創(chuàng)設“四度”課堂發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)

【摘要】本文借鑒“四度六步”教學法的“四度”理念，以“如何正確書寫化學方程式”為例，在深入研讀課標和教材的基礎上，實踐探索通過創(chuàng)設有溫度的課堂、有梯度的課堂、有深度的課堂和有寬度的課堂發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)的有效策略。

【關鍵詞】化學方程式 “四度”課堂 核心素養(yǎng)

【中圖分類號】G63 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2022）13-0040-04

近年來，隨著以核心素養(yǎng)為導向的中考改革的深入推進，在課堂教學中培養(yǎng)和發(fā)展核心素養(yǎng)成為初中教師的新追求。《義務教育化學課程標準（2022年版）》明確指出：核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現，是學生通過學習而逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力?；瘜W課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)，主要包括化學觀念、科學思維、科學探究與實踐、科學態(tài)度與責任，是中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)在化學課程中的具體化，反映了義務教育化學課程的教育價值與育人功能，體現了化學學科育人的基本要求，全面展現了化學課程學習對學生發(fā)展的重要價值。筆者借鑒南寧市教育科學研究所所長戴啟猛創(chuàng)設的“四度六步”教學法中的“四度”理念，以“如何正確書寫化學方程式”教學為例，通過創(chuàng)設有溫度、有梯度、有深度、有寬度的“四度”課堂發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)，取得了較好的實踐效果。

一、教學準備暨教材、學情和核心素養(yǎng)要素分析

“如何正確書寫化學方程式”是人教版初中化學九年級上冊第五單元“化學方程式”課題2的學習內容。在備課階段，筆者對本課學習內容進行了如下分析。

從教材和學情角度分析，化學方程式是重要的化學用語，本課題所學內容是前面所學化學式的拓展和深化，既是學生進入高中后學習離子方程式及電極表達式的基礎，更是本單元課題1“質量守恒定律”與課題3“利用化學方程式的簡單計算”之間的重要橋梁。在之前的學習中，學生雖然初步學會了用文字表達式和符號表達式來表示化學變化，但還沒有認識到文字和符號表達的局限，而只有更進一步學習化學方程式，才能實現對化學變化的準確、定量描述，從而揭示化學變化的微觀本質。

從核心素養(yǎng)的角度分析，本課將重點引導學生建立“化學變化有新物質生成，其本質是原子的重新組合，且伴隨著能量的變化，并遵循一定的規(guī)律”的化學觀念，發(fā)展學生的科學思維。展開來說，便是要求學生學會根據質量守恒定律定量地理解化學變化，促進變化觀、守恒觀、微粒觀等基本觀念的形成。

二、以研究課方式探索“四度”課堂的創(chuàng)設與學生化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展

2021年10月，筆者參加了廣西教育科學“十三五”規(guī)劃2019年度課題“基于化學學科核心素養(yǎng)的初高中銜接教學策略研究”的課例研究活動，執(zhí)教了一節(jié)“如何正確書寫化學方程式”的研究課。在深入研讀教材和課標之后，筆者通過創(chuàng)設有溫度、有梯度、有深度、有寬度的“四度”課堂，引導學生掌握用“化學方程式”這一化學用語表征化學反應的方法，學會化學方程式的配平方法及正確書寫，實現課堂的有效教學，同時促進學生相關化學觀念的建立和科學思維的發(fā)展。

（一）運用情景實驗，創(chuàng)設有溫度的課堂

教師追求有溫度的課堂，應善于在課堂教學中創(chuàng)設情景，靈活運用多種教法，有效激發(fā)全體學生的學習興趣。筆者基于化學學科的特點，為發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)，創(chuàng)設了一個具有思考性、探索性的生活化情景，激發(fā)學生的探究興趣，引導學生用化學的視角去觀察、思考現實生活，并在觀察、思考的過程中有所發(fā)現，激發(fā)學習化學的興趣，樹立學好化學的信心。

課堂中，筆者創(chuàng)設了一個“認識火柴”的教學環(huán)節(jié)?；鸩裨谖覀兊纳钪兴究找姂T，“認識火柴”是不是有點小題大做呢？不是的，因為這是化學課上學生首次從化學的角度“重新認識火柴”。筆者先給學生提供了一些相關的學習素材，包括火柴頭上的“氯酸鉀”氧化劑、“二氧化錳”催化劑、“硫”易燃物，以及火柴盒側面的“紅磷”發(fā)火劑、“三硫化二銻（Sb2S3）”易燃物等。之后筆者擦亮了火柴，引導學生觀察和思考“火柴剛燃燒時你看到了什么？”“火柴燃燒時有沒有什么氣味？”等問題，讓學生產生從化學角度探索這個生活中常見物品、常見現象的興趣，為新知識的學習鋪墊情境、開辟道路。

“認識火柴”，始于“火柴”這個物質的宏觀表象及所含化學元素的微觀辨析，有利于學生建立科學的物質觀念;“擦亮火柴”的實驗探究活動，為接下來讓學生從微觀角度認識“化學變化”打下了科學探究與實踐的基礎，這是學生化學學科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要過程。

（二）組織合作探究，創(chuàng)設有梯度的課堂

“梯度”作為一個數學名詞本意是向量（矢量），表示某一函數在該點處的方向導數沿著該方向取得最大值，即函數在該點處沿著該方向（此梯度的方向）變化最快、變化率最大（為該梯度的模）。在《現代漢語詞典》中，梯度指“坡度”“單位時間或單位距離內某種現象（如溫度、氣壓、密度、速度等）變化的程度”“按照一定次序分出的層次”等。有梯度的課堂實際指向分層教學的理論與實踐。正如戴啟猛老師所說：追求有梯度的課堂，要求教師在課堂教學中要有分層教學的意識和智慧、分類指導的設計和舉措、多維評價的理念和行動，幫助每一個學生在課堂中獲得不同程度的提升，讓他們都能體會到自己的獨特和精彩。也就是說，分層教學必須要有分層教學的意識、因材施教的理念，要求教師能夠基于學科教學需要對教學內容進行梯度設計，引導學生分層思考，憑借有效的合作學習，達到激勵每一個學生積極參與課堂學習、思考和表達的目的。

本課的學習內容是學會配平的方法和正確書寫化學方程式的方法。對于班級中不同層次的學生，可以將教學目標分為三個不同的層次：對于基礎薄弱的學生，重點讓他們掌握一種配平的方法和正確書寫簡單化學方程式的方法;對于中等層次的學生，可以讓他們掌握兩種配平的方法，且能根據所觀察到的化學實驗現象編寫化學方程式;對于學科成績優(yōu)秀的學生，可以讓他們掌握四種配平化學方程式的方法，并根據題目信息在全新的實驗條件下編寫化學方程式。如果想讓學習能力在不同層次的學生在課堂中都能得到提升，教師可以采取小組合作學習的方式，基于日常觀察對化學學習處于不同層次的學生進行合理分組、分類指導，有效促進課堂中的生本（各類文本）互動、生生互動、師生互動以及學生的自主反思和感悟。393DC7A6-73D0-4407-B136-863B4F457AFF

在本課教學中，筆者先是讓學生寫出P、S與O2反應的符號表達式P+O2→P2O5和S+O2→SO2，再提問學生“這是不是化學方程式”，讓學生從書本中尋找化學方程式的概念，然后組織學生以小組合作探究的方式，探究“如何配平符號表達式”“基于怎樣的原則如何更快地進行配平”的方法策略。學生通過小組分層合作探究解決符號表達式配平的問題，并通過師生互動、生生互動，最終總結歸納出配平的四種方法。以上教學過程中的每一個小小的環(huán)節(jié)，都貫穿了分層教學的理念，比如在“探究火柴”的任務3中給出關于火柴盒側面三硫化二銻燃燒的信息——三硫化二銻燃燒時會生成五氧化二銻和二氧化硫，讓學生用化學用語表達該化學反應，其分層要求便體現為“既可以書寫符號表達式，也可以書寫化學方程式”，引導學生在小組合作中各盡其能、相互學習、取長補短，達到面向每一個學生，讓每一個層次的學生都能有所發(fā)展、有所收獲的目的。

（三）通過主題引領，創(chuàng)設有深度的課堂

有深度的課堂，是促進學生深度學習和思考的課堂，以發(fā)展學生科學思維和解決問題能力為目標，通過呈現綜合性學習內容，引導學生批判性地學習新的知識和方法，并將其融入原有的認知結構，對知識進行內化，再將知識運用于新的學習情境。創(chuàng)設有深度的課堂，要求教師基于本學科課標，深入研讀教材、吃透教材，用教材教而不是教教材。正如戴啟猛老師所說：“追求富有深度的課堂不是追求教學的‘繁難偏，而是通過教師的深度鉆研，緊扣課程標準，力求呈現知識的本質，力求讓教學因為師生的深度思考而變得簡單、清晰與生動?！?/p>

本課教材主要介紹了一種比較簡單且常用的配平方法即最小公倍數法;提出配平的原則是以客觀事實為基礎，遵守質量守恒定律即等號兩邊各原子的種類相同、個數相等。圍繞配平的原則，教師還可以相機介紹另外三種常用的配平方法，即觀察法、奇數變偶法、分數配平法，讓學生通過“一題多解”，體會“一題多配法”及“萬變不離其宗”的化學學科的魅力。教學策略仍然是圍繞火柴這個生活中的物品，以主題為引領，通過設計遞進式問題，引導學生不斷探究火柴頭與火柴盒之間的化學反應的本質。在本課中，筆者用課件先后呈現了5個學習主題，引導學生進行深度思考。

主題1：觀察點燃火柴時的現象，寫出硫（易燃物）、紅磷（發(fā)火劑）在空氣中燃燒的符號表達式。

師：火柴頭上的物質主要是氯酸鉀、二氧化錳和硫，火柴盒側面擦紙的主要成分是紅磷、三氧化二銻，當兩者摩擦時就會發(fā)生化學反應，火柴就能燃燒。（播放火柴劇烈燃燒產生明亮黃色火焰的視頻）這是火柴燃燒的“慢鏡頭”，很震撼吧？看了這個視頻，你能得到什么信息？

生：火柴燃燒是化學變化，會放熱，有黃色的火焰。

師：很好！下面我們以火柴燃燒為研究內容，探索這個過程中究竟發(fā)生了怎樣的化學變化。（再次演示劃火柴的實驗）你觀察到了什么？

生：看到了黃色火焰，看到了白煙，聞到了刺激性氣味。

師：更詳細了！請思考白煙及刺激性氣味這些現象是由于發(fā)生了什么反應？根據前面提到的信息和你觀察到的現象，你能寫出這兩種物質在空氣中燃燒的符號表達式嗎？（學生順利寫出兩種物質在空氣中與氧氣發(fā)生化學反應的符號表達式）

主題2：配平的原則和方法。

師：把符號表達式轉化成化學方程式，需要遵循什么原則？

生：質量守恒定律。

師：從微觀的角度看，質量守恒定律在配平中如何運用？

生：使左右兩邊各原子的種類相同、個數相等。

師：大家觀察一下我們列出來的兩個表達式，看看是否符合這個原則？怎樣讓它符合這個原則？

生1：找到每種原子個數的最小公倍數，可以用最小公倍數法來配。

生2：配好的化學方程式分別是4P+5O2=2P2O5，S+O2=SO2。

主題3：其他配平的方法。

師：乙炔是一種重要的燃料，它完全燃燒后會生成二氧化碳和水。請大家寫出該化學反應的符號表達式并配平。此外，根據配平的原則，請大家思考是不是還有別的配平方法？請以小組討論的形式解決這個問題。

生1：用最小公倍數法配C原子、O原子的最小公倍數，配不平。

生2：用觀察法，先配C原子、再配O原子，也配不平。

師：那就繼續(xù)觀察，先配C原子，之后左右兩邊的O原子發(fā)生了怎樣的改變？

生：在O2前面配上分數二分之五。

師：然后把整個表達式擴大二倍如何？（生點頭）這個方法就是分數法。其實配平可以有多種方法，在后面的學習中同學們便可以體會到“一題多配”的樂趣。

主題4：繼續(xù)寫出物質之間反應的化學方程式。

師：在剛才的“擦亮火柴”實驗中，還有什么物質發(fā)生了化學反應？請寫出這個反應的化學方程式。

生：氯酸鉀制氧氣的化學反應，其化學方程式是2KClO3=2KCl+3O2。

師：其實大家寫出的還只是配平后的符號表達式。一個正確的化學方程式，還應注明反應的條件。反應的條件有很多，包括加熱、點燃、高溫、催化劑等，應標注在“=”號上;若生成物中有氣體或固體產生，還要在相應的生成物旁邊分別注明“↑”或“↓”符號。需要特別注意的是，若反應物中有氣體，那生成物中的氣體旁邊便不能標注“↑”。比如剛才這個反應的化學方程式，正確的寫法應該是2KClO3[點燃]2KCl+3O2↑。

主題5：火柴盒側面還有易燃物與氧氣的反應。

師：火柴盒側面中還含有一種易燃的物質即三硫化二銻，它燃燒時會生成五氧化二銻和二氧化硫。請問，如何用化學用語表達這個化學反應？

針對此問，有的學生寫出了符號表達式Sb2S3+O2→Sb2O5+SO2，有的學生應用新知寫出了化學方程式2Sb2S3+8O2[點燃]2Sb2O5+3SO2，都用“化學用語”表達了這個化學反應，其中用化學方程式表達化學變化的過程更能體現化學反應過程中的質量守恒定律。393DC7A6-73D0-4407-B136-863B4F457AFF

在以上教學過程中，筆者從宏觀與微觀相結合的視角，設計了5個富有挑戰(zhàn)性的學習主題，圍繞主題創(chuàng)設了一個個深度遞進的問題鏈，引導學生積極參與課堂討論，探索化學變化過程中物質的變化暨原子的重新組合規(guī)律，從宏觀世界逐漸深入微觀世界，體驗科學探究的樂趣，從中獲取化學知識、提高“用化學用語”表達化學反應的能力，最終實現了從文字表達式、符號表達式到化學方程式的書寫方法的漸進學習，形成對宏觀世界和微觀化學世界的統(tǒng)一認識，有效發(fā)展了學生的學科核心素養(yǎng)。

（四）拓展運用，創(chuàng)設有寬度的課堂

在《現代漢語詞典》中，“寬度”解釋為“寬窄的程度”“橫的距離”。筆者認為，在化學教學的語境中，追求有寬度的課堂不僅應拓寬知識的維度，加強學科間知識的融合，還應注重課內學習向課外學習的延伸。比如在本課中，筆者引導學生探討火柴這種物質的弊端及改進建議。

師：現實生活中的火柴越來越少，這是為什么呢？請你說出火柴這種物質的弊端。如果讓你研發(fā)一款新型火柴，在你的眼中，這種新型的火柴應該是怎樣的？

生1：火柴的弊端就是燃燒的時間太短，且火焰的溫度不高。我希望研發(fā)一款燃燒時間長且不易被風吹滅的火柴。

生2：我希望研發(fā)一款可以防水的火柴，就算是把燃燒的火柴直接丟進水里再拿出來，它還能繼續(xù)燃燒。

生3：火柴燃燒時會產生二氧化硫，二氧化硫會污染環(huán)境，造成酸雨。

基于本課“重新認識火柴”的學習主題，筆者貼近生活設計開放性問題，將學生的思考從課內引向課外、從當下引向未來，引導學生思考可以設計出一款怎樣的新型火柴，學生自然地提出了設計防風火柴、防水火柴等思路，這說明：只要教學素材和問題情境貼近學生的實際生活，增加課堂教學的寬度就不成問題，定能讓學生切身體驗到學習化學的無窮樂趣。

總之，通過創(chuàng)設“四度”課堂發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)，不僅有益，而且有效。

參考文獻

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[2]戴啟猛.“四度六步”教學法的探索與實踐[M].桂林：漓江出版社，2022.

[3]姜跟華，朱韶紅.基于真實情境的初中化學主題教學實踐與反思：以“如何正確書寫化學方程式”為例[J].化學教與學，2021（8）：36-39.

作者簡介：沈曉靜（1971— ），廣西柳州人，高級教師，主要研究方向為中學化學教學研究。

（責編 白聰敏）393DC7A6-73D0-4407-B136-863B4F457AFF