學科能力培養在初中化學邊界教學中的實踐研究

劉廣斌

摘要：新課標提出初中化學教學要注重“基礎性”，同時提出要以“提高學生的科學素養為主旨”、為學生奠定終身學習的基礎與能力。文章通過具體的事例說明了如何在教學中把握好邊界的同時培養學生的學科核心能力。

關鍵詞：初中化學；教學邊界；學科核心能力

文章編號：1008-0546（2016）12-0012-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.12.004

一、初中化學有關學科能力與學科邊界的描述

1. 課程標準中有關初中化學學科能力的整體描述

《義務教育化學課程標準（2011年版）》第二部分“課程目標”中對學科能力的培養有著明確的要求：“義務教育階段的化學課程以提高學生的科學素養為主旨。”并且該標準從“知識與技能”“過程與方法”“情感·態度·價值觀”三個方面進行了描述。根據初中學生的認識特點以及化學學習規律，初中化學學科的核心能力可以歸結為以下三個方面：“信息獲取能力”“實驗與探究能力”“問題解決能力”。根據其能力水平要求，由低到高分別劃分為三個能力水平，如下表所示。

2. 課程標準中有關初中化學教學的邊界描述

義務教育化學課程標準中“第一部分前言”中已經在課程性質中對初中化學的教學邊界有了一個整體的描述；在“第二部分課程性質”中對相關教學內容的邊界進一步提出了明確的教學要求。

二、“教”與“學”中的實際困惑

1. 知識邊界教學的困惑

以某老師初三化學總復習“物質的性質和變化”的教學設計為例，本課復習共分成四個知識塊進行：①物質的變化、性質、用途及關系；②化學變化的類型；③從宏觀與微觀的角度認識化學變化；④從定性與定量的角度認識化學變化。我們主要來看“化學變化的類型”復習片段。

[過渡引入]

師：下面我們一起來回放幾個所學實驗的視頻資料（水的蒸發、水的電解、蠟燭的燃燒、鐵與硫酸銅的反應……）。

……（視頻播放）

其實變化在我們身邊每時每刻都在發生著，正是因為這些變化，我們的生活才變得更加地豐富多彩，我們學習化學的任務之一就是發現物質變化的規律，并把這些規律應用到科研、日常的生活、生活中去。要想認識總結這些規律，就必須對這些變化進行分類，如果讓你給這些變化分類，你會如何分呢？

下面請大家首先獨立思考，然后在學習小組內交流，最后以小組為單位進行匯報展示。

……（學生自主、合作學習過程）

[匯報展示]

生1：從“基本反應類型/非基本反應類型”的角度進行分類。投影分類結果并進行學生互評。

生2：從“能量的角度”進行分類。投影分類結果并進行學生互評。

生3：從“得、失氧的角度”進行分類。投影分類結果并進行學生互評。

……

結合學生3的分類，老師設計如下跟蹤及提升訓練：

[跟蹤訓練]指出下列兩個反應的氧化劑與還原劑

CO2 + C[=][高溫]2CO

氧化劑 還原劑

2Al + Fe2O3[=][高溫]2Fe + Al2O3

氧化劑 還原劑

[提升訓練]（1）以上氧化還原反應前后是否有元素化合價的改變？

（2）你能判斷氧化劑與還原劑中元素的化合價變化規律嗎？

[合作學習]……

就本復習課而言，所設計的四個知識塊基本囊括了課程內容的所有一二級主題。就以上教學片斷來看，教師在教學中通過圖片或視頻等資料給學生提供豐富的物質變化的素材，并引導學生從不同角度、有序、全面地認識化學變化、感受分類法在化學學習中的應用。其教學設計、教學形式無不體現新課標的精神，無不充分展示以學生為中心、培養學生能力的教學意識，學生的學習達成度也是不錯的。然而對于“提升訓練”部分的學習，學生明顯感到吃力，再加上本課教學容量大，教學節奏快的特點，所以絕大部分學生反映此處兩個問題，特別是對問題（2）一時難以理解或接受。但是如果在總復習階段不涉及此內容，教師心里又是沒底的，畢竟此內容涉及初高中的知識銜接以及學科能力培養。

2. 實驗與實踐教學邊界的困惑

“化學實驗是進行科學探究的重要方式，學生具備基本的化學實驗技能是學習化學和進行探究活動的基礎和保證?！背踔谢瘜W實驗包括七類基本操作和八個基礎的學生實驗。在平時的實驗教學中，實驗該如何教，教到何種程度一直是一線教師難以拿捏的話題。如氧氣和二氧化碳的制取，就課標而言，其能力水平的描述為“初步學習氧氣和二氧化碳的實驗室制取方法”，行為動詞為“初步學習”，這實驗與探究能力培養中的第一層級。然而作為初中化學學科能力共包括三個方面，每一方面又包含三個能力層級。如果氣體制取僅就教材所提供素材進行復習，恐有“不到位”之嫌，難以將核心能力的三個方面高度包含在內，可通過氣體的制取進行實驗的探索與創新、通過實驗設計探索酸堿鹽等物質的性質，并對所設計方案進行多角度的評價與反思。但若肆意補充，恐又有“越位”之嫌等。

三、解決策略

初中化學教學的基礎性是很明顯的，這種基礎一是要給學生提供未來學習的知識基礎；二是培養未來發展的能力與方法的基礎。但若起點過高，則學生又會覺得化學學科太難、枯燥且無味，從而失去其趣味性。故教學尺度的把握較為重要，有若“東家之子，增之一分則太長，減之一分則太短”。如何把控，我覺得可以從以下三個方面思考。

1. 創造性研讀課標、精準定位

科學制訂每節課的教學目標是教學設計的核心。作為一線教師應能根據不同階段的教學內容確定教學目標，繼而進行整個教學單元的教學設計、課時教學設計以及課內某個環節或活動的設計、學業水平評價設計等，形成一個和諧統一的整體。

“課標標準”恰恰就是教學目標設計指向標。在教學中，我們可重點參考課程標準中相關行為動詞的描述以及“活動與探究建議”的內容，注意科學設計、整體規劃，特別注意各環節目標間的邏輯關系。同時針對不同階段的學生認知實際，設計與之相適應的、具體的教學目標。

如以上“物質的性質和變化”復習中，對于“變化”部分，可設計如下教學目標：

（1）通過對已學知識的分類和整理，初步學會從不同角度認識化學變化，提高從化學反應及化學方程式中獲取信息的能力。

（2）通過分析化學反應中物質的變化，初步學會從定性的角度認識化學變化，初步形成物質的“轉化觀”；根據相關數據分析以及反應前后物質總質量的研究，初步學會從定量的角度認識化學變化，進一步提高通過實驗與探究歸納得出規律的能力。

因此在后續的教學設計中，可以安排“初步建立對化學變化的不同角度的認識”“從定性的角度認識物質間的相互轉化”“從質量的角度豐富對化學變化的定量認識”等環節。

2. 挖掘性利用教材、提升能力

教材既是教師日常教學工作的載體，又是教學創造、培養學生化學學科核心能力的重要素材，教師對教材的鉆研程度不同，其收效自然就不同。請看以下兩個實例：

例1：上冊教材第二單元課題3“制取氧氣”中，對催化劑部分有過這樣一句話的描述“硫酸銅溶液等對過氧化氫的分解也具有催化作用”。新課教學時，此內容可作為對催化劑知識的一個補充認識，即“某一具體的反應可能會有多種催化劑”。但在復習課時，如果引領學生“回頭看”，則會引發學生深層次的思考：

硫酸銅由銅離子和硫酸根離子構成，那真正催化過氧化氫分解的是硫酸銅溶液中的銅離子還是硫酸根離子，還是它們的共同作用呢？

現給大家提供5%的過氧化氫溶液，硫酸銅溶液、硝酸銅溶液和硫酸溶液，試設計實驗證明你的判斷。

……

例2：上冊教材對二氧化碳有過這樣一段描述“二氧化碳能溶于水。在通常狀況下，1體積水約能溶解1體積的二氧化碳”。對此，有人設計了如下習題（詳見北京安慶二模卷）：

[提出問題]二氧化碳能否用排水法收集？

[設計實驗]

實驗一：……

實驗二：根據pH的變化判斷排水法收集時二氧化碳的損失……

實驗三：隨著科學發展，數字化檢測技術得到廣泛應用。用二氧化碳檢測儀測得的排空氣法和排水法收集的氣體中二氧化碳體積分數隨時間的變化曲線……

[得出結論]

通過由實驗分析說明，水所溶解的二氧化碳的量與生成的二氧化碳的量相比（填“可忽略”或“不可忽略”）。與用排空氣比較，此法優點是 。

……

兩個習題的設置情境均來源于教材，但問題設計又高于教材，這個高度不是知識層面的提升，而是學生能力上的跳躍。但這種跳躍在給學生新鮮感的同時，又沒有跳出課標的要求，通過切合實際的問題情境，恰恰又同時達到了調動學生積極性、培養學科核心能力的目的。

3. 謹慎性拓展訓練、層層遞進

先來看上述“物質的性質和變化”教學中的一個片段：

[提升訓練]

（1）以上氧化還原反應前后是否有元素化合價的改變？

（2）你能判斷氧化劑與還原劑中元素的化合價變化規律嗎？

通過課后反饋，多數學生對[提升訓練]感到吃力，就是因為教者沒有考慮到本課的具體教學實際及學生的認知規律，從而導致教學“越界”，更別提能力訓練了。故不妨可作如下調整：

[提升訓練]

（1）以上氧化還原反應前后是否有元素化合價的改變？

（2）已知在氧化還原反應中，有元素化合價升高的物質作還原劑，有元素化合價降低的物質作氧化劑。如2Al + Fe2O3[=][高溫]2Fe + Al2O3中，鋁元素的化合價從“0”升高到“+3”，所以鋁為還原劑；鐵元素從“+3”降為“0”，所以Fe2O3為氧化劑。則在Fe+CuSO4[=]Cu+FeSO4中，氧化劑為 。

知識與技能的掌握以及學科思維能力的訓練，需要通過一定的習題加以鞏固和檢驗。習題的選擇和編排應充分體現習題在提升學生科學素養方面的功能。通過設計一些符合學生認知特征，有一定綜合性、開放性、前瞻性的拓展習題來實現學生核心能力的培養。但這種能力的培養并非一朝一夕，它需要一種長期積累的過程，每次的訓練必須根據教學的重難點、課標中的“建議”，對教學內容有所取舍，要有“弱水三千，只取一瓢飲”的氣魄，層層遞進、步步為營，方有成效。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部制定.義務教育化學課程標準（2011年版）[M]. 北京：北京師范大學出版社，2012

[2] 北京教育科學研究院基礎教育教學研究中心編著·學科能力標準與教學指南·初中化學[M].北京：北京師范大學出版社，2015.8