基于首要教學原理培育化學學科核心素養

（沙縣金沙高級中學，福建沙縣365500）

基于首要教學原理培育化學學科核心素養

邱德瑞

（沙縣金沙高級中學，福建沙縣365500）

在首要教學原理指導下，聚焦基于真實情境的問題解決或完成中心任務，實施單元整體教學設計和課時教學活動設計與實施，引導學生在化學知識結構化的自主建構中理解化學學科核心觀念，是實現高中化學學科核心素養培育目標的有效手段。

化學學科核心素養；首要教學原理；單元整體教學；課時教學活動

正在修訂中的高中化學課程標準提出了高中化學學科核心素養的培養目標。化學學科核心素養是基于化學的學科特質與學科任務，為培育全面發展、社會需要的人而提出的關鍵素養。它包括：“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認識”“實驗探究與創新意識”“科學精神和社會責任”等五個維度。［1］

“首要教學原理”是美國當代著名教育技術與設計理論家梅瑞爾在考查了認知主義、建構主義等現代先進教育理論后，博采眾長，汲取它們的共通成分而提出的一種設計取向原理。首要教學原理具有一套明確的操作策略。創造性地應用首要教學原理進行教學設計，能很好地助力化學學科核心素養的培育。

一、首要教學原理概述

首要教學原理的核心主張是：在“聚焦解決問題”的教學宗旨下，教學應該由不斷重復的四階段循環圈——“激活相關舊知”“展示論證新知”“嘗試應用練習”和“融會貫通掌握”等構成（簡稱“一中心四環節”），并提出了提高教學效率的15個指導要素。還明確指出在實施這一模式時，應輔以“指引方向”“動機激發”“協同合作”和“多向互動”四個教學環境因素的配合。其“一中心四環節”教學模式操作上簡便易行，具備“處方性”優勢，并可借助任何教學傳遞方式或任何教學模式來實施。為方便開發教學設計產品，梅瑞爾還提供了一套“波紋狀教學開發模式”。［2］

首要教學原理特別適用于單元整體教學設計，也適用于課時教學設計。其中“單元”含義可以是指教材中的“章”或“單元”，也可以是教師在對課標、教材進行深入的解讀、剖析后，根據自己對教學內容的理解，以及學生的情況和特點，對教學內容進行分析、整合、重組，形成相對完整的，具備明確的學習任務的教學主題，即“學習單元”，它相當于教材中的“節”。文章下述之“單元”，為“學習單元”。

筆者在立足學科素養培育前提下，將首要教學原理的“一中心四環節教學模式”與“波紋狀教學開發模式”結合起來，找到了能很好地兼顧單元整體教學設計與課時教學設計的程序。其具體步驟為：①前情分析（對應首要教學原理的“任務分析”，含課標分析、教學內容分析、學情分析與素養培育要求分析）；②單元教學內容分解及與首要教學原理對應環節適配；③中心問題（單元中心問題）及次級中心問題（課時中心問題）設計；④主要學習活動設計及引導、支持策略適配；⑤重點、核心環節細化與評價實施。其中，步驟①②③對應單元整體設計，步驟④⑤主要對應課時教學設計與實施。

二、首要教學原理指導下的單元整體教學設計

現以魯科版高中化學選修模塊《化學反應原理》內容“化學能轉化為電能—電池”的單元教學設計和第1課時活動設計為例加以說明。

1.前情分析（限于篇幅，文章只列出核心素養分析）

本單元核心素養培育任務為：（1）能采用模型、符號等多種方式對原電池結構和原理進行綜合表征；（2）能分析化學能與電能相互轉化的本質規律及其在生產生活中的應用；（3）能提出與化學電源相關的相應探究課題，并設計探究方案，能基于現象與數據進行分析得出合理結論；（4）能運用原電池原理解釋或解決生產、生活中的實際問題，能分析電池的生產和應用過程對社會環境可能產生的影響并提出降低其負面影響的建議。

2.單元教學內容分解及與首要教學原理對應環節的適配（見表1）

表1 《電池》單元教學內容與首要教學原理對應環節適配表

3.中心問題（組）（或單元中心問題）及次級中心問題（或課時中心問題）設計

應用首要教學原理時，“中心問題”的設計是關鍵。應依據前情分析，特別是“學科核心素養培育任務”分析，做到讓“中心問題”聚焦任務解決，符合學生的最近發展區，讓學生主動介入問題解決過程。相關研究表明，“中心問題”可以來自于生活情景、實驗現象、化學事實、工農業生產、化學史實等。［3］它可以只是一個問題也可以是一個圍繞任務的問題組。

本單元的“中心問題（任務）”確定為：如何利用相關原理設計可實際應用的電池？原電池原理還有哪些重要應用？接著，引導學生分析該中心問題，從而生成3個次級中心問題。

[次級中心問題1]原電池的工作原理是怎樣的？其構成要素有哪些？（第1課時）

[次級中心問題2]要設計能實際應用的電池，可借鑒生活中常見電池設計的經驗。這些常見的電池構造如何？它們的工作原理、構造和能量轉化方式、效率與鋅-銅原電池一樣嗎？

[次級中心問題3]原電池的工作原理還有哪些重要應用？

4.圍繞單元中心問題和相應核心素養培育任務設計補充關鍵學習活動

第1課時：見文章第三部分

第2課時：

[補充活動1]對日常生活中常見的化學電源的搜集、分類，通過課外活動與電池剖面圖、模型的分析，了解實用電池的構造、組成。分析討論電池生產、使用對社會、環境的影響，提出解決減少電池使用對環境造成的危害的措施。

[補充活動2]分析、討論伏打電池原理、構造，嘗試書寫電極反應式，得出電極不一定要與電解質本身反應的結論，為燃料電池、吸氧腐蝕的學習埋下伏筆。

[補充活動3]觀察演示實驗：燃料電池，探討不同酸、堿性條件下的電極反應式書寫。

第3課時：

[補充活動1]鍍鋅鐵與鍍錫鐵破損后腐蝕快慢比較實驗。

[補充活動2]吸氧腐蝕與析氫腐蝕的對比實驗。

[補充活動3]討論總結“單元中心問題”解決過程的方法性知識，總結本單元學習收獲，展示學習成果，比較原電池、電解池的異同等。

三、立足學科核心素養培育的課時教學活動設計

立足學科核心素養培育，圍繞“中心問題”設計學生主動參與的學習活動，是引導學生在化學知識結構化的自主建構中理解化學學科核心觀念的關鍵。

第1課時的主要學習活動設計、引導及支持策略適配、具體學科核心素養對應，見表2。

表2 主要學習活動設計、引導及支持策略適配、學科核心素養對應表

當然，對教學的重點環節、核心環節進行細化也是非常重要的。重點環節、核心環節是教學重點難點突破的關鍵，應當圍繞“中心任務”和學科核心素養培育，設計適當的問題序列，優化設計方案，加強指導，層層深入，展開教學實施。

［1］楊梓生.對高中化學學科核心素養的認識［J］.中學化學教學參考，2016（8）.

［2］劉潤英.首要教學原理在課堂教學中的應用研究［D］.上海：華東師范大學，2010.

［3］李玲螢.“中心問題發散”教學模式在高中化學教學中的應用研究［D］.金華：浙江師范大學，2012.

（責任編輯：張賢金）

本文系福建省教育科學“十二五”規劃2014年度課題“首要教學原理與生活化理念融合的高中化學教學模式研究”（項目編號：FJJK14-566）研究成果。