基于真實情境發(fā)展核心素養(yǎng)的教學設計與實踐

岑素艷

［摘 要］化學學科核心素養(yǎng)真正落地的關鍵在于實現(xiàn)化學學科知識功能化、內容結構化。教學設計時要整合重組教學內容，基于核心素養(yǎng)搭建教學模塊，構建發(fā)展載體，從真實情境中所蘊含的化學本源性問題出發(fā)，引導學生探尋解決本源性問題的基本方法和思維模型，提高學生解決真實情境下陌生問題的能力，使化學學科核心素養(yǎng)的培育真正落地。

［關鍵詞］核心素養(yǎng)；真實情境；教學設計；高中化學

［中圖分類號］? ? G633.8? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2024）11-0072-04

一、問題提出

隨著世界科技的飛速發(fā)展，知識更新與淘汰的速度加快，學校對學生的教育越來越不能滿足學生終身發(fā)展的需求。學生需要學會終身學習，全面提升綜合能力，以便將來能夠更好地融入社會并實現(xiàn)自身價值。因此，我國新一輪基礎教育課程改革將學科核心素養(yǎng)作為課程目標，如何讓學科核心素養(yǎng)在課堂教學中真正落地成為新課程改革的重點和難點。從教師的角度看，大多數(shù)一線化學教師還是將教學設計的重心放在基于知識點的教學評一體化設計上，并沒有基于發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)進行設計，化學學科核心素養(yǎng)難以真正落地。從學生的角度看，學生還是注重機械記憶和對單個知識點的理解，沒有將所學知識加以整合，導致解決真實情境中的問題的能力較弱，化學學科核心素養(yǎng)難以得到真正發(fā)展。

筆者認為，要使得化學學科核心素養(yǎng)真正落地，關鍵在于實現(xiàn)化學學科知識功能化、內容結構化。教學設計要從化學知識、實驗現(xiàn)象和真實情境中所蘊含的化學本源性問題出發(fā)，引導學生探尋解決本源性問題的基本方法和思維模型，提高學生解決真實情境下陌生問題的能力，同時引導學生在實際問題的解決過程中構建具有廣泛遷移價值的思維模型，使認識思路結構化，實現(xiàn)思維進階，使化學學科核心素養(yǎng)的培育真正落地。

二、理論研究及概念界定

核心素養(yǎng)是指學生在接受教育的過程中應具備的，能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力?；瘜W學科核心素養(yǎng)是高中學生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”五個方面，將對學生多方面的要求（如知識、技能、能力、觀念、態(tài)度、責任等的形成）融為一體。核心素養(yǎng)不是學生先天就有的，而是學生在與生活環(huán)境和教育環(huán)境的互動活動中逐步形成的。要實現(xiàn)學科核心素養(yǎng)的發(fā)展，必須以學科知識為載體，創(chuàng)設貼近學生生活的真實情境，并以本源性問題為切入點激發(fā)學生的思維。真實情境是核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要載體。教學設計時如將核心素養(yǎng)融入具體的情境和問題中，可以讓學生在實踐中學習和應用知識，形成具有學科特點的思維品質和能力，促進學生的深度學習和理解，使學生在解決問題的過程中形成和發(fā)展核心素養(yǎng)。

學科本源性問題是指向學科本質的最根本和最核心的問題。這些問題無法僅通過記憶知識點來有效回答，而是需要高階的思維能力，如分析能力、推理能力等。本源性問題具有挑戰(zhàn)性和創(chuàng)造性，處理這些問題時，我們會不斷挖掘問題的深度，豐富問題的內容，從而激發(fā)學生的深度思考。這些問題的解決有助于學生有效地實現(xiàn)主要學習目標。本源性問題通常以“為什么”“怎么樣”“哪種方法”作為提問的開始。這樣的提問，不僅深化了學生對化學本質的認識，還促進了學生科學探究與實踐素養(yǎng)的發(fā)展。

認識思路的結構化是一種獨特的思維方式。它以事物的結構為思考對象，通過積極構建事物的結構來思維。這種思維方式旨在揭示事物的客觀規(guī)律。結構化思維的核心是有序思維，它涵蓋了信息的接收、加工、整合、儲備和表達等過程。在這個過程中，我們逐漸形成一套分析和解決某個問題的一般思路和方法，即形成一般的思維模型結構。學科知識認識思路的結構化是從學科本源對物質及其變化的認識過程的一種概括，它是在具體的知識學習中抽象出來的。通過清晰地認識問題的結構，我們可以降低信息的陌生度，使信息更好地傳達并內化為知識。這有助于我們真正做到舉一反三、觸類旁通、悟法開竅。教師在教學中應幫助學生建立分析問題的模型結構，逐步建立解決一般問題的思維框架。通過認識思路的結構化，可以提高學生的思維能力和問題解決能力，進而發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)。

三、教學實踐過程

（一）整合重組教學內容，基于核心素養(yǎng)搭建教學模塊

深入挖掘教學素材，針對不同的內容重點承載不同維度的學科核心素養(yǎng)發(fā)展。我們可將高中化學教學內容整合劃分為六個模塊，并針對各模塊特點創(chuàng)設真實情境，引導學生從真實情境中凝練不同方向的本源性問題，形成認識思路，發(fā)展相應維度的核心素養(yǎng)。具體如圖1所示。

（二）根據(jù)教學模塊特點，構建基于真實情境發(fā)展學科核心素養(yǎng)的教學設計模型

1.元素化合物POE教學設計模型

POE是Predict（預測）、Observe（觀察）、Explain（解釋）這三個英文首字母的組合。POE教學策略可以強化證據(jù)推理與模型認知核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此，在化學課堂上，可以通過創(chuàng)設真實情境，凝練出真實情境中所蘊含的化學本源性問題，然后讓學生以已有的知識作為基礎，搜集各種證據(jù)，用比較的思維方法，對涉及的具體物質的性質進行預測，對物質的變化提出猜想，從而帶著問題有目的地進行實驗設計。在實驗操作過程中體會現(xiàn)象和變化，對實驗信息進行加工，結合已有的理論知識來推斷并得出結論。如在“硫及其化合物”的教學中基于以上模型進行如圖2所示的教學設計。

上述教學設計從真實情境中凝練出3個本源性問題：（1）火山噴發(fā)時硫是如何形成的？（2）火山噴發(fā)時火焰為什么呈藍色？（3）火山噴發(fā)后周圍水域的pH為什么會變??？課堂教學從探尋本源性問題的科學思維方法出發(fā)，讓學生從價-類二維角度預測元素化合物的性質，并通過實驗探究從多角度構建硫及其化合物的性質，構建硫元素的價-類二維圖（如圖3），進而讓學生總結研究元素化合物性質的一般思路（如圖4），并用于解決N、Cl、Fe等元素的物質間的相互轉化，形成具有廣泛遷移應用價值的思維和方法，進行高階思維學習。

2.“宏微符”結合的基本理論教學設計模型

該部分的教學設計模型主要是創(chuàng)設基于生產(chǎn)生活實例或化學實驗的真實情境，引導學生根據(jù)宏觀現(xiàn)象從微觀角度分析化學反應實質，并用化學方程式或離子方程式等化學符號進行表征，最后拓展應用解決實際問題。如在“鹽類的水解”教學設計中，先讓學生進行鹽類酸堿性探究實驗，從微觀角度分析弱酸根（或弱堿）對水的電離平衡的影響，并用離子方程式表示，最后運用鹽類的水解知識解決氯化鐵溶液的配制、明礬凈水等實際問題。這一過程運用的是“宏觀辨識—微觀探析—符號表征—知識應用”的化學學習思維方式。教學中，教師要注重引導學生回憶學習過程，歸納總結化學學習思維方法的步驟，進行化學學習思維方法的強化。這樣學生在后面學習難溶電解質的溶解平衡和電化學等內容時，只要教師稍加引導，就能運用宏微結合的思維方法去解決問題。該思維方法的核心在于用微觀本質解釋宏觀現(xiàn)象，能從原子、離子、分子等微觀視角理解物質的性質，并用化學方程式、離子方程式等化學符號進行表征，有助于“宏觀辨識與微觀探析”學科核心素養(yǎng)的培育。

3.化學反應原理教學設計模型

如在“化學反應限度”的教學中，可從工業(yè)合成氨對人類生產(chǎn)生活的影響的真實情境中凝練出3個本源性問題：（1）工業(yè)合成氨中如何選擇N2和H2的投料比？（2）為何要控制溫度和壓強？（3）催化劑在合成中的作用是什么？（教學設計模型如圖5所示）課堂教學從探尋本源性問題的科學思維方法出發(fā)，構建投料比、溫度、壓強、催化劑對化學反應速率及限度的影響的認知模型，診斷和發(fā)展學生的變化觀念與平衡思想以及模型認知的能力，深層次發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)，并以此總結分析化學平衡的一般思路（如圖6）以及工業(yè)投料比的選擇一般思路（如圖7），構建具有廣泛遷移價值的認知模型，從而實現(xiàn)深度學習。

4.有機化學基礎教學設計模型

該模塊的教學設計模型主要以常見有機化合物在生產(chǎn)生活中的應用為情境，引導學生在真實情境中凝練本源性問題，師生在探尋解決問題的方法的過程中構建有機化合物的性質，并總結形成具有廣泛遷移價值的學科思維，構建研究有機化合物的一般思路（如圖8），在解決真實情境下的化學問題的過程中發(fā)展學生的“證據(jù)推理與模型認知”以及“科學態(tài)度與社會責任”學科核心素養(yǎng)。

如在“醛”的教學中基于以上模型可進行如圖9所示的教學設計。

上述教學設計從真實情境中凝練出2個本源性問題：（1）甲醛中毒原理是什么？（2）我們該如何消除空氣中的甲醛？課堂教學從探尋甲醛中毒原理以及消除甲醛的辦法等本源性問題出發(fā)，在解決真實情境下陌生問題的過程中引導學生從電負性的角度認識極性碳氧雙鍵的特點，構建極性碳氧雙鍵的性質，進而引導學生基于極性碳氧雙鍵的特點及碳氧雙鍵對其他基團的影響構建醛的性質，在解決真實情境下陌生問題的過程中診斷和發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)，并在此基礎上引導學生遷移應用構建有機化學學習的基本方法，構建具有廣泛遷移應用價值的思維和方法，從而實現(xiàn)深度學習。

5.化學實驗基礎教學設計模型

實驗探究的過程就是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的過程，基于此構建符合學生認知規(guī)律的化學實驗基礎教學設計模型（如圖10）。

如在“弱電解質電離”的教學中，教師引導學生用相同濃度的鹽酸和醋酸分別與足量的鎂反應，并觀察實驗現(xiàn)象，提出猜想：醋酸電離不完全，醋酸溶液中還含有醋酸分子。接著，讓學生進行實驗驗證，并進行分析，得出醋酸存在電離平衡的結論。電離平衡的建立讓學生認識到物質變化過程中存在平衡，從而培養(yǎng)學生的“變化觀念與平衡思想”核心素養(yǎng)。實驗探究以學生為主體，問題解決和能力發(fā)展為中心，引導學生提出問題、猜想假設，進行實驗驗證，最后得到結論。學生通過質疑、假設、實驗、分析、論證、概括等多樣化的過程，把握從微觀視角分析物質反應的實質，形成微粒觀，培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”核心素養(yǎng)。在實驗過程中不斷設疑探究，使學生形成嚴謹?shù)闹螌W精神和求實的科學態(tài)度。

四、教學效果與反思

基于真實情境發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)的教學設計與實踐，可提高學生對化學的學習興趣，促進學生積極參與教學活動。學生學習的積極性帶動了教師教學的積極性，有助于教師教育理念的更新以及教師專業(yè)水平的持續(xù)發(fā)展。同時，還有效解決了單課時教學難以培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)的弊端，解決了傳統(tǒng)教學中知識碎片化的弊端，提升了學生的知識結構化水平，有效發(fā)展了學生的化學學科核心素養(yǎng)。但要注意的是，教師應該根據(jù)教學內容和學生的實際情況，創(chuàng)設真實且貼近生活的情境，以更好地激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望。真實情境下的教學可能會受到學生個體差異、生活背景等因素的影響， 對此教師需要關注學生的個體差異，并采取針對性的教學策略?；谡鎸嵡榫车慕虒W設計與實踐還需要注重教學評價，通過評價學生的學習成果和表現(xiàn)，及時調整教學策略以提高教學效果。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準：2017年版2020年修訂［M］.北京：人民教育出版社2020.

［2］? 林崇德.21世紀學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究［M］.北京：北京師范大學出版社，2016.

［3］? 曾德琨.化學學科溯源式質疑教學模式探索［J］.基礎教育課程，2022（24）：53-58.

（責任編輯? ? 羅? ? 艷）