初中化學(xué)教學(xué)中的教材片段重構(gòu)*

摘? ?要? ? 教師以課標(biāo)為依據(jù)，結(jié)合學(xué)生及教學(xué)實(shí)際需求，對教材內(nèi)容適度增刪、重組、調(diào)整及加工，可以做到對教材內(nèi)容的優(yōu)化處理，從而實(shí)現(xiàn)教材內(nèi)容向教學(xué)內(nèi)容更好轉(zhuǎn)化。以人教版九年級《化學(xué)》上冊中四個(gè)教學(xué)實(shí)例，闡述了實(shí)際教學(xué)中進(jìn)行教材片段重構(gòu)的具體策略。

關(guān)鍵詞? 初中化學(xué)? 教材分析? 教材片段重構(gòu)

教材是最重要也是最基本的教學(xué)資源，它匯集了優(yōu)秀的研究成果和前沿的教學(xué)理念，吸收了專家和學(xué)者們的智慧，蘊(yùn)含著先進(jìn)的教學(xué)方法和教學(xué)模式，發(fā)揮著“信息源功能”“結(jié)構(gòu)化功能”和“指導(dǎo)性功能”[1]。教材對知識的呈現(xiàn)是靜態(tài)的，而學(xué)生的發(fā)展是動態(tài)的;教材的知識結(jié)構(gòu)整齊劃一，而學(xué)生的實(shí)際需要?jiǎng)t多種多樣;教材常將學(xué)習(xí)方法隱藏于教學(xué)內(nèi)容之中，而學(xué)生卻希望得到具體明確的指導(dǎo)。面對教材的種種局限，教學(xué)中教師要依據(jù)課程內(nèi)容的階段性、發(fā)展性和學(xué)生的可接受性，尊重化學(xué)概念的生長性、定量表征的價(jià)值性、性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的相依性、化學(xué)史實(shí)的線索性，對教材進(jìn)行二度開發(fā)重構(gòu)，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)的發(fā)展奠定良好的學(xué)科素養(yǎng)。

一、利用雙向轉(zhuǎn)化思維，重構(gòu)教材實(shí)例

化學(xué)是從宏觀和微觀兩個(gè)維度研究物質(zhì)的一門科學(xué)，因此，宏觀著眼-微觀分析-符號表征是化學(xué)陳述性知識的認(rèn)知方式[2]，也是化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)維度之一。初中化學(xué)對“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”主題學(xué)習(xí)中，只有將宏觀的物質(zhì)特性與其微觀構(gòu)成關(guān)聯(lián)起來，才符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的學(xué)習(xí)過程。利用宏、微觀結(jié)合思想從兩個(gè)維度來認(rèn)識和分析化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)問題，當(dāng)面對聞得到、看得見、摸得著、可測量的生活事實(shí)和化學(xué)現(xiàn)象時(shí)，能夠條件反射地思考宏觀現(xiàn)象背后的微觀本質(zhì)，能夠用原子的、分子的、離子的和結(jié)構(gòu)的觀念知識，對化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋。反之，當(dāng)面對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)時(shí)，能夠有意識地猜想和預(yù)測物質(zhì)可能具有的宏觀性質(zhì)，這便形成一條雙向轉(zhuǎn)化思維的回路。

現(xiàn)行人教版教材九年級上冊48頁第一自然段對“物質(zhì)由微觀粒子構(gòu)成”采用陳述式引入三個(gè)生活中的經(jīng)驗(yàn)實(shí)例：走過花圃會聞到香味;濕的衣服經(jīng)過晾曬就會變干;糖塊放到水里會逐漸“消失”，而水卻有了甜味。教材雖然沿著學(xué)生熟悉的典型生活經(jīng)驗(yàn)的路徑出發(fā)[3]，引導(dǎo)學(xué)生思考和討論能夠證明微觀粒子運(yùn)動的常見現(xiàn)象，導(dǎo)入教學(xué)內(nèi)容。但是，審視三個(gè)實(shí)例涉及到的物質(zhì)后發(fā)現(xiàn)，其微粒都是由分子構(gòu)成的，沒有對“微觀粒子”概念的生長性留有余地，學(xué)生會誤認(rèn)為構(gòu)成物質(zhì)的微粒只有分子，對后續(xù)學(xué)習(xí)微粒的多樣性沒有埋下伏筆?；诖?，教師在教學(xué)中不妨突破教材提供的三個(gè)實(shí)例進(jìn)行重構(gòu)，調(diào)整為：濕的衣服經(jīng)過晾曬就會變干;水銀溫度計(jì)遇熱水銀柱上升;食鹽放到水里會逐漸“消失”，而水卻有了咸味。調(diào)整后三個(gè)實(shí)例中涉及到的物質(zhì)分別是“水、水銀、食鹽”，構(gòu)成這三種物質(zhì)的微粒則分別是“水分子、汞原子、鈉離子和氯離子”。這樣對教材實(shí)例進(jìn)行重構(gòu)，更有利于體現(xiàn)宏、微觀結(jié)合的初中化學(xué)核心素養(yǎng)的學(xué)科特征。具體呈現(xiàn)方式見圖1。

利用雙向轉(zhuǎn)化思維，教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了前后連貫。學(xué)生既能在初學(xué)時(shí)認(rèn)識到構(gòu)成物質(zhì)的微粒性，也能為后續(xù)的學(xué)習(xí)提供“前概念”，由構(gòu)成物質(zhì)的“微粒性”認(rèn)識到構(gòu)成物質(zhì)微粒的“多樣性”，從而可以提升學(xué)生的高階思維能力。

二、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)框圖，重構(gòu)輔助實(shí)驗(yàn)

化學(xué)的發(fā)展既經(jīng)歷了從宏觀到微觀，也經(jīng)歷了從定性到定量。任何化學(xué)現(xiàn)象或事實(shí)背后都存在數(shù)量關(guān)系[4]。生產(chǎn)生活、化學(xué)科研和化學(xué)實(shí)驗(yàn)中都普遍存在著需要從定量的角度去解決化學(xué)問題。定量觀是一種重要的化學(xué)學(xué)科思想[5]。

現(xiàn)行人教版教材有關(guān)定量思想分散滲透在多個(gè)章節(jié)。例如空氣中氧氣含量測定，物質(zhì)構(gòu)成的奧秘中相對原子（分子）質(zhì)量，自然界中水的組成，利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算，溶液的濃度，常見溶液中的酸堿度等。由于教材安排比較分散，很多初中化學(xué)教師對定量教學(xué)的意識不高，對這個(gè)內(nèi)容的處理也常當(dāng)作孤立的知識來教學(xué)，不能從定性層面上升到定量層面。為此，筆者設(shè)計(jì)了學(xué)習(xí)框圖（見圖2），意在通過利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算，從反應(yīng)物、生成物的質(zhì)量關(guān)系來研究物質(zhì)的化學(xué)變化，從而為生產(chǎn)實(shí)踐中控制投料、產(chǎn)出提供理論依據(jù)。

依據(jù)圖2，教師需要在“為什么要計(jì)算”這一環(huán)節(jié)上下功夫，重構(gòu)教材內(nèi)容。從實(shí)際需要出發(fā)，可以創(chuàng)設(shè)一個(gè)與教材例題相匹配的實(shí)驗(yàn)情境（見圖3）。實(shí)驗(yàn)課上，老師要每組同學(xué)用高錳酸鉀各制取一瓶氧氣，出現(xiàn)了圖3所示兩種情況，由此引出問題：

（1）實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)圖3現(xiàn)象的原因是什么？

（2）理論上至少應(yīng)該取用多少藥品才能既滿足實(shí)驗(yàn)要求，又不浪費(fèi)藥品？

（3）依據(jù)質(zhì)量守恒定律，高錳酸鉀和氧氣之間存在怎樣的質(zhì)量關(guān)系？

（4）如果已知高錳酸鉀的質(zhì)量，那么如何計(jì)算出氧氣的質(zhì)量？

（5）假設(shè)情境中集氣瓶的容積為200毫升，200毫升這個(gè)量能否直接代入方程式進(jìn)行計(jì)算？

從定性到定量，不僅能讓學(xué)生明白在化學(xué)中“為什么要計(jì)算”，還能引導(dǎo)學(xué)生步入“怎樣來計(jì)算”的學(xué)習(xí)過程，將知識、知識生成的方法和化學(xué)觀念有機(jī)結(jié)合起來，形成化學(xué)定量觀，能有效增進(jìn)教學(xué)效果。

三、立足微觀結(jié)構(gòu)，重構(gòu)教學(xué)情境

“性構(gòu)相依”思想是中學(xué)化學(xué)一個(gè)重要的學(xué)科思想。物質(zhì)的“性構(gòu)相依”思想，是指研究和學(xué)習(xí)化學(xué)過程中形成的有關(guān)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間相互聯(lián)系的思想觀念。物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)共同決定物質(zhì)的性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)又反映了物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)。教學(xué)中，首先要抓住“結(jié)構(gòu)”這個(gè)關(guān)鍵，讓學(xué)生明確結(jié)構(gòu)的層次性（見圖4）。

初中化學(xué)教學(xué)中涉及性構(gòu)相依思想的內(nèi)容有三個(gè)方面：原子結(jié)構(gòu)與元素、物質(zhì)的性質(zhì);物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì);分子及分子間的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)。這些內(nèi)容幾乎貫穿于化學(xué)教材全冊，而“性構(gòu)相依”思想則“隱藏”在了各個(gè)知識點(diǎn)之后，既分散又“隱性”，不利于突出“性構(gòu)相依”思想的重要性。因此，教師需要用統(tǒng)攝的思路組織學(xué)生對物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)，并把隱性的“性構(gòu)相依”思想顯性地傳遞給學(xué)生。

以單質(zhì)碳的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)為例，人教版教材九年級上冊110頁關(guān)于單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)是用兩個(gè)自然段開篇的。由我國古代字畫能夠保存很長時(shí)間而不褪色，引出在常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑。繼而提出：如果溫度升高，碳的活潑性又如何呢？由此引出碳與氧氣的反應(yīng)、碳與某些氧化物的反應(yīng)。教材100余字的介紹，旨在引出碳的穩(wěn)定性、可燃性和還原性。碳的可燃性和還原性都用實(shí)驗(yàn)做支撐，而常溫下碳具有穩(wěn)定性的原因是由現(xiàn)象推知而得。對于結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的微觀闡釋，教材并未體現(xiàn)。教學(xué)中，教師不妨嘗試另辟蹊徑，對教材進(jìn)行重構(gòu)，設(shè)置“金剛石失蹤案和錢南破案”的教學(xué)情境[6]：17世紀(jì)40年代，意大利佛羅倫薩科學(xué)院的院士用放大鏡觀察研究一小顆已經(jīng)被學(xué)院珍藏幾百年的金剛石。當(dāng)金剛石所處的位置與凸透鏡的焦點(diǎn)吻合時(shí)，金剛石竟然不翼而飛了。后來英國化學(xué)家錢南，將金剛石放進(jìn)充滿氧氣的密閉容器中燃燒，反應(yīng)結(jié)束后，測定密閉容器中的氣體成分竟然是常見的二氧化碳。而且進(jìn)一步測出，密閉容器里二氧化碳中碳元素的質(zhì)量等于金剛石的質(zhì)量。從單質(zhì)碳的多維度問題情境出發(fā)，進(jìn)行情境信息檢索（見圖5），可以將碳的化學(xué)性質(zhì)體系化地凝聚在一個(gè)事件上。此時(shí)向?qū)W生明確指出：單質(zhì)碳保存時(shí)間長，常溫下具有穩(wěn)定性，是由其結(jié)構(gòu)決定的。碳原子最外層電子數(shù)為4，使得它既不容易得到4個(gè)電子，也不容易失去4個(gè)電子，因此單質(zhì)碳在常溫下具有穩(wěn)定性。但這種穩(wěn)定是相對的，當(dāng)溫度升高時(shí)，其化學(xué)性質(zhì)會變得活潑，具有了可燃性和還原性。

基于物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)合故事情境，以問題驅(qū)動教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生從“掌握作為一種知識的化學(xué)”轉(zhuǎn)移到“理解一種思維方式的化學(xué)”，有助于落實(shí)物質(zhì)“性構(gòu)相依”的學(xué)科思想，也在一定程度上解決了教學(xué)內(nèi)容碎片化的問題。

四、整合探究歷程，重構(gòu)教材內(nèi)容

化學(xué)史實(shí)是化學(xué)學(xué)科孕育、產(chǎn)生和發(fā)展過程中的動態(tài)演變過程的相關(guān)史料和事實(shí)?！读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》在課程設(shè)計(jì)思路中指出，為了充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，教師可利用化學(xué)史料素材貫穿課堂全程[7]。在化學(xué)課堂教學(xué)中，貫穿一些化學(xué)史實(shí)，能引導(dǎo)學(xué)生追蹤化學(xué)發(fā)展的軌跡，傳遞化學(xué)家寶貴的科學(xué)精神，能增強(qiáng)學(xué)生崇尚科學(xué)、主動求知的愿望。這就要求教師關(guān)注和利用化學(xué)史實(shí)教學(xué)資源，對教材中分散的化學(xué)史實(shí)進(jìn)行合理整合，對隱性的化學(xué)史實(shí)進(jìn)行挖掘使之顯性化，對單一的史實(shí)資料進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充、完善，形成一條清晰的化學(xué)史實(shí)生成的明線。

第四單元課題3“水的組成”，現(xiàn)行人教版教材九年級上冊79頁教材原文內(nèi)容：在很長一段時(shí)間內(nèi)，水曾被看作是一種“元素”。直到18世紀(jì)末，人們通過對水的生成和分解實(shí)驗(yàn)的研究，才最終認(rèn)識了水的組成。教材引入的史實(shí)比較潛在、隱性、簡要、跨度大，意在不沖淡本課題的主體知識——水的組成。但對學(xué)生而言，對“水的組成”的來龍去脈不得而知。教學(xué)時(shí)不妨這樣重構(gòu)內(nèi)容，將水曾被看作是一種“元素”的古代五行說——普利斯特里打破水是一種元素——卡文迪許得出水有固定組成——拉瓦錫確定水是一種化合物，整合形成一條化學(xué)史實(shí)線索（見圖6），融為一體呈現(xiàn)給學(xué)生。

整堂課以史實(shí)為線索，以實(shí)驗(yàn)為證據(jù)，讓學(xué)生參與到了化學(xué)知識的發(fā)展過程，體驗(yàn)了科學(xué)發(fā)展的曲折，同時(shí)體驗(yàn)到概念定理、解決問題的思想方法從來不是“一步到位”和“天外來客”，既還原了“先立后破，不立不破”的科學(xué)探究歷程和科學(xué)家不畏艱難、敢于質(zhì)疑、敢于挑戰(zhàn)權(quán)威的科學(xué)品質(zhì)，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 鐘啟泉.“優(yōu)化教材”——教師專業(yè)成長的標(biāo)尺[J].上海教育科研，2008（01）：9.

[2] 王云生.王云生的化學(xué)教學(xué)主張[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2014：117.

[3] 韋志榕，等.義務(wù)教育教科書（人教社）《教師培訓(xùn)手冊》化學(xué)（九年級）[M].北京：人民教育出版社，2014：30.

[4] 吳晗清，陳萍，董素靜.化學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生“定量”概念的建構(gòu)[J].化學(xué)教育，2017（07）：71 .

[5] 羅月旺，李珍.初中化學(xué)定量觀的內(nèi)涵及其教學(xué)價(jià)值[J].化學(xué)教與學(xué)，2016（08）：22.

[6] 榮鳳賢.基于多維度問題情境教學(xué)模式的課例研究——“單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)“教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2016（18）：22-24.

[7] 肖川，鄒海龍，明海.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）解讀[M].武漢：湖南教育出版，2011：100-101.

【責(zé)任編輯? 郭振玲】