提升學科理解能力 回歸化學課堂本真——以高一必修教學實踐為例

周昌林

（江蘇省興化市第一中學 江蘇 興化 225700）

化學學科理解能力是一種基于化學學科視野，富有化學學科特點，審視化學現象、分析化學問題的思維能力。這種理解能力體現在：理解基本的化學概念和原理，認識化學現象的本質；理解化學變化的基本規律，形成有關化學科學的基本觀念；理解科學探究的意義，學習科學探究的基本方法，提高科學探究能力；理解和體會化學學科知識產生過程，自主構建知識體系，增強進一步學習化學的興趣。高一化學必修教學實踐告訴我們， 高一年級化學要遵循教學規律，回歸化學學科本真，提升高中生化學學科理解能力。

一、高中生化學學科理解能力的提升，關鍵靠教師

鄭長龍教授在2014年江蘇省化學專業委員會年會主題報告中提出，高質量教學表征的首要因素是教師要對教學內容和課程有深入的理解。鄭教授明確指出，深刻的學科理解是高水平教師的重要特征，是高質量教學的重要保證。高水平的化學教師教給學生的應該是真實的、有用的、鮮活的化學。

我國《中學教師專業標準（試行）》基本理念是中學教師要以能力為重，中學教師要把學科知識、教育理論與教育實踐相結合，不斷提高教師專業能力。英國學校培訓和發展司（TDA，2007）頒布的《英國教師專業標準》突出了專業品質、教師專業知識與理解、專業技能。張奠宙教授也指出，目前中小學學科教學中存在的最關鍵的現實問題，并不是教師不知道什么是先進的教育理念、什么是有效的教法，而是不知道如何深刻理解和把握學科知識內容，以及如何具體地將這些理念落實到課堂上。

因此，無論對化學教師，還是對學習化學的高中學生，提升學科理解能力，是化學課堂教學質量的基本保障，也是化學教學回歸本真的關鍵。當然，高中生化學學科理解能力的提升，關鍵靠教師的培養。

二、新課程標準對化學學科理解能力的基本內涵的闡釋

課程標準中的“理解”，首先是一種和“解釋、說明、判斷、預期、分類、歸納、概述”并列的認知性學習目標，從學習目標的認知的層次看，“理解”高于“知道”和“了解”，低于“應用”的層次。當然，“理解”是基于“知道”和“了解”的思維升華，“理解”是“應用”的前提和價值所在。正因為如此，化學學科理解能力在分析化學現象、解決化學問題的過程中，不可或缺。

在課程目標上，新課程標準提出，要理解科學、技術與社會的相互作用，形成科學的價值觀和實事求是的科學態度。其中課程目標在知識與能力維度方面的具體要求是，理解基本的化學概念和原理，認識化學現象的本質，理解化學變化的基本規律，形成有關化學科學的基本觀念。并且，課程目標在過程與方法維度方面的要求是，理解科學探究的意義，學習科學探究的基本方法，提高科學探究能力。

在具體內容標準上，新課程標準指出，認識物質結構與性質的關系， 有助于人們理解物質變化的本質，預測物質的性質，為分子設計提供科學依據。落實到教科書的編寫上，高中化學教科書內容的選擇既要反映出化學科學的社會價值、化學科學對現代科學技術發展的貢獻，也要適當反映由于人類不恰當地運用科學技術的成果而產生的負面影響，體現社會發展對化學科學提出的新要求，幫助學生理解科學、技術與社會的和諧發展對人類的重要作用。教科書的編寫要充分利用學生已有的知識和經驗，引導他們理解和體會知識的產生過程，自主構建知識體系，增強進一步學習化學的興趣。

以上我們看到，新課程標準中的“理解”，是基于化學學科本身的具有學科特性的理解， 是運用以化學實驗探究為主的各種化學學科研究方法的理解，“理解”的對象主要是化學基本概念和化學反應原理， 學生理解后達成對化學知識的表征， 是能以化學方程式等各種化學用語規范表述化學現象， 運用化學實驗法研究化學過程，揭示化學本質。因此課程標準中的理解，是值得實踐的真正的化學學科理解， 形成良好的化學學科理解能力是培養高中生化學學科素養的基本途徑。

三、提升高中學生學科理解能力的教學實踐案例

1．創設學生提升化學學科理解能力的教學氛圍

教師要創設從內部情感到學習環境外部氛圍相統一的，促成學生化學學科理解能力提升的氣氛。在這種氣氛中，師生主要通過談話方式，結合化學實驗驗證或探究性實驗，發掘課本等文本資源價值，澄清學習者內心學習需要，理解學習目標和內容。教師通過各種方式，鼓勵學生表達各種情感和內心對化學問題的感受，教師作為促進者并不簡單的評判學生的對與錯，只是進一步澄清和明辨學生的思維，鼓勵學生利用各種學習資源，進行自我學習和理解。

例如在高一人教版 “富集在海水中的元素——氯”的教學中，教師補充設計了新制氯水和鎂條（未打磨）的實驗，實驗中讓學生仔細觀察并深入理解以下實驗現象：一開始反應很慢，然后鎂條表面產生一些細小氣泡后，反應變快變劇烈，后又緩慢反應逐漸停止，氯水顏色也逐漸變淺。學生通過實驗觀察，小組討論學習，透過現象看本質，明確了氯水中的主要成分，理解了氯水與鎂條發生化學反應的過程，先是氧化鎂和鹽酸反應，接著鎂和鹽酸反應產生氫氣，還有學生對該實驗反應速率快慢的影響因素談了自己的理解。

在繼續討論久置氯水的成分的時候，絕大多數學生理解為久置氯水變成了極稀的鹽酸。但也有學生“嘀咕”：什么都沒有了！ 教師就請“嘀咕”的同學發言，原來他還認識到相當長時間放置， 稀鹽酸也會揮發。教師就讓其他同學評價這位同學的發言，這樣在探討過程中同學們加深了對新制氯水和久置氯水成分差異的認識，也提升了學科理解能力。

課本中通過氯水使紅色布條褪色，干燥氯氣不能使紅色布條褪色的對比實驗，說明氯水中起漂白作用的是次氯酸。但有的同學不以為然，提出直接用次氯酸溶液驗證其漂白性，這樣直接了當。并且質疑課本對照實驗，不能排除鹽酸具有漂白性，需要補充鹽酸是否具有漂白性的實驗。教師就引導學生思考，氯水中還有水，為什么大家都不說水具有漂白性？ 同學們都說水不會使有色花瓣、有色布條褪色，水沒有漂白性是客觀實際。教師就指出鹽酸遇到紫色石蕊試液，紫色石蕊試液變紅并不褪色，所以鹽酸沒有漂白性也是客觀實際， 因此教材并沒有去機械驗證鹽酸漂白性。教師還指出，次氯酸不穩定，很難制出純凈的次氯酸去直接驗證其漂白性；次氯酸的漂白性是基于本身的強氧化性。這樣，學生認同了課本該實驗的真正價值，達成了深刻的學科理解。

2．提供盡可能多的學習資源讓學生自我提升學科理解能力

化學教師促進者的角色定位，要求我們提供盡可能多的學習資源給學生。這些學習資源，不單是有形的教材、資料、實驗器材，還有無形的方法、觀點。例如現在的教材印刷精美，內容豐富多彩。我們在指導學生閱讀教材時，要引導學生不能膚淺地滿足于教材插圖的美麗畫面和鮮艷色彩，要真正地沉浸到并理解教科書所要表達的化學知識、化學科學方法和化學科學思想中去。例如“富集在海水中的元素——氯”一節通過圖文并茂的科學史話的形式介紹了氯元素的發現以及歷史上氯氣制備的研究過程，教師就要引導學生理解化學家研究化學問題時的思維過程，在理解和體會化學學科知識產生過程后，教師還要通過讓學生規范書寫二氧化錳和濃鹽酸反應的化學方程式，通過運用氧化還原反應理論分析該反應本質，讓學生真正內化對氯氣實驗室制法原理的一種學科理解。

再如隨著多媒體設備和軟件在化學課堂中廣泛使用，有的老師將一些非常適宜于演示實驗或學生隨堂實驗，也用錄像、動畫等替代了。例如化學鍵概念的學習， 人教版教材首先給出了鈉和氯氣反應的實驗，這個實驗很重要，一是創設學生學習化學鍵概念的氛圍，二是讓學生思考宏觀物質形成離不開微粒間的相互作用，有的老師該實驗就用錄像替代，這種做法就沒有給學生真正需要的學習資源。化學實驗是化學學科教學的核心內容，這樣的化學課堂因為實驗的缺失而索然寡味，失去了化學課堂本真意味。

再例如物質的量的概念學習，要引導學生把它整體認知去理解， 作為國際單位制中的七個基本物理量之一，它和“質量”、“時間”和“長度”等一樣，都是物理量，這樣就能破除學生學習物質的量概念時的畏懼感。同時又明確物質的量是溝通微觀粒子數和宏觀物質的質量之間的橋梁，只要用量具稱出物質的質量，老師就能立即告訴大家該一定質量的物質包含了多少個微粒，這樣又勾起了學生學習、理解物質的量概念的興趣。

3．協助學生解決達成化學學科理解的思維障礙

電解質概念的學習是高一化學概念教學的難點，學生頭腦中就有諸如 “電解質是能被電解的物質”、“電解質的電離等于電解質的電解”、“電解質就是酸堿鹽”等等一些錯誤的認識。因此，教師要解決學生頭腦中已有的“前概念”或“潛概念”對化學概念的理解障礙。概念是思維的基本單位，是思維的出發點和歸結。沒有概念，就沒有思維。概念形成的過程是歸納、綜合、抽象等邏輯思維的過程，也是學習與研究的過程。概念教學尤其要突出其內涵和外延的深刻理解。認識電解質概念的內涵，可以通過解析電解質概念的定義，通過對酸堿鹽溶液導電性實驗；認識電解質概念的外延， 可以通過對電解質和非電解質概念的對比，通過列舉各種多種常見的單質、化合物用分類法進行歸并研究。

人教版《化學1》 教材中先后通過實驗驗證了碳酸鈉、碳酸氫鈉和硅酸鈉等鹽溶液呈堿性，學生也有這樣的認識：氯化鈉等溶液是中性的，就此學生就會思考，鹽溶液還能否呈酸性？ 教師在結合明礬等知識的教學時，完全可以“捅破這層窗戶紙”——不同種類的鹽溶液酸堿性不同，至于為什么交代學生留待學習高二化學反應原理模塊時解決。這樣就讓學生對“純堿是鹽不是堿，但水溶液呈堿性”等有了明確的認知，掃除一些高一學生把酸、堿與酸性、堿性作簡單對列的思維障礙。

配制一定濃度物質的量濃度溶液的實驗是必修教材中典型的具有化學定量研究思想的實驗。由于定量實驗的思想，學生初次接觸并不能達到深入理解的程度，需要教師在教學過程中引導學生圍繞定量實驗追求準確性的基本要求去展開教學。例如實驗目的的闡述， 要突出配制的是一定物質的量濃度的溶液，溶液濃度的準確性是衡量該實驗的最終標準。表現在儀器的選取上， 一是容量瓶本身設計成細頸的形狀，少量液體注入就引起肉眼可觀察的液面高度變化，并且在細長的頸部刻有刻度線，目的就是讓實驗者能方便地進行準確定容；二是稱量儀器的選擇，量筒、托盤天平盡管在高中課本中使用了，但在真實科學實驗、生產實踐的實驗室中使用的是精度高的滴定管（或移液管）和分析天平（或電子天平）等。這樣，遵循定量實驗思想，學生就能進一步理解實驗步驟中一些注意事項，例如要盡可能使稱量物轉移到容量瓶中， 用紙片稱量的準確性不如用燒杯直接稱量（當然在分析化學實驗中基準物質稱量還要借助于稱量瓶），再如學生很容易理解了為什么要將燒杯內壁、玻璃棒洗滌兩三次，洗滌液也到轉移到燒杯中去。教師還演示了分別用整個手掌托住容量瓶或用大拇指、食指和中指托住容量瓶，觀察定容時液體凹處是否與刻度線相切的操作， 問學生哪種方式更科學。許多學生從定量實驗減少誤差角度理解到， 用手掌托住容量瓶易使液體受熱造成定容不準確；而三指托底既能穩固托舉，又能避免液體受熱。

霍華德·加德納也曾說， 當學生能將所學的知識與技能，靈活合理地應用在新的或至少沒參與過的情形時，可以說表現了真正的理解，也就是他所倡導的，不同于生搬硬套的學習，是一種學科理解。

總之，提升高中學生化學學科理解能力，教師是促進者，是教學氛圍的維護者，是學生持續學習的激勵者。提升高中學生化學學科理解能力，是將學習的主體地位真正“還給”學生，枯燥的、教師指令式的化學教學“退變”為基于學生經驗和自我理解的主動學習，課堂教學在“退變”中，教學空間得到了擴大，教學行為更顯合理、人性和科學。

［1］方展畫．羅杰斯“學生為中心”教學理論述評［M］．北京：教育科學出版社，1990：7－8

［2］霍華德·加德納著，張開冰譯．未受學科訓練的心智［M］．北京：學苑出版社，2008：9－11

［3］周玉芝．以核心概念為統領設計化學教學［J］．化學教育，2012，（6）：27－29，32

［4］黃宏．提升學生對化學學科知識價值的認識——以“平衡常數的復習”一課為例［J］．化學教育，2015，（1）：43－45