基于学科素养的化学课堂教学实施建议

  中国学生发展核心素养是党的教育方针的具体化。核心素养将落实立德树人根本任务、发展素质教育的教育目标进行了具体生动全面的阐释，在基础教育各学段各学科的教育目标与教育总目标之间搭建了桥梁。《普通高中化学课程标准（2017年版）》明确指出化学学科核心素养包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任五个方面。化学学科核心素养具有鲜明的学科特点，宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想反映了学科特征，证据推理与模型认知是化学核心素养的思维核心，科学探究与创新意识是化学核心素养的实践基础，科学精神与社会责任是化学核心素养的价值立场。新课程改革的价值追求是提升学生综合素质，发展学生核心素养，因此高中化学课堂教学改革必须聚焦培养和发展学生化学学科核心素养。

  一、确立“素养为本”的教学理念

  普通高中化学学科新课程的基本理念集中体现在以下几个方面：设置满足学生多元发展需求的高中化学课程；选择体现基础性和时代性的化学课程内容；倡导基于化学学科核心素养的评价；重视开展“素养为本”的教学。

  确立“素养为本”的教学理念，就是要将化学课堂教学由以应试教育为主转向培养和发展学生学科核心素养。即由做题的教学转向做事的教学。做题的教学主要是指在高考升学压力的影响下，当前的课堂教学方式以讲、记、背、练为主，对学生能力的培养侧重解题思维技巧的训练，教师花在讲题上的时间远远多于新授课教学的时间。新课程倡导“做事”的教学，是因为衡量一个人核心素养的高低，是要看一个人在工作和生活中处理问题解决问题时的综合表现。发展学生核心素养，就是要提高学生在解决真实问题时的综合能力。真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，在教学中应重视创设真实问题情境，提出驱动型问题，让学生通过实验、讨论、分析、推理、调查等多样化的学科实践活动解决问题。在解决问题的过程中，学习化学知识，发展学科思维方式，培养科学精神和社会责任感。让学生在做事中形成的做过事、想做事、能做事的素养。只有做过事了，才能想做事、能做事，这就是素养。

  如何从做题的教学转向做事的教学？首先要明确核心知识。依据课程标准、教材等材料寻找核心概念和能力，确认与这些关键概念、能力相关的一系列基础知识和技能，教学中要尽可能达到知识与素养的兼得。例如：人教版教材必修第一册第一章第一节“物质的分类和转化”中，课标要求：根据物质的组成和性质可以对物质进行分类（同类物质具有相似的性质，一定条件下各类物质可以相互转化，这是学科观念物质的分类观的具体内涵）可以理解为课标要求是初步建立物质的分类观。教材编写意图：以物质的分类、物质的转化为线索，复习和巩固初中相关知识，适当引入新知识。科学方法层面要求学生学会如何分类；科学观念层面要求学生初步建立物质的分类观；知识层面要求复习和巩固初中相关知识，适当引入新知识；教材中涉及到具体知识有：同素异形体、树状分类法、交叉分类法、酸性氧化物、碱性氧化物、分散系、胶体的性质、酸碱盐的性质；单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系。在明确了课标要求、教材编写意图之后，可以将教学目标确定为：初步建立物质的分类观，学会如何分类，构建初中相关知识的知识网络。

  第二创设真实情境。以教学目标为导向，设计了以下教学情境和驱动型任务：图书馆中数不胜数的图书要分类陈列便于人们查找，在初中化学学习中所涉及的物质多达百余种，其中所包含的化学反应则更多。对物质及其变化进行科学分类，可以大大提高我们对物质以及化学反应的认识水平。让我们从寻找分类标准入手，编制一张物质“家谱”吧。这样的情境创设和驱动型任务具有以下特点：真实性，编制物质家谱是学生学科学习当中的真实问题，真实问题情境素材可以来源于社会生产生活实践，也可以从学科学习背景中产生；整体性，学生在完编制物质家谱的过程中可以初步建立学科观念、学会学科思维方法，形成知识体系，达到知识、能力、素养兼得的教学目的；复杂性，完成这样一个任务需要学生回顾初中所学所有物质及性质，确立分类标准反应物质之间的逻辑关系和内在联系，具有较高的思维含量。总之，本单元的教学设计不是常见的简单处理教材，把教学重点放在树状分类法、交叉分类法等具体知识点的教学设计，而是通过设计真实而复杂的学习任务，提升学生的化学学科核心素养。

  培养学生的化学学科核心素养，课堂教学需要由过分注重做题解题的教学转向做事的教学，提高学生分析问题解决问题的能力，特别是陌生情境下解决问题的能力。

  二、注重学科知识内容的结构化

  高中化学学科在课程内容方面，进一步精选了学科内容，重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化。因此，在教学中应注重知识内容的结构化，课堂教学内容的组织，要由碎片化转向整体化。从教学经验可以得出，优秀生头脑中知识是有组织有系统的，反映知识间的逻辑关系和内在联系，既有整体性，又有层次性，能够对知识结构做出完整具体的说明。学困生的知识是堆积的，是零散和孤立的，对知识的说明不完整、准确度低，缺乏运用知识时的规则、方法和思路。著名化学家、中科院院士、北大教授徐光宪先生在《我对素质教育的认识》一文中特别强调，建立自己的知识框架为其一生所取得的成就奠定了基础。他说：“我从中学时代起，就对整个知识体系和各门学科有了一个大概的了解，并在自己头脑中建立起知识框架，把以后学到的东西充实到这个知识框架中，把未知的和已知的知识联系起来，这样就容易记忆，而且有自己的体系。”从徐光宪先生的亲身经历进一步说明建构知识结构体系对学生素养发展的重要性。

  一直以来，化学教学尤其是在复习教学中比较重视知识的总结归纳，构建思维导图、知识网络是常用的教学策略。实际教学情形是教师直接给出学生知识结构网络图，学生没有参与到知识体系的构建过程中，导致的教学效果是学生对知识结构的理解仅仅停留在记忆水平，解决问题时很难做到举一反三、融会贯通。

  基于“素养为本”教学理念的知识结构化教学与当前教学的不同之处有以下两点。第一，知识的结构体系应该是学生在教师的引导下自主完成的而不是给学生呈现现成的知识网络和思维导图。例如，在高三复习时，可以给学生布置如下学习任务：请你从物质类别和元素价态的角度对氮元素及其化合物转化关系进行归纳整理，并用文字和化学方程式进行说明。教师应特别注意要求学生在重新阅读教材、整理笔记、整理错题的基础上自主构建氮及其化合物的知识结构，引导学生将高中三年所有关于氮及其化合物的相关知识进行整理、分类和归纳，帮助学生构建氮及其化合物的知识结构体系，还可以通过小组合作、讨论交流、反思优化，进一步提升学生的知识结构化水平。第二，在新授课教学中就要有意识地去发展学生的知识结构化水平，而不是只在复习课教学中进行。教师在备新授课的时应该有意识地去培养和发展学生的知识结构化水平。备课时要统揽全局，明确知识的上下位关系，抓住相关知识的横向联系，促使教学从碎片化转向整体化、结构化。

  三、加强学科思维方式的显性化

  在化学课堂教学中培养和提升学生解决真实化学问题的能力，应高度重视学生化学学科思维方式的形成。如何体现化学学科思维方式？《普通高中化学课程标准（2017年版）》从化学认识视角、认识思路两个方面体现学科思维内涵，解决学生解决问题时从哪儿想、怎么想的问题。“授人以鱼，不如授人以渔”，学生学科思维能力的培养是提升学生学科核心素养的核心，所以在教学中应注重呈现学科思维方式，帮助学生形成学生化学认识视角、认识思路。

  所谓思维显性化，是将化学认识视角、认识思路像化学学科基础知识一样清晰明确地呈现给学生。例如，《普通高中化学课程标准（2017年版）》将必修阶段将常见的无机物及其应用的认识视角表述为“从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理预测物质的化学性质和变化，设计实验并进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象”；将选修阶段原电池和电解池的认识思路表述为：认识电极反应、电极材料、离子导体、电子导体是电化学体系的基本要素，建立对电化学过程的系统分析思路。课程标准从学科本质观的高度，呈现了一些典型的化学认识视角和认识思路，在教学实践中，教师可以借鉴课标中的案例，从学科本质层面，挖掘具体教学内容中的学科思维特点，将实际教学中一些内隐型的思维方式进行总结概括，提炼出更多化学核心知识的学科认识思路和认识视角。

  培养学生的思维能力，在教学中应重视让学生进行高阶思维活动。传统教学中学生以接受式学习为主，课堂教学存在“满堂灌”现象，死记硬背的学习方式难以使学科知识转化为学科能力。化学学科是一门以实验为主的自然科学，开展实验探究是历次课改的导向和要求，但在化学课堂教学中真正实施探究式教学的教师屈指可数，化学实验教学的现状依然是黑板上讲实验，即便是让学生做实验，也是以“照方抓药”的形式进行，教学中掐头去尾，仅保留实验操作、观察现象等不需要思维的活动，对实验目的、实验现象、实验结论等各种问题的讨论分析，通常是高考试题的移植，所以当考试命题设问角度、设问方式一旦发生变化，学生就不知所措、无法应对。真正的实验探究应该是动脑加动手，让学生亲自经历提出问题、做出假设、设计方案、进行实验、观察现象、分析实验、得出结论、反思评价等完整探究，这样的学习过程本身就是解决问题的过程，在提出问题解决问题的实验探究过程中，不仅可以帮助学生理解和掌握化学基础知识和基本技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，还可以培养学生实事求是的科学态度和坚持真理的科学精神。

  如何将化学认识思路清晰明确地呈现给学生，建立思维模型是一种有效的教学策略。例如，高中化学中原电池和电解池的认识模型，可以分别从装置维度、原理维度进行构建，装置维度体现电化学体系的基本要素，包括离子导体、失电子场所、得电子场所，将新型电池和典型电池的基本要素进行了概括；原理维度，从电极反应物、反应过程、电子离子移动、电极产物、反应现象等环节进行表述，为建立对电化学过程的系统分析思路提供了思维框架。

  在教学中应引导学生逐步建立电化学思维模型，一般需要经历认识原型、初步建模、改进模型、运用模型四个阶段，最终达到使学生学会运用模型对陌生原电池进行系统分析的教学目的。

  学生化学学科核心素养的发展是一个自我建构、不断提升的过程，教师要紧紧围绕转变教学理念、合理组织化学教学内容、精心设计高阶思维活动等化学学科核心素养发展的关键环节，引导学生积极开展建构学习、探究学习，促使学生化学学习方式的转变，发展学生的化学学科核心素养。