化學(xué)思維發(fā)展型課堂的基本特征及構(gòu)建策略

江蘇省南通第一中學(xué)（226001） 徐 賓

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020 年修訂）》明確指出：學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是以本學(xué)科核心素養(yǎng)及其表現(xiàn)水平為主要維度，結(jié)合課程內(nèi)容，對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)的總體刻畫［1］。顯然，在“素養(yǎng)為本”的時(shí)代，學(xué)業(yè)質(zhì)量水平有了等級(jí)性的具體描述，并成為考試與評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。提高化學(xué)學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的主陣地在課堂，化學(xué)課堂教學(xué)的核心在于發(fā)展學(xué)生的化學(xué)思維，因此構(gòu)建化學(xué)思維發(fā)展型課堂勢(shì)在必行。

一、化學(xué)思維發(fā)展型課堂的基本特征

（一）體現(xiàn)化學(xué)思維

化學(xué)思維發(fā)展型課堂是以促進(jìn)學(xué)生化學(xué)思維發(fā)展為核心的課堂教學(xué)形態(tài)。化學(xué)思維是指導(dǎo)人們學(xué)習(xí)化學(xué)和研究化學(xué)的重要思維方式，是由相互聯(lián)系的多種思維構(gòu)成的綜合性思維，它既具有思維的普遍性，又具有化學(xué)科學(xué)的思維特質(zhì)?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)所包含的宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任等，其本質(zhì)都是指向化學(xué)思維。與其相對(duì)應(yīng)的有“宏觀—微觀—符號(hào)”三重表征思維、結(jié)構(gòu)性思維、變化與守恒思維、限度與平衡思維、基于證據(jù)的推理思維、模型思維、創(chuàng)新思維和綠色思維等?；瘜W(xué)思維是專業(yè)性很強(qiáng)的科學(xué)思維，是化學(xué)學(xué)科的特征性思維。離開了化學(xué)思維，化學(xué)認(rèn)知便無從談起。

（二）創(chuàng)設(shè)思維情境

從某種意義上講，教學(xué)的目的就是教會(huì)學(xué)生思維。學(xué)生通過學(xué)習(xí)要學(xué)會(huì)科學(xué)地思維，即知道從何處入手，向何處發(fā)展，獲得什么結(jié)果。因此，創(chuàng)設(shè)良好的思維情境是引發(fā)學(xué)生積極思維的前提條件?；瘜W(xué)教師要善于利用知識(shí)發(fā)生、發(fā)展和衍變的邏輯關(guān)系，讓學(xué)生了解化學(xué)家審視知識(shí)的方法，發(fā)現(xiàn)其不足和迫切需要解決的問題，激活學(xué)生思維；要基于學(xué)生的視角，引發(fā)學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與新知識(shí)之間的矛盾沖突，激活學(xué)生思維；要遵循教育規(guī)律，精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，加強(qiáng)化學(xué)與社會(huì)、生活、科技、環(huán)境等的聯(lián)系，激活學(xué)生思維。

（三）促進(jìn)思維發(fā)展

思維是有層次的。布盧姆等人把認(rèn)知領(lǐng)域的教學(xué)目標(biāo)從低級(jí)到高級(jí)分為識(shí)記、理解、應(yīng)用、分析、綜合和評(píng)價(jià)六大層次。每一層次教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成所需要的思維能力和思維品質(zhì)是不一樣的。由低級(jí)思維向高級(jí)思維進(jìn)階是一種思維發(fā)展，將具體的事實(shí)、概念與學(xué)科中更具普適性的大概念建立關(guān)聯(lián)，也是一種思維發(fā)展。學(xué)科大概念（又稱學(xué)科思想、核心觀念等）并非指學(xué)科中某一具體的概念或定理、法則等，而是指向這些具體知識(shí)背后的能反映學(xué)科本質(zhì)的、更為核心的、具有普遍性和廣泛解釋力的原理和思想方法，可運(yùn)用于新的情境，具有持久的可遷移應(yīng)用價(jià)值［2］。它們是知識(shí)背后的知識(shí)，是學(xué)科精髓所在。課堂教學(xué)中有思維發(fā)生不一定有思維發(fā)展，在同一思維層次上的反復(fù)操練猶如思維“內(nèi)卷”，只會(huì)增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，對(duì)學(xué)生的思維發(fā)展毫無意義?；瘜W(xué)思維發(fā)展型課堂旨在通過化學(xué)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生深度思維，幫助學(xué)生構(gòu)建學(xué)科大概念體系，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的化學(xué)思維，也就是讓學(xué)生通過化學(xué)課堂學(xué)習(xí)習(xí)得新的思維技能，或拓展已有思維技能的應(yīng)用情境，或?qū)⒁延兴季S技能作為加工知識(shí)的手段和方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)科知識(shí)的更深入理解以及對(duì)思維技能的更熟練運(yùn)用［3］。

二、化學(xué)思維發(fā)展型課堂的構(gòu)建策略

（一）設(shè)定目標(biāo)，關(guān)注思維發(fā)展

教學(xué)目標(biāo)是課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，部分教師比較關(guān)注化學(xué)知識(shí)、方法類目標(biāo)，不太關(guān)注思維發(fā)展目標(biāo)，這就導(dǎo)致有些學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)只知其然不知其所以然，不知道知識(shí)的來龍去脈，不知道知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和意義?；瘜W(xué)思維發(fā)展型課堂強(qiáng)調(diào)化學(xué)教學(xué)要實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維能力從當(dāng)前狀態(tài)向目標(biāo)狀態(tài)的發(fā)展，因此，設(shè)定明晰、具體的思維發(fā)展目標(biāo)就顯得尤為重要。

例如，在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的量的單位——摩爾”這一內(nèi)容前，學(xué)生都是從微觀層面描述化學(xué)反應(yīng)的，如“每2 個(gè)氫分子和1 個(gè)氧分子反應(yīng)”等，但在工業(yè)生產(chǎn)中，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)都是按照一定的質(zhì)量關(guān)系進(jìn)行的，這就需要將難以稱量的微觀粒子與可稱量的物質(zhì)建立起某種聯(lián)系。學(xué)生由此意識(shí)到只有學(xué)習(xí)新的知識(shí)才能解決這一問題。因此，從知識(shí)學(xué)習(xí)與思維發(fā)展相結(jié)合的角度出發(fā)，這一節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)可以設(shè)定為：了解引入“物質(zhì)的量”這個(gè)物理量的意義（學(xué)習(xí)新的思維方法）；知道阿伏伽德羅常數(shù)的含義（熟悉新的思維方法的切入點(diǎn)）；知道“質(zhì)量”與“摩爾質(zhì)量”的聯(lián)系與區(qū)別（拓展已有思維技能的應(yīng)用情境）；掌握以“物質(zhì)的量”為中心進(jìn)行“粒子數(shù)、物質(zhì)的量、質(zhì)量”三者之間換算的方法（習(xí)得新的思維技能）。新內(nèi)容的學(xué)習(xí)，開闊了學(xué)生的知識(shí)視野，提高了學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平，創(chuàng)新了學(xué)生的思維方式，開啟了以“物質(zhì)的量”為中心的一系列計(jì)算的法門。

（二）問題導(dǎo)向，增強(qiáng)思維動(dòng)力

化學(xué)思維發(fā)展型課堂承載著傳授化學(xué)知識(shí)與發(fā)展化學(xué)思維的雙重任務(wù)，但其核心是發(fā)展思維。知識(shí)是思維的基礎(chǔ)，思維是知識(shí)的靈魂，問題是連接知識(shí)與思維的橋梁?；瘜W(xué)課堂教學(xué)中，教師要善于創(chuàng)設(shè)真實(shí)的、具有一定思考價(jià)值的問題情境，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思維、科學(xué)思維，進(jìn)而發(fā)展思維?；凇皢栴}”視角，化學(xué)課堂教學(xué)可以劃分為以下三重境界。

第一重境界是課中教師提問題。教師針對(duì)教學(xué)重難點(diǎn)，或者學(xué)生的認(rèn)識(shí)模糊點(diǎn)、能力薄弱點(diǎn)等，提出有一定思維含量的問題，打破學(xué)生原有的認(rèn)知平衡，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，引導(dǎo)學(xué)生在探究問題的過程中學(xué)習(xí)知識(shí)、領(lǐng)悟方法、發(fā)展思維，在“原認(rèn)知平衡—不平衡—新認(rèn)知平衡”的動(dòng)態(tài)變化發(fā)展過程中自主構(gòu)建新的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

第二重境界是課后學(xué)生沒問題。通過課堂教學(xué)，教師已經(jīng)為學(xué)生掃清了能預(yù)見到的認(rèn)知障礙，學(xué)生已經(jīng)完全掌握了教學(xué)目標(biāo)所要求的應(yīng)知應(yīng)會(huì)內(nèi)容，化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本方法、基本觀念落實(shí)到位，不留任何缺憾。

第三重境界是課后學(xué)生想問題。這些問題不是因?yàn)檎n堂教學(xué)缺失遺留下的問題，而是課后學(xué)生主動(dòng)探究的與課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的拓展性問題。學(xué)生對(duì)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容興趣濃厚，下課后感覺意猶未盡，進(jìn)而自主探究新問題。也許有些內(nèi)容是化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)不作要求的，也許有些內(nèi)容是后續(xù)課程將要學(xué)習(xí)的，但學(xué)生急于一探究竟，而一時(shí)又不知從何入手，這時(shí)他們產(chǎn)生的問題就是針對(duì)性極強(qiáng)的個(gè)性化問題。教師及時(shí)給這些學(xué)生提供必要的點(diǎn)撥和指導(dǎo)，對(duì)發(fā)展他們的化學(xué)思維大有裨益。

例如，結(jié)構(gòu)性思維是化學(xué)學(xué)科特有的思維方式。微觀結(jié)構(gòu)及粒子間的相互作用，既看不見也摸不著，只有通過想象和應(yīng)用結(jié)構(gòu)性思維才能深刻理解。因此，教學(xué)“化學(xué)鍵”時(shí)，教師可以先讓學(xué)生盡可能多地寫出由H、O、Cl、Na 組成的化合物。學(xué)生根據(jù)自己的認(rèn)知，可能會(huì)寫出H2O、H2O2、HCl、Na2O、Na2O2、NaH、NaOH、NaCl、HClO、NaClO、Cl2O等化合物。這樣，一方面復(fù)習(xí)了有關(guān)Na、Cl 的元素化合物知識(shí)；另一方面，學(xué)生寫出的化學(xué)式可以作為課堂教學(xué)的素材。教學(xué)主線依次圍繞以下幾個(gè)問題展開：①原子是怎樣結(jié)合成物質(zhì)的？②如何表示離子鍵和共價(jià)鍵？③如何用電子式表示NaCl、HCl 的形成過程？④為何氯化氫分子中的H、Cl 原子個(gè)數(shù)比是1∶1？⑤離子化合物與共價(jià)化合物中所含的化學(xué)鍵類型有何不同？⑥常見元素中，哪些元素的原子結(jié)合形成離子化合物？哪些元素的原子結(jié)合形成共價(jià)化合物？⑦化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？以上問題是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和疑點(diǎn)，其解決需要學(xué)生掌握科學(xué)的思維方法和規(guī)范的表述方法。課堂上，教師可以NaCl、HCl 作為教學(xué)示例，以H2O、Na2O、NaOH 以及H2、Cl2作為學(xué)生課堂訓(xùn)練的內(nèi)容，而H2O2、Na2O2、HClO、NaClO、Cl2O 等則留給學(xué)生課后思考，并作為下一節(jié)課的銜接內(nèi)容。這樣，既分散了教學(xué)難點(diǎn)，又拓展了探究時(shí)空，激發(fā)了學(xué)生的深度思維，達(dá)到了發(fā)展學(xué)生思維的目的。

（三）交流互動(dòng)，外顯思維過程

化學(xué)課堂上，交流互動(dòng)是不可缺少的，生生互動(dòng)、師生互動(dòng)的形式是多樣的，但核心都是思維的互動(dòng)。思維是內(nèi)隱的，如何判斷學(xué)生有沒有形成有效思維，思維方法正確不正確，思維能力有沒有得到提高？這就需要外顯學(xué)生的思維過程，讓學(xué)生的思維能夠被“看到”。課堂上，教師應(yīng)給學(xué)生適當(dāng)?shù)臅r(shí)間和空間，讓學(xué)生思一思、悟一悟、說一說、寫一寫、做一做，把自己的所思所想完全表達(dá)出來，這樣學(xué)生就外顯了自己的思維過程和思維方法。知與不知、會(huì)與不會(huì)、能與不能一目了然，同伴的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和思維方法可以借鑒，同伴的認(rèn)知偏差和思維障礙可以起到警示作用。教師可以針對(duì)學(xué)生暴露出的問題做出診斷，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行補(bǔ)救，從而達(dá)到糾正錯(cuò)誤、加深理解、強(qiáng)化觀念和發(fā)展思維的目的。

例如，學(xué)習(xí)“乙烯與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng)”時(shí)，學(xué)生經(jīng)常會(huì)把溴的四氯化碳溶液寫成溴水。學(xué)生犯這樣的錯(cuò)誤，不僅因?yàn)榇中拇笠?，還因?yàn)椴磺宄宓乃穆然既芤号c溴水有何區(qū)別。對(duì)于這一細(xì)節(jié)，有經(jīng)驗(yàn)的教師會(huì)通過問題引起學(xué)生的注意，如：“實(shí)驗(yàn)室制取1，2-二溴乙烷，能不能用乙烯與溴水反應(yīng)？”學(xué)生相互討論，很快，討論就變成了爭(zhēng)論。學(xué)生根據(jù)自己的理解，說出各自的想法和理由。在互動(dòng)過程中，學(xué)生進(jìn)一步弄清了溴水與溴的四氯化碳溶液的聯(lián)系與區(qū)別。兩者溶劑的不同，造成了兩者成分的不同，進(jìn)而造成了兩者性質(zhì)的不同。通過討論、歸納，學(xué)生對(duì)“制取物質(zhì)類”反應(yīng)的要求有了新的認(rèn)識(shí)。這樣的教學(xué)，不僅加深了學(xué)生對(duì)這一典型的加成反應(yīng)的印象，促進(jìn)了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，將學(xué)生的認(rèn)知思維水平提高到了一個(gè)新的高度，還培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

（四）梳理歸納，彰顯思維方法

梳理歸納往往和課堂小結(jié)結(jié)合在一起，是課堂教學(xué)的一個(gè)基本環(huán)節(jié)?；瘜W(xué)思維發(fā)展型課堂要求的梳理歸納不是教師簡(jiǎn)單地回顧和復(fù)述本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，而是教師引導(dǎo)學(xué)生在梳理本節(jié)課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)和注意點(diǎn)時(shí)，既要凸顯本節(jié)課的思維方法，又要站在化學(xué)學(xué)科知識(shí)體系和學(xué)科觀念的高度，將零散性知識(shí)體系化、生活性知識(shí)科學(xué)化、事實(shí)性知識(shí)觀念化、方法性知識(shí)模型化，從而幫助學(xué)生在更高的層次上建構(gòu)新的知識(shí)結(jié)構(gòu)，把握化學(xué)知識(shí)的本質(zhì)和思維體系。

例如，教學(xué)“乙醇”這部分內(nèi)容時(shí)，教師往往通過一系列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)乙醇的物理性質(zhì)以及乙醇可以與鈉反應(yīng)、可以發(fā)生氧化反應(yīng)和酯化反應(yīng)等。在梳理歸納乙醇相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注乙醇分子發(fā)生反應(yīng)時(shí)哪些原子參與了反應(yīng)，發(fā)生斷鍵的部位在哪里，從而聚焦乙醇的官能團(tuán)——羥基，這樣就將乙醇性質(zhì)的具體知識(shí)抽象概括為學(xué)科次級(jí)大概念——官能團(tuán)決定有機(jī)物的性質(zhì)，再繼續(xù)抽象概括為學(xué)科大概念——物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)?！拔镔|(zhì)的組成結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)”揭示了不同物質(zhì)具有不同性質(zhì)或相似性質(zhì)的根本原因，成為人們理解和研究物質(zhì)性質(zhì)的思維結(jié)構(gòu)。有了這樣的認(rèn)知思維，學(xué)生在研究陌生物質(zhì)的性質(zhì)時(shí)，就可以從物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)入手，推斷出它們可能具有的化學(xué)性質(zhì)。

（五）舉一反三，提升思維品質(zhì)

思維品質(zhì)是指?jìng)€(gè)體在思維活動(dòng)中智力特征的表現(xiàn)，體現(xiàn)了個(gè)體的思維水平與能力差異。思維品質(zhì)一般包括思維的深刻性、靈活性、批判性、敏捷性、獨(dú)創(chuàng)性、系統(tǒng)性等6 個(gè)方面。在化學(xué)教學(xué)中，通過舉一反三來提升學(xué)生的思維品質(zhì)，是發(fā)展學(xué)生思維的有效路徑。

舉一反三不是瘋狂地刷題，“舉一反三”中的“一”與“三”應(yīng)存在內(nèi)在聯(lián)系，“一”應(yīng)該是“三”的典型，“三”必須是“一”的衍生，否則舉“一”不可能反“三”，甚至舉“三”都不可能反“一”?；瘜W(xué)課堂上，教師經(jīng)常進(jìn)行例題教學(xué)和習(xí)題訓(xùn)練，對(duì)于所選擇的例題或習(xí)題，教師應(yīng)認(rèn)真思考：選擇這道題的目的何在？題量能不能減少？如果不能減少，能不能將例題或習(xí)題進(jìn)行整合？經(jīng)過這樣篩選得到的例題或習(xí)題，才稱得上是精選、精編的例題或習(xí)題，才能體現(xiàn)知識(shí)的代表性、方法的示范性和思維的科學(xué)性。

化學(xué)思維發(fā)展型課堂重視化學(xué)知識(shí)的教學(xué)，更重視發(fā)展學(xué)生的化學(xué)思維。未來借助大數(shù)據(jù)的分析和評(píng)價(jià)工具來評(píng)價(jià)學(xué)生的思維發(fā)展也必將從經(jīng)驗(yàn)性的評(píng)價(jià)向量化的數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變。隨著評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的大量積累，學(xué)生“畫像”的精準(zhǔn)度和分辨率可以得到進(jìn)一步提高，為實(shí)施基于思維發(fā)展的教與學(xué)提供依據(jù)。