基于化學(xué)核心素養(yǎng)導(dǎo)向的專題教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐探索

王文

摘要：基于發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)需要樹立整體觀，即圍繞學(xué)科主題確定素養(yǎng)發(fā)展的進(jìn)階，有計(jì)劃地進(jìn)行認(rèn)識(shí)思路和核心觀念的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。本文以“氮與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展”專題教學(xué)設(shè)計(jì)為例，實(shí)踐探索發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)學(xué)科；核心素養(yǎng)；氮及其化合物；專題；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2021）28-0092

一、問(wèn)題提出

基于發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，應(yīng)該著眼于學(xué)科大概念的建立，而不只限于局部（如課時(shí)教學(xué)內(nèi)容），即圍繞化學(xué)學(xué)科主題來(lái)確定其素養(yǎng)發(fā)展的進(jìn)階，有計(jì)劃地進(jìn)行認(rèn)識(shí)思路和核心觀念的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)[1]。專題教學(xué)是指根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)與主題的教材內(nèi)容，按照學(xué)生的認(rèn)知水平和認(rèn)知特點(diǎn)、知識(shí)內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，將教學(xué)內(nèi)容整合為具有一定主題的結(jié)構(gòu)化的教學(xué)單元而開展的教學(xué)。化學(xué)教師應(yīng)樹立“專題”教學(xué)思想，從整體設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展進(jìn)階，著眼于形成從基本概念到核心概念再到學(xué)科大概念的層級(jí)清晰、相對(duì)完整的體系結(jié)構(gòu)[1]，實(shí)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化和素養(yǎng)化。本文以“氮與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展”專題為例，實(shí)踐探索發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

1.教材與課程標(biāo)準(zhǔn)的分析

本專題是蘇教版2020年7月第1版高中化學(xué)必修第二冊(cè)專題7，是在學(xué)習(xí)元素周期律后的非金屬元素的最后一個(gè)專題。這樣的編排，一是通過(guò)對(duì)元素周期律的認(rèn)識(shí)，建立“位、構(gòu)、性”模型，發(fā)展學(xué)生認(rèn)識(shí)無(wú)機(jī)物的水平；二是建構(gòu)認(rèn)識(shí)物質(zhì)多樣性的元素價(jià)態(tài)視角，以及基于此視角來(lái)建立物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系[2]。

2.學(xué)生情況分析

學(xué)生前期學(xué)習(xí)了氯、鈉、硫等元素化合物知識(shí)，初步具備了些學(xué)習(xí)元素化合物的經(jīng)驗(yàn)[3]。在學(xué)習(xí)方法上，前期強(qiáng)化的物質(zhì)分類法、類比學(xué)習(xí)法、從氧化還原反應(yīng)角度分析、從元素周期律建立的“位、構(gòu)、性”模型，這些都為學(xué)生學(xué)習(xí)本專題奠定了良好的基礎(chǔ)。由于學(xué)生的個(gè)體差異性、選科方向性等原因，學(xué)生對(duì)性質(zhì)探究和知識(shí)建構(gòu)的能力有很明顯的不同[3]。

3.教學(xué)設(shè)計(jì)

【任務(wù)情景1】根據(jù)氮分子的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)其化學(xué)性質(zhì)；查閱資料討論人工固氮的社會(huì)價(jià)值。

【知識(shí)進(jìn)階1】探究氮?dú)庑再|(zhì)的穩(wěn)定、氮氧化物的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化，初步構(gòu)建含氮化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系。

【核心素養(yǎng)進(jìn)階1】宏觀辨識(shí)與微觀探析，即從微觀結(jié)構(gòu)角度，探究氮?dú)庑再|(zhì)的穩(wěn)定性和化學(xué)性質(zhì)，理解固氮過(guò)程的社會(huì)價(jià)值。

【任務(wù)情景2】根據(jù)氨氣分子的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)其化學(xué)性質(zhì)；開展氨氣、硝酸探究性實(shí)驗(yàn)。

【知識(shí)進(jìn)階2】從氨氣的性質(zhì)和應(yīng)用入手，到重要的含氮化工原料硝酸的合成和性質(zhì)，進(jìn)一步豐富含氮化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系。

【核心素養(yǎng)進(jìn)階2】從宏觀特征入手對(duì)含氮化合物進(jìn)行分類，從物質(zhì)類別、化合價(jià)角度分析自然界氮循環(huán)的微觀原因。

【任務(wù)情景3】探究銨鹽穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)；查閱資料、分析討論生產(chǎn)生活中氮肥的合理使用。

【知識(shí)進(jìn)階3】通過(guò)銨鹽的性質(zhì)、氮肥的種類和特點(diǎn)，了解氮肥的合理使用和含氮化合物無(wú)害化處理。

【核心素養(yǎng)進(jìn)階3】證據(jù)推理和模型認(rèn)知，即從銨鹽穩(wěn)定性角度分析氮肥的合理使用注意點(diǎn)，把科學(xué)技術(shù)應(yīng)用與相應(yīng)的化學(xué)變化所導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題結(jié)合在一起。

【任務(wù)情景4】采用多種形式完善能用價(jià)類二維圖表征氮及其主要化合物相互轉(zhuǎn)化關(guān)系、反應(yīng)條件。

【核心素養(yǎng)進(jìn)階4】變化觀念與模型認(rèn)知，即能從不同視角認(rèn)識(shí)含氮化合物之間轉(zhuǎn)化的條件和方式，歸納相互變化的特征與規(guī)律，構(gòu)建物質(zhì)的屬性類別與元素化合價(jià)之間關(guān)系的認(rèn)知模型。

【任務(wù)情景5】運(yùn)用已有的研究元素化合物性質(zhì)的認(rèn)識(shí)角度和認(rèn)識(shí)思路，設(shè)計(jì)由氮的污染物（主要是氮氧化物等）實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理的方案。

【核心素養(yǎng)進(jìn)階5】科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任感。即從問(wèn)題和假設(shè)出發(fā)，依據(jù)生產(chǎn)生活實(shí)際目的設(shè)計(jì)探究方案，并建模形成解決實(shí)際問(wèn)題的一般方法，即：真實(shí)情境素材→引發(fā)探究問(wèn)題→討論探究→小結(jié)建模。

設(shè)計(jì)意圖：“氮與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展”專題教學(xué)，可以作為學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究范式。學(xué)生可在已初步建立元素化合價(jià)變化與物質(zhì)類別的認(rèn)知模型上，認(rèn)識(shí)含氮化合物之間的相互轉(zhuǎn)化的條件、規(guī)律、特征，并將轉(zhuǎn)化關(guān)系運(yùn)用于含氮污染物的綜合處理。此過(guò)程立足培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)認(rèn)識(shí)視角（基于代表物、化合價(jià)變化、類別通性等多緯度角度）[4]，和化學(xué)認(rèn)識(shí)思路，即平常所說(shuō)的“從哪兒想，怎么想”。學(xué)生運(yùn)用元素化合物性質(zhì)研究的一般思路模型，自主預(yù)測(cè)其他含氮化合物性質(zhì)，層層推進(jìn)后進(jìn)一步發(fā)展證據(jù)推理和模型認(rèn)知的素養(yǎng)，最后自然而然升華到科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任，真正實(shí)現(xiàn)素養(yǎng)教育的水到渠成。

三、教學(xué)反思

從課時(shí)教學(xué)走向基于發(fā)展核心素養(yǎng)的專題教學(xué)設(shè)計(jì)，解決了教什么、如何教，是教師專業(yè)發(fā)展的必然途徑[4]。

參考文獻(xiàn)：

[1]房喻，徐端鈞主編.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

[2]教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017）[S].北京：人民教育出版社，2017.

[3]王祖浩.普通高中化學(xué)教學(xué)參考[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2020.

[4]唐云波.從“知識(shí)本位”走向“素養(yǎng)為重”的元素化合物教學(xué)設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué)，2017（10）.

本文是：江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“美妙課堂促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展實(shí)踐研究”【D/2018/02/314】階段性研究成果

（作者單位：西安交通大學(xué)蘇州附屬中學(xué)215000）