初高中銜接視角下初中化學(xué)教學(xué)路徑探析

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“《義教化學(xué)課標(biāo)》”明確要求加強學(xué)段銜接：“遵循學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，加強一體化設(shè)置，促進(jìn)學(xué)段銜接，提升課程科學(xué)性和系統(tǒng)性。\"《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“《高中化學(xué)課標(biāo)》\"）也強調(diào)：“普通高中化學(xué)課程是與義務(wù)教育化學(xué)或科學(xué)課程相銜接的基礎(chǔ)教育課程。\"初高中化學(xué)知識的學(xué)習(xí)具有延續(xù)性，核心素養(yǎng)的培育也具有一致性。初中階段是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的啟蒙階段，如果沒有建立相關(guān)概念，就會影響高中階段的學(xué)習(xí)。做好初高中化學(xué)銜接教學(xué)有助于提升化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，為學(xué)生終身發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

同時，從“掌握作為一種知識的化學(xué)\"轉(zhuǎn)向“理解作為一種思維方式的化學(xué)”已經(jīng)成為當(dāng)今國際化學(xué)課程改革的重要趨勢之一。在此背景下，于初中階段實施初高中化學(xué)銜接教學(xué)，需要引導(dǎo)初中生將宏觀現(xiàn)象與離子變化聯(lián)系建立微粒觀，通過單個元素的性質(zhì)總結(jié)一類物質(zhì)的性質(zhì)建立元素觀，學(xué)會從定性思維向定量思維轉(zhuǎn)變，能多視角辯證看待問題，能建構(gòu)模型并運用模型，從而為進(jìn)入高中學(xué)習(xí)建立可遷移的思維方法。整個銜接教學(xué)的重點不在于初中階段涵蓋多少高中化學(xué)知識，而是了解學(xué)生發(fā)展的阻礙，并在此基礎(chǔ)上挖掘初高中教材中智力因素與學(xué)科方法的價值，適當(dāng)擴(kuò)展知識寬度，持續(xù)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)習(xí)慣。

一、初高中銜接視角下初中化學(xué)教學(xué)的實施路徑

在設(shè)計初高中化學(xué)銜接教學(xué)時，初中教師要認(rèn)識到初高中化學(xué)的聯(lián)系與差異，并認(rèn)真研讀相關(guān)理論以搭建概念進(jìn)階腳手架。在眾多理論中，ADDIE模型是一種系統(tǒng)化的教學(xué)設(shè)計模型，具體包含分析（Analysis）、設(shè)計（Design）、開發(fā)（Development）、實施（Imple-mentation）和評估（Evaluation）五個模塊，其中，分析與設(shè)計是前提，開發(fā)與實施是教學(xué)核心，評估貫穿整個過程，是鑒定教學(xué)效果的保障[2。下面，筆者以其為指導(dǎo)，結(jié)合最近發(fā)展區(qū)理論，以人教版義務(wù)教育教科書《化學(xué)》九年級下冊（以下簡稱“《化學(xué)·九下》”第八單元《金屬和金屬材料》中的“金屬的腐蝕與防護(hù)”為切入點，進(jìn)行初高中銜接教學(xué)探索。

（一）深度解讀教材與課標(biāo)，建構(gòu)概念邏輯關(guān)系

金屬的腐蝕與防護(hù)”所在單元，既有知識明線，又有思維暗線。前者如：開篇以圖片形式呈現(xiàn)青銅大面具、山西永濟(jì)黃河鐵牛、古代錢幣等文物，接著以金屬材料為中心分析其物理性質(zhì)及由性質(zhì)決定的用途，然后學(xué)習(xí)金屬化學(xué)性質(zhì)共性及差異性，最后以鐵制品腐蝕條件為進(jìn)階任務(wù)介紹金屬的冶煉及金屬資源保護(hù)。后者如：要求從物質(zhì)的共性與差異視角認(rèn)識金屬。

在人教版普通高中教科書《化學(xué)》中與此相關(guān)的知識有：必修第一冊第三章《鐵金屬材料》以隕鐵和西周時期玉柄鐵劍文物引入，從微觀粒子轉(zhuǎn)化視角，以鐵及其化合物為載體著重分析不同價態(tài)鐵元素之間的轉(zhuǎn)換規(guī)律；選擇性必修1第四章第三節(jié)《金屬的腐蝕與防護(hù)》則進(jìn)一步從調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的視角，先以鐵為例介紹析氫腐蝕與吸氧腐蝕的微觀本質(zhì)，然后依據(jù)電化學(xué)防護(hù)原理調(diào)控金屬腐蝕反應(yīng)。

通過對《義教化學(xué)課標(biāo)》與《高中化學(xué)課標(biāo)》中有關(guān)“金屬的腐蝕與防護(hù)\"的內(nèi)容要求和學(xué)業(yè)要求進(jìn)行分析，筆者發(fā)現(xiàn)該主題在知識內(nèi)容、能力要求、核心素養(yǎng)維度具有明顯的延續(xù)性與進(jìn)階性，初高中均圍繞金屬性質(zhì)與應(yīng)用來建構(gòu)“物質(zhì)的性質(zhì)決定用途”這一學(xué)科觀念。初高中“金屬的腐蝕與防護(hù)”主題銜接進(jìn)階要求具體如表1所示。

（二）敘寫導(dǎo)向“教一學(xué)—評”一致性的教學(xué)目標(biāo)

明確、清晰的教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)活動的重要指引，教師要詳細(xì)闡述學(xué)什么、如何學(xué)、學(xué)到什么程度。然后，教師要圍繞目標(biāo)設(shè)計評價任務(wù)、收集評價信息、進(jìn)行評價反饋。在敘寫教學(xué)目標(biāo)時，教師應(yīng)盡量避免使用“了解、理解、體會”等寬泛抽象的狀態(tài)動詞，要盡量采用可檢測、可評價的行為動詞，例如，將《義教化學(xué)課標(biāo)》中“以鐵生銹為實例，了解防止金屬腐蝕的常用方法\"細(xì)化為“通過評價迭代課本實驗方案、用控制變量法探究影響鐵生銹的因素，宏微結(jié)合描述銹蝕原理，建構(gòu)并根據(jù)銹蝕模型提出具體防腐建議”，這樣才能導(dǎo)向\"教一學(xué)一評”一致性，為初高中銜接教學(xué)打下堅實基礎(chǔ)。該課教學(xué)目標(biāo)具體見圖1，此處不贅述

（三）精選教學(xué)主題，基于知識發(fā)展邏輯設(shè)計教學(xué)

主題化的教學(xué)方式可幫助學(xué)生在真實的情境中建構(gòu)新知識、新理解，解決真實問題。初高中教材在有關(guān)金屬的章節(jié)中都呈現(xiàn)了我國的文物，經(jīng)過思考分析，筆者將“為博物館金屬文物制訂防銹蝕方案\"定為主題。該主題能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生變知識學(xué)習(xí)為問題解決，有助于實現(xiàn)初高中化學(xué)教學(xué)一體化。

就\"金屬的腐蝕與防護(hù)\"這一內(nèi)容而言，初高中階段都遵循\"金屬性質(zhì)一腐蝕原理一防腐措施”的邏輯，在知識深度上，初中階段注重宏觀現(xiàn)象描述，高中階段則側(cè)重微觀本質(zhì)分析。初中生依據(jù)生活經(jīng)驗僅僅積累了零散的金屬腐蝕知識，既未將知識結(jié)構(gòu)化，也缺乏運用認(rèn)知模型解決實際問題的能力。因此，筆者著重引導(dǎo)學(xué)生從宏觀到微觀認(rèn)識腐蝕本質(zhì)，建構(gòu)腐蝕模型、制訂防腐措施，并結(jié)合實例辯證看待金屬銹蝕對人類社會的影響，以此達(dá)成銜接教學(xué)的目標(biāo)?！敖饘俚母g與防護(hù)\"初高中銜接教學(xué)設(shè)計如圖1所示。

（四）創(chuàng)設(shè)真實情境與任務(wù)，實施銜接教學(xué)

在該課伊始，筆者呈現(xiàn)浙江省博物館的三件文物一漢環(huán)首鐵刀、戰(zhàn)國蟠螭紋銅鼎、戰(zhàn)國玉耳金的照片及其簡介，以此創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合學(xué)過的金屬的物理、化學(xué)性質(zhì)，對比不同材質(zhì)文物的用途及銹蝕情況并分析原因。下面結(jié)合具體任務(wù)介紹

1.探究銹蝕條件一從實驗評價到定量分析

此環(huán)節(jié)對應(yīng)任務(wù)一“初探影響鐵制品銹蝕的因素”。

[教師活動]在學(xué)生發(fā)現(xiàn)鐵質(zhì)文物銹蝕最嚴(yán)重后，給出鐵銹成分（主要成分為 Fe₂O₃ ·xH₂O ），引導(dǎo)學(xué)生從元素變化角度結(jié)合生活經(jīng)驗分析，猜想影響鐵制品銹蝕的因素，并闡述猜想理由。

[學(xué)生活動]對比鐵單質(zhì)與鐵的銹蝕物，發(fā)現(xiàn)增加了 H，0 兩種元素，猜測鐵制品生銹的條件是要有氧氣、水分。

[教師活動］活用《化學(xué)·九下》第19頁“探究”欄目給出的完整的探究鐵釘生銹條件的方案及步驟，鼓勵學(xué)生運用評價量表（如表2所示）分析、評價、迭代實驗方案。

生（討論總結(jié)）：課本實驗變量控制明確，第1支試管是對照試管，對比1與2兩支試管，研究空氣對銹蝕的影響，對比1與3兩支試管，研究水分對鐵釘銹蝕的影響。實驗操作簡單，但是周期長，需要一個星期左右才有明顯現(xiàn)象，時效性差。

[師生活動]教師引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化迭代實驗。學(xué)生給出方案：取鐵粉并噴灑水置于錐形瓶中，密封之后，利用傳感器測量錐形瓶中氧氣濃度的變化，前后對照發(fā)現(xiàn)鐵粉在銹蝕過程中不斷消耗氧氣。最后師生一起建構(gòu)鐵制品銹蝕條件模型。

設(shè)計意圖：滲透問題解決理念，完整呈現(xiàn)“問題識別一模型建構(gòu)一方案優(yōu)化”的科學(xué)探究路徑，通過數(shù)字化實驗從定性到定量認(rèn)識銹蝕本質(zhì)，提升學(xué)生對控制變量法的理解。從《義教化學(xué)課標(biāo)》與《高中化學(xué)課標(biāo)》來看，“科學(xué)探究”主題都是核心內(nèi)容，初中階段是打基礎(chǔ)階段，更要引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)探究的一般方法，以不斷提升實驗探究能力。

2.解密本質(zhì)—從宏觀現(xiàn)象到微觀電子 轉(zhuǎn)移

此環(huán)節(jié)對應(yīng)任務(wù)二中的第一個小任務(wù)“宏微結(jié)合解密腐蝕本質(zhì)”。

銜接問題1：鐵制品銹蝕的本質(zhì)原理是什么？

[教師活動]先給出鐵器吸氧腐蝕的化學(xué)反應(yīng)原理方程式：

2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂; 4Fe（0H）₂+O₂+2H₂O=4Fe（0H）₃; 2Fe（OH）₃=Fe₂O₃?xH₂O+（3-x）H₂O

再引導(dǎo)學(xué)生分析從鐵到三氧化二鐵的變化原理：從宏觀得失氧角度分析，是鐵得氧發(fā)生氧化反應(yīng)；在方程式中標(biāo)出鐵元素前后的化合價，發(fā)現(xiàn)化合價有了變化，由此認(rèn)識到腐蝕的微觀本質(zhì)是鐵原子失去電子。然后引導(dǎo)學(xué)生從外因、內(nèi)因、本質(zhì)等多角度展開思考，為博物館鐵質(zhì)文物制訂防腐方案。

[學(xué)生活動]以小組為單位研討防腐措施，并匯報成果。外因角度：在表面覆蓋防護(hù)層、控制環(huán)境濕度、安裝空氣過濾系統(tǒng)隔絕能與金屬發(fā)生反應(yīng)的氣體。內(nèi)因角度：文物的保養(yǎng)修復(fù)可以使用防銹蝕新材料。從微觀本質(zhì)角度來看，主要是阻止金屬文物在化學(xué)反應(yīng)中失去電子?；ピu方案的可行性。

銜接問題2：如何阻止金屬文物失去電子？或者采用什么辦法可以給金屬提供電子？

[學(xué)生活動]聯(lián)想在物理課上學(xué)過的“電子從電源負(fù)極流出”知識，在教師的問題引導(dǎo)下，得出：把金屬文物接在電源負(fù)極進(jìn)行防腐。

設(shè)計意圖：在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)施教，逐步滲透元素觀、微粒觀、變化觀，使其初步認(rèn)識金屬銹蝕的微觀本質(zhì)是失電子，學(xué)習(xí)利用跨學(xué)科知識進(jìn)行防腐。這樣既能幫助學(xué)生增強學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)，又能為學(xué)生在高中階段繼續(xù)學(xué)習(xí)電化學(xué)防護(hù)作鋪墊。

3.科學(xué)防腐——從課堂到博物館的科學(xué)探索

此環(huán)節(jié)對應(yīng)任務(wù)二中的第二個小任務(wù)“科學(xué)防腐”。

[教師活動]借助人工智能搜索博物館的金屬文物實際防腐措施，引導(dǎo)學(xué)生對比分析自己的方案與實際應(yīng)用的異同，了解理論技術(shù)在實際中的應(yīng)用。

[展示資料]博物館中對不同金屬的環(huán)境濕度控制范圍不同，比如鐵質(zhì)文物濕度要求在30% 以下，銅類文物要求濕度在 35%～45% ，而銀器則是 40%～50% ，金器性質(zhì)穩(wěn)定對濕度無嚴(yán)格要求。

生（得出結(jié)論）：金屬越活潑，濕度越要嚴(yán)格控制。

師（銜接引導(dǎo)）：借助人工智能搜索我們還可以發(fā)現(xiàn)，博物館利用“鎂帶貼附鐵器”防腐。

[教師活動]先給出梯度性問題鏈：（1）鎂和鐵的金屬性質(zhì)有何異同？（2）鎂帶貼附鐵器表面可以阻止鐵原子失電子嗎？（3）如何驗證防腐效果？然后引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)對《化學(xué)·九下》第19頁圖8-18實驗進(jìn)行迭代，即增加試管4，放在教室里讓學(xué)生課后對比觀察，使學(xué)習(xí)的發(fā)生從課堂延續(xù)至課后，要求學(xué)生填寫表3。

生：由于金屬鎂的活潑性強于鐵，所以鎂先于鐵失去電子發(fā)生腐蝕，這樣就阻止了鐵原子失去電子，從而保護(hù)鐵器，使其不生銹。我們可以通過迭代實驗比較防腐效果。

設(shè)計意圖：將學(xué)習(xí)從課堂延伸至課后，引人人工智能擴(kuò)展知識面，提升學(xué)生對信息的檢索、篩選、應(yīng)用能力，并設(shè)計實驗驗證搜索結(jié)果，以滿足知識儲備與認(rèn)知發(fā)展水平差異的需求。

4.實踐與創(chuàng)新—從防腐到應(yīng)用腐蝕反應(yīng)

此環(huán)節(jié)對應(yīng)任務(wù)三\"實踐與創(chuàng)新——從防腐到用腐”。

師（引導(dǎo)）：我們不能只是被動防腐，能否控制反應(yīng)朝著我們需要的方向進(jìn)行？（給每組學(xué)生發(fā)一個暖寶寶，引導(dǎo)學(xué)生觀看使用說明書）你們能推測暖寶寶在使用過程中發(fā)生了什么反應(yīng)嗎？

[數(shù)字化實驗展示]拆開兩個暖寶寶，將其中的化學(xué)物質(zhì)分別裝入2個錐形瓶，用數(shù)字化實驗測氧氣含量、溫度變化。

[學(xué)生活動]觀察：錐形瓶中氧氣含量迅速降低、溫度不斷升高。討論：暖寶寶含有鐵粉、活性炭、食用鹽、水、蛭石、吸水樹脂等成分，鐵粉與水以及空氣中的氧氣發(fā)生銹蝕反應(yīng)，放出熱量；靠近海邊的鐵欄桿腐蝕更嚴(yán)重，所以食用鹽可以促使暖寶寶中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率加快。

（對暖寶寶中活性炭的作用，教師可以設(shè)懸引思。學(xué)生到高中階段學(xué)習(xí)了電化學(xué)腐蝕知識后就會理解）

設(shè)計意圖：透過生活現(xiàn)象挖掘知識應(yīng)用價值，從正反兩方面辯證認(rèn)識金屬銹蝕反應(yīng)，即金屬的銹蝕既帶來了嚴(yán)重的危害和挑戰(zhàn)，又在某些特定領(lǐng)域具有一定的價值，可以調(diào)控反應(yīng)速率為人類服務(wù)，由此滲透高中階段化學(xué)中的能量變化、調(diào)控反應(yīng)速率等觀念。

二、教學(xué)反思

在初中階段實施初高中化學(xué)銜接教學(xué)的實踐中，筆者有如下思考。

（一）注重糾正錯誤前概念

金屬的銹蝕屬于氧化還原反應(yīng)，初中階段的教學(xué)從宏觀得失氧角度開始對銹蝕原理進(jìn)行描述，高中階段的教學(xué)基于電子轉(zhuǎn)移的微粒觀從本質(zhì)角度進(jìn)行解釋。在課前檢測中，筆者發(fā)現(xiàn)，許多初中生認(rèn)為鋼鐵銹蝕是鐵單質(zhì)直接與氧氣反應(yīng)生成三氧化二鐵，這種錯誤的前概念對高中階段的學(xué)習(xí)會產(chǎn)生不利影響?？紤]到初中生的認(rèn)知水平，教師在教學(xué)中可以適當(dāng)以材料形式呈現(xiàn)鐵吸氧腐蝕的化學(xué)反應(yīng)方程式，分析鐵在銹蝕過程中元素化合價是從零價先到正二價再到正三價，助力實現(xiàn)初高中知識銜接，幫助學(xué)生厘清學(xué)科概念，有效避免錯誤認(rèn)知先入為主，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和科學(xué)素養(yǎng)[3]

（二）將評價活動貫穿教學(xué)全程

教學(xué)中，教師應(yīng)將過程性評價與結(jié)果性評價相結(jié)合，聚焦學(xué)生行為表現(xiàn)與學(xué)習(xí)結(jié)果，強調(diào)師生共同參與評價并利用評價結(jié)果，充分發(fā)揮評價的作用，實現(xiàn)以評促學(xué)、以評促教、以評促改。如在制訂防腐措施時，教師可引導(dǎo)學(xué)生提出合理觀點并闡述依據(jù)，然后據(jù)此評價學(xué)生連續(xù)表達(dá)的能力、邏輯思維的深度及語言表達(dá)的精準(zhǔn)度。其中，對“鎂帶貼附鐵器”防腐是否可行，教師需要引導(dǎo)學(xué)生深人思考以下問題：（1）可以采取哪些方式阻止鐵原子失電子？（2）鎂和鐵的金屬性質(zhì)有何異同？（3）鎂帶貼附在鐵器表面是如何阻止鐵原子失電子的？只有基于這樣的分析與研究，學(xué)生才能真正理解學(xué)科與現(xiàn)實聯(lián)系的本質(zhì)。

教學(xué)結(jié)束后，教師要聚焦學(xué)習(xí)成果，設(shè)計表現(xiàn)性任務(wù)進(jìn)行結(jié)果性評價，例如：“文物有許多防腐措施，如濕度管理、空氣凈化、封護(hù)涂層、光照控制、電化學(xué)保護(hù)等，參觀博物館后，請根據(jù)所學(xué)設(shè)計一份銅器文物的防腐方案并附簡要說明?！边@樣，可以通過實踐作業(yè)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生形成利用系統(tǒng)化知識解決實際問題的意識，在學(xué)習(xí)習(xí)慣上與高中銜接。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢華林，施觀雪.化學(xué)學(xué)科思維方式的內(nèi)涵分析與培養(yǎng)策略[J].課程·教材·教法，2024（11）：134-140.

[2]卜彩麗.ADDIE模型在微課程設(shè)計中的應(yīng)用模式研究[J].教學(xué)與管理，2014（24）：90-93.

[3]楊九詮.關(guān)于課程銜接的思考[J].課程·教材·教法，2008（8）：10-15.