(rèn)知沖突的設(shè)置：以化學(xué)反應(yīng)與能量變化為例[J]. 亞太教育，2015（31）：107-108.

[3] 陸余平.以化學(xué)建模方法設(shè)計(jì)《氣體摩爾體積》教學(xué)過程[J]. 化學(xué)教學(xué)，2007（7）：43-44.

[4] 劉景玲.高中新課程教學(xué)中化學(xué)回歸生活的實(shí)踐與思考[J]. 課程教材教學(xué)研究（中教研究），2011（Z6）：58-59.

（責(zé)任編輯 羅 艷）