蘇教版高中化學新教材“學科提煉”欄目分析與教學建議

萬盈盈 嚴文法

摘要： “學科提煉”是蘇教版高中化學新教材新增的欄目，通過分析發(fā)現(xiàn)該欄目具有“標題醒目、位置特殊、凝練準確”的設計特色和“聚焦核心知識、注重結(jié)構(gòu)化和顯性化表征、重視學習進階設計以及建構(gòu)大概念”的內(nèi)容特點。在此基礎上探討了欄目對學生化學學科核心素養(yǎng)發(fā)展的教育價值，并提出了欄目使用建議。

關鍵詞： 蘇教版化學新教材; 學科提煉; 欄目分析; 教學建議

文章編號： 1005-6629（2022）05-0014-06

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

《普通高中化學課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課標”）基于學科本質(zhì)凝練了五大化學學科核心素養(yǎng)，從指導原則、內(nèi)容選擇、編排呈現(xiàn)等方面對教材編寫給出了具體建議[1]。教材是課程標準的具體化，也是教師教和學生學的主要依據(jù)，更是實現(xiàn)課程目標、培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)的重要載體[2]。依據(jù)新課標理念、內(nèi)容要求和編寫建議等，蘇教版高中化學新教材（以下簡稱“新教材”）設置了“目標預覽”“溫故知新”等橋梁性欄目、“選擇決策”“調(diào)查研究”等活動性欄目、“拓展視野”“科學史話”等資料性欄目以及“學科提煉”“方法導引”等工具性欄目，發(fā)揮了化學教材對學生核心素養(yǎng)發(fā)展的重要作用。“學科提煉”欄目是新教材新增的特色欄目，首次將學科思維和思想方法提取、凝練并外顯為專門欄目，凸顯學科核心知識、大概念的統(tǒng)領作用，強調(diào)對學科本原性、結(jié)構(gòu)化的認識和理解。本文以“學科提煉”欄目為研究對象，重點分析該欄目的設計和內(nèi)容特點，討論其教育價值，并為欄目的有效使用提供借鑒。

1 “學科提煉”欄目整體設計分析

在教材的編制過程中，每一個欄目的位置設計、內(nèi)容選擇以及呈現(xiàn)形式，都滲透著新課標的教育理念，體現(xiàn)了編寫者的設計思想和學科認識，同時它們作為教材的重要組成，搭建了學科知識的發(fā)展平臺，提供了豐富的教學資源，有助于“教、學、評”的實施[3]。而如何在教學中真正發(fā)揮欄目的教育價值，還需要用心挖掘欄目背后的設計特點及意圖。

1.1 欄目編者立意分析

教材主編王祖浩教授在“寫給同學們的話”中提到，“學科提煉”欄目旨在以簡潔的語言介紹與化學核心知識相關的基本原理、思想方法等，探索化學科學的學科本質(zhì)，從而揭示化學知識的認識功能[4]。編者意圖反映了欄目的定位，即“學科提煉”欄目是促進學生知識建構(gòu)和素養(yǎng)發(fā)展的工具性欄目，通過介紹核心知識所承載的學科方法、思維、觀念等，引導學生探索學科內(nèi)在邏輯、增進本原性的學科認識，培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)。所以，欄目從定位上不僅重視了化學知識的學科價值，還重視了化學知識在素養(yǎng)培育中的意義，這是教材編寫對落實“素養(yǎng)導向”教育理念的具體體現(xiàn)，也是本次教材修訂的特色之處。

1.2 欄目編排設計分析

新教材共設置了39處“學科提煉”欄目，其中必修教材19處、選擇性必修教材20處（具體分布見表1所示）。從設計形式來看，欄目以醒目的標題和凝練的內(nèi)容來展開，以“物質(zhì)的量”為例，欄目標題準確概括了物質(zhì)的量的學科特質(zhì)——“物質(zhì)的量是宏觀與微觀聯(lián)系的橋梁”，直接點明了其素養(yǎng)生長點;具體闡述雖然簡短，但內(nèi)容精煉且立意深遠，不僅介紹了物質(zhì)的量的本體價值是建立宏微聯(lián)系的重要物理量，幫助學生理解概念本質(zhì)，還強調(diào)了物質(zhì)的量在化學計量方面的教育價值，使學生能基于物質(zhì)的量建立化學計算系統(tǒng)認知。從編排位置來看，該欄目基本位于每單元、每專題的末尾，具有歸納知識體系和升華內(nèi)容意義的雙重價值，也為后續(xù)的進階學習構(gòu)建開端、搭建支架，有助于學生的深度學習，比如“氧化劑和還原劑的判斷”就安排在“常見的無機物及其應用”專題的最后，有助于引導學生自主歸納并建構(gòu)圍繞核心概念的認知體系，同時也為接下來的“微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)多樣性”專題學習提供宏觀現(xiàn)象與微觀結(jié)構(gòu)的雙重分析視角。綜上，欄目在設計上呈現(xiàn)了“標題醒目、位置特殊、凝練準確”的特點，從學科本質(zhì)的探索視角出發(fā)，強調(diào)了認識方法和學科思維的歸納總結(jié)。

2 “學科提煉”欄目內(nèi)容特點與教育價值分析

“學科提煉”呼應了新課標強調(diào)的“以發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)為主旨”的編寫原則以及“圍繞核心概念，建構(gòu)認識模型，外顯思維過程和方法，有利于彰顯核心知識的素養(yǎng)化發(fā)展價值，促進知識向能力和素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化”[5]的設計建議，從內(nèi)容主體、內(nèi)容呈現(xiàn)、內(nèi)容邏輯等方面分析可以發(fā)現(xiàn)欄目具有以下特點和教育價值。

2.1 以核心知識為主體，統(tǒng)領學科內(nèi)容，彰顯素養(yǎng)化功能價值

“學科提煉”選擇了物質(zhì)的量、氧化還原反應等核心概念，物質(zhì)轉(zhuǎn)化、化學計算等基本原理，物質(zhì)分類、控制變量等思想方法，化學平衡、模型建構(gòu)、演繹歸納等思維方式以及綠色化學、科學態(tài)度等價值觀念等作為內(nèi)容主體，聚焦了核心知識對學科素養(yǎng)發(fā)展的功能。一方面，核心知識是學科體系的主線，具有一定的學科統(tǒng)攝力，能讓學生從大量碎片的具體知識學習轉(zhuǎn)向“少而精”的核心知識學習，從而掌握學科的關鍵脈絡和基本結(jié)構(gòu)[6]。另一方面，核心知識具有發(fā)展素養(yǎng)的認知功能。核心知識是學科核心素養(yǎng)在學科知識中的具體表征，為學科核心素養(yǎng)融入學科內(nèi)容提供了固定錨點，使其能明確嵌入到課程教學當中[7]。比如必修2專題8“有機合成中的綠色化學思想”和選擇性必修3專題3“綠色化學產(chǎn)品的設計思路”不僅介紹了設計有機合成路線的核心知識，還包含了基團定位、效率提升、官能團保護、綠色化學等關鍵問題，能發(fā)展學生的全局思維和解決綜合有機化學問題的能力，培養(yǎng)學生科學態(tài)度與社會責任的學科素養(yǎng)。

因此，欄目將核心知識作為提煉主體，充分發(fā)揮核心知識素養(yǎng)化的認知和統(tǒng)攝價值，為學科觀念的形成奠定基礎，也為實現(xiàn)素養(yǎng)發(fā)展的根本目標建構(gòu)路徑和平臺。這既與新課標“教材內(nèi)容應精選學科基本概念、原理等化學核心知識[8]”的建議一致，也體現(xiàn)了新教材在內(nèi)容選擇上著力處理知識、能力與素養(yǎng)之間的協(xié)同發(fā)展關系，有效促進了學科核心素養(yǎng)在課程中的落實。

2.2 以結(jié)構(gòu)化和顯性化為表征方式，建構(gòu)認識模型，促進自主遷移

在欄目內(nèi)容的呈現(xiàn)方式上，“學科提煉”體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化和顯性化的特征。結(jié)構(gòu)化是實現(xiàn)學科知識向?qū)W科素養(yǎng)轉(zhuǎn)化的關鍵，可以形成對化學知識及思維方式的概括性同化和系統(tǒng)性認識，使學生的認識思路水平從孤立到系統(tǒng)，以構(gòu)建科學完整的認知體系[9]。比如選擇性必修2專題2對原子核外電子排布的構(gòu)造原理進行知識關聯(lián)的邏輯組織、基于模型構(gòu)建的核心觀念對原子結(jié)構(gòu)知識的結(jié)構(gòu)化概括以及選擇性必修3專題5從官能團、結(jié)構(gòu)、碳鏈等學科基本角度對逆合成問題進行認識思路的整合提煉等都體現(xiàn)了欄目對于教學內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的價值追求?！皩W科提煉”欄目還運用了一些外顯的組織路徑來表征物質(zhì)變化、元素知識等內(nèi)容的認識視角，比如欄目設計的“化學反應中的計量關系圖示”“有機物中的官能團及特征反應表格”等，這能優(yōu)化學生的認知圖式，促使學生構(gòu)建認識、分析和解決問題的思維框圖，使學生在面對不同復雜和陌生程度的真實情境問題時能有效地關聯(lián)知識和提取方法，實現(xiàn)學科知識和科學方法的自主遷移?！傲蚣捌浠衔锏南嗷マD(zhuǎn)化”一節(jié)的“學科提煉”欄目就典型地表現(xiàn)出“結(jié)構(gòu)化”和“顯性化”的兩大特點，它不僅從化合價變與不變兩個視角揭示硫元素轉(zhuǎn)化問題的內(nèi)在邏輯，提煉問題的結(jié)構(gòu)化認識思路，還用框圖的形式將認識思路顯性化和一般化（具體見圖1），這種外顯的認識思路就好比動態(tài)的學習手段，能讓學生從總結(jié)同種元素不同類別物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化規(guī)律進階到不同元素的物質(zhì)之間，從而將所學的元素化合物知識逐級建構(gòu)成一個有機整體。

2.3 以學習進階為路徑，認識科學本質(zhì)，促進素養(yǎng)的逐級和融合發(fā)展

學習進階是對學生在各學段學習同一主題的核心概念時所遵循的典型學習路徑的描述[10]，被認為是解決評價、課程和教學連貫性的有效工具[11]?！皩W科提煉”欄目在內(nèi)容的邏輯編排上考慮了學生的認知發(fā)展水平，設計了核心知識與思路方法的進階路線，體現(xiàn)了學習進階的設計特點。具體有兩種形式： 一種是核心知識在某一主題內(nèi)部的內(nèi)容邏輯，以圖2所示的“氧化還原反應中的守恒”主題的內(nèi)容設計為例，就是從守恒的觀念視角揭示了氧化還原反應從物質(zhì)到元素再到微粒的認知進階，體現(xiàn)了對化學反應由表及里、由宏觀到微觀，逐漸深入氧化還原反應本質(zhì)的認識過程;另一種是某一核心知識在不同專題、不同單元多次出現(xiàn)的層級設計，以圖3所示的“常見的無機物及其應用”的主題為例，欄目設計的學習進階為： 在必修第一冊專題3中，欄目首先對氯氣發(fā)現(xiàn)和制備的科學史提煉了“技術應用促進科學發(fā)展”的學科價值，強調(diào)了技術創(chuàng)新對化學科學的重要作用，接著對“氯氣及氯的化合物”單元進行基于守恒觀的結(jié)構(gòu)化凝練，使學生初步構(gòu)建氧化還原反應的認識框架，然后先從物質(zhì)類別和元素價態(tài)變化的角度對含硫元素的物質(zhì)轉(zhuǎn)化進行氧化還原知識的變式運用，再從化合價的角度對“氧化劑和還原劑的判斷”進行思路方法的提煉總結(jié)，從氧化還原和物質(zhì)轉(zhuǎn)化的兩個方面貫穿專題4的學習，強調(diào)了知識工具化、功能化的價值，促使學生發(fā)展從氧化還原視角認識物質(zhì)性質(zhì)，最后在必修第二冊專題7和專題9中，在已有的物質(zhì)轉(zhuǎn)化認知基礎之上更重視對化工社會背景的考慮和科學探究活動的設計，進一步深化對氧化還原、物質(zhì)轉(zhuǎn)化等知識的理解，體現(xiàn)了從知識學習的概念原理水平向應用實踐、遷移創(chuàng)新等系統(tǒng)設計的水平進階和更高層面的價值追求，發(fā)展了學生對科學本質(zhì)的認識。

這種編排方式也證明了知識在不同階段所統(tǒng)攝的基本知識“群”并不相同[12]，只有遵循了認知的進階性規(guī)律，才能逐級建構(gòu)科學知識體系、鞏固科學方法、提高科學能力并發(fā)展科學思維，使學生在一個持續(xù)進步的過程中實現(xiàn)學科核心素養(yǎng)的融合與進階發(fā)展。

2.4 以學科大概念為中介，發(fā)展對化學學科的本原性理解，促進從知識到素養(yǎng)轉(zhuǎn)化

“學科提煉”欄目在設計過程中凸顯了“分類觀、元素觀、微粒觀”等學科大概念（化學學科核心觀念），重視運用學科大概念發(fā)展學生對學科本原的理解和學科思維的形成，促進知識到素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化。這體現(xiàn)了新課標強調(diào)的“以大概念統(tǒng)整各學科課程內(nèi)容，以學科大概念為核心促進學科核心素養(yǎng)的落實”[13]和2020年最新修訂的普通高中課程方案提出的“重視學科大概念的核心作用”[14]基本理念。

“凸顯大概念”設計能夠發(fā)展學生深度的學科理解。大概念是最能代表學科本質(zhì)和學科基本結(jié)構(gòu)的認識，可以說是“知識背后的知識”或者“知識的知識”[15]。它是借助核心知識由淺入深地揭示出來，是核心知識提煉、總結(jié)和升華的結(jié)果[16]。欄目精選了很多重要的核心知識作為主體，這使學生不只是停留在具體、淺層的知識學習層面，而是通過深度思考感知到知識背后所蘊含的學科特質(zhì)，形成對化學學科的本原性認識和理解，促進知識深層化和思維結(jié)構(gòu)化。此外，“凸顯大概念”設計還能促進具體化學學科知識到化學學科核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化。學科核心素養(yǎng)是基于學科知識到學科大概念的持續(xù)建構(gòu)和轉(zhuǎn)化[17]，因而在達成素養(yǎng)培育的根本目標中，大概念就發(fā)揮了重要的“中介”作用，它既作為核心知識的組織框架，突破了瑣碎、零散的知識，促進了知識內(nèi)在關聯(lián)的發(fā)生，又作為學科素養(yǎng)的具體表現(xiàn)形式，有效映射了學科素養(yǎng)的具體內(nèi)涵，成為促進素養(yǎng)形成的主要推動力量[18]。以“元素周期律中蘊含的思想”為例，欄目依托元素周期律和元素周期表的核心知識，從學科本原角度對“原子結(jié)構(gòu)”“元素位置”“物質(zhì)性質(zhì)”的三者關系提煉了“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的大概念，將學生的元素觀進一步深化到“位-構(gòu)-性”的系統(tǒng)認識水平，促進了“宏觀辨識與微觀探析”的素養(yǎng)發(fā)展。所以大概念的構(gòu)建和形成過程，既是深度理解和學習的過程，也是學科核心素養(yǎng)得以形成和發(fā)展的過程。我們可以用圖4來表示以上分析所體現(xiàn)的大概念與核心知識、學科素養(yǎng)之間的關系。

3 “學科提煉”欄目教學建議

3.1 把握欄目設計意圖，領悟欄目教育價值

教材不僅是一種重要的教學資源，更是一種教育理念的物化，其中的每一個欄目都有意義指向。“學科提煉”是新欄目，“新”一方面體現(xiàn)在“內(nèi)容新”，因為它以欄目為載體不僅精心選擇了很多蘊含學科價值和學科素養(yǎng)的化學核心知識，更是準確凝練了知識所承載的學科思想、學科觀念、學科素養(yǎng);另一方面體現(xiàn)在“價值新”，在“立德樹人”“核心素養(yǎng)”等育人方針的背景下，欄目的立意、內(nèi)容、形式等方面都充分體現(xiàn)了新時代、新理念、新目標的引領，對化學教、學、評活動的進行和學生化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展有著重要的指導和教育意義。因此，教師要從看似靜態(tài)的欄目文本中感知到動態(tài)、深遠的教育價值，理解欄目編寫者的設計意圖，把握欄目設計的新意所在，認識到欄目所設計的核心知識的認知統(tǒng)攝價值、學科大概念在素養(yǎng)培育中的“中介”價值、進階式編排對素養(yǎng)的逐層發(fā)展價值以及結(jié)構(gòu)化和顯性化呈現(xiàn)對認知框架的構(gòu)建價值，讓欄目價值能夠落地于實際教學。

3.2 深挖欄目內(nèi)容，發(fā)揮教學實踐智慧

在教學實踐中，部分教師往往以知識的直接傳授或者技能的反復訓練為主，缺乏對知識所承載的素養(yǎng)生長點的挖掘，未能沖破淺層學習的桎梏，這不利于學生學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)?！皩W科提煉”新欄目為教師的素養(yǎng)教學和學生的素養(yǎng)發(fā)展提供了重要資源，但要真正發(fā)揮好欄目的教育教學價值，還需要教師在領悟欄目設計意圖的基礎上，深入挖掘欄目主題所蘊含的學科知識、核心觀念和核心素養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)容的認知化、工具化、素養(yǎng)化價值，審視欄目內(nèi)容與上下文之間的聯(lián)系，突破原有的知識結(jié)構(gòu)和思維框架，重新確立認識視角進行教學設計，發(fā)揮教學實踐的智慧，活用且用活欄目內(nèi)容，引導學生思維不斷深化、認知不斷發(fā)展、素養(yǎng)不斷提升。

以必修第二冊專題6第一單元“化學反應速率與反應限度”的教學為例，教師可以從科學方法視角和學科觀念維度對這節(jié)內(nèi)容進行深化。教師一方面可以創(chuàng)設食物腐敗、鐘乳石形成等與化學反應速率相關的生活情境導入化學反應速率的概念教學，再基于教材提供的“控制變量法”的欄目內(nèi)容對“探究其影響因素”的實驗探究活動進行科學研究的方法總結(jié)，讓學生明確科學探究的思想方法并提升探究技能。另外，教材在單元末尾從反應速率、反應限度等方面對“化學平衡思想”進行了提煉概括，教師可以借鑒這一編排邏輯，充分發(fā)揮化學平衡這一核心觀念對前面知識學習的功能價值，發(fā)展學生從反應速率相等的反應表象到動態(tài)平衡的反應實質(zhì)的認識進階，并從對立統(tǒng)一的關系和定性定量的方法去揭示化學反應的本質(zhì)特征，幫助學生明確化學反應的認識角度。在整個教學過程中，教師要引導學生積極主動地參與實驗探究活動和高階思維活動，實現(xiàn)控制變量思想和化學平衡觀念的建構(gòu)。

3.3 拓展欄目立意和內(nèi)容，外延欄目教育價值

“學科提煉”欄目雖然是新教材的主要欄目之一，但教材篇幅、內(nèi)容編排必然決定了欄目內(nèi)容是精華，更是范例，如果僅以欄目中的內(nèi)容開展教學，顯然無法滿足學生終身發(fā)展的學習需求。因此，教師在教材使用中要做一個發(fā)現(xiàn)者和思考者，不僅要準確解讀欄目內(nèi)容和思想本身，還要基于對欄目的理解去發(fā)現(xiàn)、挖掘并精選教材中更多有價值的新素材，把欄目的價值外延到整個教學當中，主動將化學知識、思想方法與化學學科核心素養(yǎng)聯(lián)系起來并運用于實際教學，實現(xiàn)學生的素養(yǎng)發(fā)展目標。比如，在必修第一冊專題3“技術應用促進化學科學發(fā)展”和選擇性必修1專題1“電解——人類創(chuàng)造新物質(zhì)的重要手段”這兩個欄目中均強調(diào)了電解知識與技術思想的融合，承載了發(fā)展學生“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”等素養(yǎng)的重要價值，這也啟示教師在講解侯氏制堿、海水提溴、硫酸工業(yè)制備等體現(xiàn)技術思想的知識時，可以引導學生從技術應用、科學精神等視角拓展對知識的理解，發(fā)展學生的技術創(chuàng)新意識。

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