增進學科理解是把握化學核心素養的關鍵

摘要：化學核心素養是化學學科育人價值的反映，增進學科理解是化學教師認識化學學科育人價值、把握化學核心素養內涵的關鍵；文章討論了學科理解的內涵、化學教師應有的學科基本理解，闡述了化學核心素養從促進學生正確認識化學、學會研究化學和科學運用化學三個方面體現化學學科育人價值；就化學教師如何從理論和實踐層面增進化學學科理解提出了建議。

關鍵詞：學科理解；化學核心素養；學科育人價值；教師專業發展

文章編號：1008-0546（2017）03-0013-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.004

高中化學課程的實施，強調在教師幫助與同伴互助下，使學生認識化學科學、理解化學科學，培育“宏觀辨識和微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“實驗探究與創新意識”“科學態度與社會責任”等化學核心素養。要達成此目標，離不開教師對化學科學的認識、對化學核心素養內涵的理解、對化學科學育人價值與化學核心素養關系的把握。因此，實施基于核心素養培育的高中化學教學，強調增進化學教師對化學學科的理解，建構起對化學知識、化學認識方式等的結構化認識，進而認識到化學學科育人價值并在教學活動中自覺落實。

一、為何強調增進學科理解

學科核心素養是在相應課程學習過程中發展起來的、具有學科特質的關鍵能力與品質。這些關鍵能力與品質，包含相應學科學習與研究過程中發展起來的認識客觀事物與分析解決問題的思維方式與關鍵能力、培育起來的情感態度和價值取向等。

各門學科因具有獨特的認識對象與研究任務，體現著自身獨特的學科本質特質（即學科特質），從而成為相對獨立的學科。而對學科研究對象的認識與核心任務的解決，需要相應的認識方式、思維方法與能力要求。因此，不同學科將承載著發展不同關鍵能力與品質的功能，承載著不同的育人價值，從而發展不同的核心素養。換句話說，學科的本質特征、學科的核心任務以及學科的實施（學習）方式將制約著學科核心素養[1]。

因此，為了理解與把握學科核心素養，并在學科教學中培育學科核心素養，教師必須增進學科理解。所謂學科理解，是指教師對學科知識、認識方式和思維方法的系統化、結構化理解，其本質是建立起富有學科特點的審視認識對象與現象、分析與解決問題的思維，以及在學科思維指導下建構起來的對學科的本原性、整體性的認識。只有教師認識、理解所教的學科，把握學科本質特征、研究對象與任務、認知思路與方式方法，明確學科的功能價值等，才能把握住學科應該發展哪些關鍵能力、培育哪些品質，以及采用怎樣的教學方式來開展課堂教學以利于學科關鍵能力和品質的培育，從而將核心素養的培育落到實處。

二、化學教師對化學科學應有的基本理解

化學教師理解化學科學的標志，是對學科內容知識、認識論知識和學科核心觀念等方面建構起整體性認識，從而形成良好的化學知識結構[2]。從目前化學教師的學科理解情況看，強化對化學認識論知識的理解顯得尤其重要，即對化學科學的基本問題、研究的水平層次、解決的基本任務及其方法論等方面形成基本的理解。

理解化學科學，首先要認識化學學科的本質特征。要認識學科的本質特征，前提是明確學科本質特征究竟是由什么決定的。實際上，一門學科的本質特征，是由這門學科的研究對象所決定[3]。因為學科研究對象不同，將導致學科研究的基本問題、研究的基本方法、研究的水平層次等有差異。這些差異共同決定著學科的本質特征。

1. 化學研究對象與基本問題

化學研究的對象是什么？《普通高中化學課程標準（實驗）》指出：“化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質及其應用的一門基礎自然科學，其特征是研究分子和創造分子。”因此，化學科學研究的對象是物質，并在研究物質的基礎上實現對物質組成與結構、性質與應用的認識，并最終達成創造物質、服務人類、推進現代社會文明和科學技術的發展。

研究物質性質及其應用、創造新物質，離不開對化學變化這一實現物質轉化途徑的研究。所以，物質及其轉化是化學科學的核心。對于物質及其轉化的研究，首先要回答物質及其轉化“有什么”或“是什么”，即探尋物質及其轉化規律。在此基礎上，還要回答為何會存在這樣的規律。于是，化學科學在認同分子、原子等粒子客觀存在前提下，立足于原子、分子水平開展物質及其轉化的研究，建構科學理論，回答“為什么”的問題。因而，探尋物質及其轉化的基本規律、建構物質及其轉化的科學理論成為化學科學認識的兩大基本問題。[4]

2. 化學研究方法與學科思維

物質及其轉化的基本規律是人們認識和解決問題實踐活動的結果。由于化學物質的多樣性和物質運動的復雜性，因而對于物質及其運動變化的基本規律的認識需要開展科學探究，需要借助實驗、觀察等多種手段，在獲取事實和證據基礎上進行加工與整理，通過比較、分類、歸納、概括等思維活動建立起實質性聯系，進而得出合理的結論。因此，以實驗為主的科學探究成為化學科學認識基本活動，實驗成為化學研究的重要方法與手段，并在化學科學發展過程始終處于核心地位。

由于物質是由原子、分子等微粒構成的， 因此物質及其轉化的特點與規律總是與構成它們的微粒的種類以及連接方式有關，即物質及其轉化的規律是物質微觀結構的反映。因此，化學科學在所觀察到的物質及其轉化的事實并形成物質及其轉化規律的基礎上，為解釋物質及其轉化的事實和規律性，必須立足于分子、原子的微觀水平視角，借助分析推理與合理想象，運用多種模型和化學符號來描述和解釋化學現象，最終建立起物質及其轉化的科學理論[5]。

因此，研究物質及其轉化問題，建構物質及其轉化的基本規律和科學理論，需要借助觀察與實驗等手段，從物質及其變化的宏觀現象入手，在分子、原子等微觀水平上分析研究，并運用化學符號、模型加以表征。同時，在表征物質及其變化的宏觀現象、微觀本質、符號模型間建立起聯系與轉化。所以，“宏觀-微觀-符號”三重表征成為化學學科特有的思維方式，化學用語、化學模型成為表征物質及其變化的獨特方式。

3. 基于學科理解的化學核心素養分析

化學學科的育人價值主要體現為幫助學生正確認識化學、學會研究化學和科學運用化學三個關鍵方面[6]。結合前述化學學科基本理解可知：正確認識化學，強調學生理解化學學科的本質特征，學會從多角度、多層面理解物質世界，建立起對物質世界本質的、整體的認識，形成科學物質觀；學會研究化學，就是要建立起看待物質及其變化的世界觀和方法論，形成化學基本觀念，掌握科學的思維方式與方法，發展科學探究能力，形成研究的科學態度、務實的科學精神和堅毅的科學品質；科學運用化學，要求幫助學生深刻理解化學與技術、社會和環境的關系，學會運用化學知識認識和改造物質世界，學會合理利用自然資源、創造新物質，形成正確的化學價值觀與科學倫理觀，增進社會責任感、促進社會的可持續發展。化學核心素養作為學科育人價值的獨特體現，很好地反映了化學學科的育人價值。

（1）化學核心素養反映了正確認識化學的要求

化學核心素養強調學生理解化學學科的本質特征，建立起對物質世界的本質性和整體性認識，形成科學物質觀，體現了化學學科在促進學生正確認識化學的育人價值。如，“宏觀辨識”“微觀探析”“模型認知”強調從宏觀、微觀、符號“三重表征”來認識物質及其變化，使用化學符號與模型描述、解釋化學現象，正確對物質及其變化進行分類并建立起物質及其轉化關系的認識，從微觀層面建立起物質的組成、結構和性質的聯系；“變化觀念”“平衡思想”強調認識物質的運動特性及其變化的條件性，認識到物質運動變化的對立統一、聯系發展及動態平衡，建立起物質及其變化的特征和規律；“證據推理”“實驗探究”強調理解科學探究的意義，認識到化學研究需要以實驗為手段獲取事實與證據，并開展基于證據的分析推理等；“科學精神”“社會責任”強調化學研究需要嚴謹務實、實事求是，認識到環境保護和資源開發的重要性，深刻理解化學、技術、社會和環境間的相互關系，認識到化學對社會發展、科技進步的重大共享等等。

（2）化學核心素養反映了學會研究化學的要求

化學核心素養作為學科發展起來的核心能力與品質，對如何開展化學學習研究起到很好的指導作用。其中，“宏觀辨識與微觀探析”強調建立“宏觀-微觀-符號”的化學學科思維，應用分類的方法對物質及其變化進行研究從而揭示物質及其變化的規律，建立起“結構決定性質、性質決定應用”的觀念；“變化觀念與平衡思想”強調從內因和外因、量變和質變等多個方面分析物質變化及其伴隨的能量變化，應用對立統一、聯系變化的觀點考察化學反應；“證據推理與模型認識”“實驗探究和創新意識”“科學精神和社會責任”強調化學研究需要務實的科學態度和敏銳的創新意識，需要縝密地假設、科學地探究，開展基于證據的分析推理、得出科學結論，運用模型描述和解釋化學現象、建構解決問題的思維框架等。因此，這些素養從對化學學習研究的認識方式、認知思維、科學態度等方面提出了具體要求，體現了化學學科在促進學生學習研究化學方面的育人價值。

（3）化學核心素養反映了科學運用化學的要求

在科學運用化學方面，不僅要運用化學，還強調要科學運用。這意味著，一方面要能夠自覺應用化學知識去指導工農業生產、解決與化學相關的問題，應用化學技術創造性開展工作、創造新物質，從而有效地促進人類與社會發展；另一方面，還需要深刻理解化學與技術、社會與環境的相互關系，建立起科學的倫理觀、科技觀和價值觀，增強社會責任感，確保化學及其技術應用要能很好地促進人與自然、社會和生態的和諧發展。即在解決與化學相關的社會問題、參與社會決策時，應密切關注化學過程可能帶來的各種影響，以保護環境和資源為前提，權衡利弊、秉持可持續發展和綠色化學這一解決相關問題、開發利用自然資源等的基本思路與原則。對于這些方面，“創新意識”“科學精神”“社會責任”等三個方面的核心素養得到了很好的體現。

四、結語

綜上分析，化學教師只有增進化學學科理解，明確化學學科育人價值，才能把握化學核心素養的內涵，并自覺地在化學教育教學實踐活動中培育學生化學核心素養。因此，教師應注重通過多種途徑和方法來提高對化學學科的理解。一方面，化學教師應加強對課程標準、教科書、專業雜志的學習與研究，從理論層面提升對化學學科的理解。如高中化學課程標準，對化學課程的性質與理念、目標與價值、內容與實施等作了詳細的規定，這些規定對化學學科特質做了較為詳細的詮釋，是從理論層面增進學科理解的最有價值的文獻；而《化學教學》、《化學教育》及《中學化學教學參考》等雜志，也刊載了大量關于化學教師PCK知識、化學基本觀念、化學學科思維等方面的文章，對這些文章的學習與研究，也能增進教師對化學學科的理解。另一方面，開展基于課堂教學的實踐與反思活動，對增進教師的化學學科理解也具有十分重要的實踐價值。具體到教學實踐中，教師結合具體的教學內容進行多角度審視，借助WWWH認識論思考模型、化學核心觀念的概念圖等技術，增進對化學核心知識的理解，建立起各類知識間的基本關系，從而能整體性理解化學學科、理解科學的本質[7]。在此基礎上，結合自己的學科理解去設計、實施課堂教學，結合課堂教學去反思自己的教學理解等等。

參考文獻

[1] 成尚榮.回到教學的基本問題上去[J]. 課程·教材·教法，2015（1）：25

[2][4]梁永平.論化學教師的課程知識及其發展[J].化學教育，2012（6）：3-4

[3] 王鳳軍.談化學學科的本質特征[J].白城師范學院學報，2006（6）：21

[5] 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（9）：2

[6] 高爽.化學學科育人價值的重新認識和開發[J].現代基礎教育研究，2012（9）：187

[7] 梁永平.論化學教師的PCK結構及其建構[J].課程·教材·教法，2012（6）：117