基于落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐

封君

摘要：學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是一套經(jīng)過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的育人目標(biāo)框架，學(xué)科核心素養(yǎng)又是以此為依據(jù)確定及建立的。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”和“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”五個(gè)方面。文章以蘇教版必修1“氧化還原反應(yīng)”內(nèi)容的教學(xué)實(shí)踐為例，提出了落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的思路和方法。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；化學(xué)；氧化還原反應(yīng)

文章編號(hào)：1008-0546（2017）03-0053-03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.018

教育部2014年3月印發(fā)《關(guān)于全面深化課程改革 落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)的意見(jiàn)》，“意見(jiàn)”將“核心素養(yǎng)”界定為學(xué)生適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，將核心素養(yǎng)置于新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的重要地位。2016年9月，隨著《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架的正式發(fā)布，“核心素養(yǎng)”受到了全社會(huì)的普遍關(guān)注。

一、學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)和化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，以科學(xué)性、時(shí)代性和民族性為基本原則，以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與三個(gè)方面。綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)，具體細(xì)化為國(guó)家認(rèn)同等十八個(gè)基本要點(diǎn)。根據(jù)這一總體框架，可針對(duì)學(xué)生年齡特點(diǎn)進(jìn)一步提出各學(xué)段學(xué)生的具體表現(xiàn)要求。

與此同時(shí)，普通高中各科課程標(biāo)準(zhǔn)也在修訂中，其中最令人關(guān)注的是新修訂的高中課程標(biāo)準(zhǔn)明確了每門學(xué)科的核心素養(yǎng)，目前已公布的征求意見(jiàn)稿，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”和“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”五個(gè)方面。

學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是一套經(jīng)過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的育人目標(biāo)框架，學(xué)科核心素養(yǎng)又是依據(jù)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系而確定及建立的，在三維目標(biāo)的基礎(chǔ)上提出，是對(duì)三維目標(biāo)的發(fā)展和深化。高中學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的基本要求是通過(guò)高中階段學(xué)科課程的學(xué)習(xí)形成的（跨）學(xué)科的知識(shí)和技能、過(guò)程與方法、情感、態(tài)度和價(jià)值觀的整合，是學(xué)生在高中的學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步形成的關(guān)鍵能力和必備品格。核心素養(yǎng)的落實(shí)涉及到多個(gè)方面，其中一個(gè)重要方面就是教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，教師需改變“知識(shí)本位”和“學(xué)科本位”的束縛，著力發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

二、“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)策略

1. “宏觀-微觀-符號(hào)”三重表征，重視化學(xué)思維，揭示反應(yīng)實(shí)質(zhì)

教學(xué)首先由實(shí)驗(yàn)演示鈉在氯氣中的燃燒開(kāi)始（2Na+Cl2■2NaCl），再問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：

（1）除了化合反應(yīng)，這個(gè)反應(yīng)還可以歸為哪種反應(yīng)類型？（氧化還原反應(yīng)）

（2）你是如何判斷的？（元素化合價(jià)發(fā)生了變化）

（3）化合價(jià)為什么會(huì)發(fā)生變化？（Na由0價(jià)變?yōu)?1價(jià)是因?yàn)槭チ艘粋€(gè)電子變成了Na+，而Cl由0價(jià)變?yōu)?1價(jià)是由于得到1個(gè)電子變成了Cl-）

（4）Na失去的電子去了哪里？Cl得到的電子來(lái)自哪里？（Na失去的電子被Cl得到）

（5）由此看，氧化還原反應(yīng)的特征和實(shí)質(zhì)分別是什么？（特征是元素化合價(jià)發(fā)生變化，實(shí)質(zhì)是發(fā)生電子轉(zhuǎn)移）

（6）請(qǐng)你在化學(xué)方程式上表示出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。（雙線橋法和單線橋法）

通過(guò)這組驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，從氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)變化的特征到原子通過(guò)電子得失變?yōu)殡x子導(dǎo)致化合價(jià)發(fā)生變化的實(shí)質(zhì)，最后用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，其實(shí)就是一個(gè)從宏觀角度描述變化、微觀角度理解變化到用符號(hào)的方式表征變化的遞進(jìn)性過(guò)程，自然、順暢、一氣呵成，有利于啟發(fā)學(xué)生的化學(xué)思維，提高學(xué)生的理解水平。這樣的對(duì)話交流過(guò)程也充分體現(xiàn)了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，體現(xiàn)了化學(xué)是一門在分子、原子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化的科學(xué)。

2. 用對(duì)立統(tǒng)一的觀點(diǎn)建構(gòu)氧化還原反應(yīng)中的重要概念

從化學(xué)哲學(xué)的視角看，化學(xué)課程應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生形成正確看待化學(xué)變化過(guò)程的世界觀和方法論。在氧化還原反應(yīng)知識(shí)體系中存在對(duì)立統(tǒng)一、內(nèi)涵豐富的概念群，而學(xué)生對(duì)這些核心概念的理解層次決定了他們對(duì)氧化還原知識(shí)體系的認(rèn)知水平，讓學(xué)生加深對(duì)概念形成的體驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生較好地掌握這些概念。

概念的建構(gòu)從概念的轉(zhuǎn)變開(kāi)始，學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過(guò)：反應(yīng)C+O2■CO2碳得氧變?yōu)槎趸迹茄趸磻?yīng)；而反應(yīng)H2+CuO■H2O+Cu氧化銅失氧變?yōu)殂~，是還原反應(yīng)。教師提出疑問(wèn)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)能存在于同一反應(yīng)中嗎？當(dāng)學(xué)生通過(guò)觀察思考發(fā)現(xiàn)氫氣還原氧化銅反應(yīng)中氫氣得氧變成了水也是氧化反應(yīng)，他們恍然大悟，原來(lái)氧化還原反應(yīng)是一個(gè)整體，有氧化便有還原，氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)相互依存不能分割，是同一事物的兩個(gè)方面。

接下來(lái)的教學(xué)就是啟迪學(xué)生發(fā)現(xiàn)得失氧和化合價(jià)升降的對(duì)應(yīng)關(guān)系。繼續(xù)探討鈉與氯氣在點(diǎn)燃條件下生成氯化鈉的反應(yīng)中并沒(méi)有涉及到氧元素，該如何定義氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)？通過(guò)幾個(gè)反應(yīng)的對(duì)比，學(xué)生發(fā)現(xiàn)碳得氧發(fā)生氧化反應(yīng)后碳元素的化合價(jià)升高，氧化銅失氧發(fā)生還原反應(yīng)后銅元素化合價(jià)降低，即物質(zhì)所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)是氧化反應(yīng)，化合價(jià)降低的反應(yīng)是還原反應(yīng)。從化合價(jià)的角度定義氧化和還原反應(yīng)是得、失氧的角度定義氧化和還原反應(yīng)的自然延伸，是對(duì)氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識(shí)不斷深入的結(jié)果。

最后就是氧化還原反應(yīng)概念體系的完善：使碳發(fā)生氧化反應(yīng)變成二氧化碳的氧氣稱為氧化劑，具有氧化性，碳本身則為還原劑，具有還原性；使氧化銅發(fā)生還原反應(yīng)變成銅的氫氣稱為還原劑，氧化銅本身則為氧化劑。推理至此，最后將以上原理類比、遷移到鈉和氯氣的反應(yīng)中，總結(jié)、梳理出如下圖所示的關(guān)系，且為幫助學(xué)生更好地運(yùn)用概念，可將內(nèi)容簡(jiǎn)化為口訣：“氧化劑，降、得、還，還原劑，升、失、氧”。

只有通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生自主、全面地構(gòu)建概念的意義，學(xué)生對(duì)概念的理解才能深刻、清晰，才能具有較強(qiáng)的運(yùn)用概念解決問(wèn)題的能力。

3. 模型認(rèn)知，精準(zhǔn)分析

隨著課程改革的不斷深入，科學(xué)方法教育受到了教育研究者及教師的廣泛重視。模型法作為一種重要的科學(xué)方法和學(xué)習(xí)工具，對(duì)于落實(shí)課程理念、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)以及培養(yǎng)其創(chuàng)新能力無(wú)疑將起到重要的作用。氧化還原反應(yīng)是高中化學(xué)的難點(diǎn)，但也有規(guī)律可循，可在教學(xué)中建立相關(guān)模型。

如為了厘清眾多的概念，教師可在以上氧化還原反應(yīng)概念體系建構(gòu)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生建立氧化還原反應(yīng)的基本反應(yīng)模型：

當(dāng)然，氧化還原反應(yīng)中還有一些特例如歧化反應(yīng)、歸中反應(yīng)和自身氧化還原反應(yīng)等，可以讓學(xué)生在認(rèn)知沖突中完善對(duì)此基本模型的理解。

又如，通過(guò)讓學(xué)生分析典型氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，教師和學(xué)生共同總結(jié)出氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)“歧化”和“歸中”變化的思維模型：

除此之外，上文已提到的氧化還原反應(yīng)中的“三重表征”模型，下文要提到的配平模型、電子守恒模型等，都可以從相關(guān)知識(shí)中提取、建立，有助于學(xué)生掌握氧化還原反應(yīng)理論知識(shí)，形成化學(xué)思維方式，精準(zhǔn)分析氧化還原反應(yīng)，提升知識(shí)的應(yīng)用水平和正遷移能力，從而提高化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

4. “知識(shí)為本”轉(zhuǎn)向“觀念建構(gòu)”

教學(xué)不應(yīng)該是將一個(gè)又一個(gè)的知識(shí)點(diǎn)灌輸?shù)綄W(xué)生大腦中以備考試的過(guò)程，而是應(yīng)該充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的積極性，使學(xué)生通過(guò)高水平的思維活動(dòng)，深刻理解和掌握化學(xué)知識(shí)，并通過(guò)不斷的反思、概括和提升，促進(jìn)化學(xué)基本觀念的形成。在氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識(shí)中，通過(guò)對(duì)教材的分析和挖掘，可以在教學(xué)中突出“微粒觀”、“變化觀”和“元素觀”，引導(dǎo)學(xué)生形成從化學(xué)的視角認(rèn)識(shí)事物、解決問(wèn)題的思想方法和觀點(diǎn)。

上文以鈉和氯氣反應(yīng)生成氯化鈉為例揭示化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的環(huán)節(jié)中，通過(guò)一組高水平驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，使學(xué)生逐漸學(xué)會(huì)從微粒角度對(duì)物質(zhì)及其變化等化學(xué)基本問(wèn)題有概括性的認(rèn)識(shí)；通過(guò)對(duì)氧化劑、還原劑和氧化性、還原性的學(xué)習(xí)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律以外的又一物質(zhì)間轉(zhuǎn)化原理，即氧化性較強(qiáng)和還原性較強(qiáng)的兩種物質(zhì)一定條件下可以反應(yīng)生成氧化性較弱和還原性較弱的兩種物質(zhì)，即氧化還原反應(yīng)的核心規(guī)律也是以“強(qiáng)”制“弱”，這一原理也指導(dǎo)人們認(rèn)識(shí)物質(zhì)和改造物質(zhì)；通過(guò)對(duì)氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的分析和各種氧化還原反應(yīng)方程式配平的探究學(xué)習(xí)，學(xué)生鞏固了對(duì)反應(yīng)前后元素守恒的理解，更加深刻理解了對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)非常有用的電子守恒和電荷守恒。

觀念建構(gòu)的教學(xué)把具體知識(shí)作為觀念形成的工具和載體，從講授事實(shí)轉(zhuǎn)移到“使用事實(shí)”，從記憶事實(shí)轉(zhuǎn)移到理解可遷移的核心概念與原理，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式和行為方式的轉(zhuǎn)變，對(duì)學(xué)生終身學(xué)習(xí)和發(fā)展都將發(fā)揮重要作用。

三、結(jié)語(yǔ)與展望

除了以上幾個(gè)方面，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)還可以從多方面進(jìn)行落實(shí)，如交流合作意識(shí)、科學(xué)倫理意識(shí)、社會(huì)責(zé)任感、科學(xué)精神、科學(xué)探究意識(shí)、探究能力和可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)及綠色化學(xué)思想等，限于教學(xué)內(nèi)容和篇幅，在此不贅述，也期待更多的同仁能在這個(gè)方面進(jìn)行更深入的研究。

高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是高中學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是學(xué)生具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的關(guān)鍵能力和品格，其落實(shí)絕不是一蹴而就的，需要教師在平常的教學(xué)中對(duì)教學(xué)內(nèi)容作好充分的解讀，對(duì)照課程標(biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)意見(jiàn)和化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)內(nèi)容，挖掘其中能夠體現(xiàn)核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)素材，有目的、有計(jì)劃地進(jìn)行指向核心素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)設(shè)計(jì)，以課程為載體育人。最終使學(xué)生借助化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程形成解決實(shí)際問(wèn)題所必需的最有用的化學(xué)知識(shí)、最關(guān)鍵的化學(xué)能力、最能滿足終身發(fā)展的化學(xué)思維，從化學(xué)學(xué)科的角度對(duì)核心素養(yǎng)的落實(shí)做出自己獨(dú)特的貢獻(xiàn)。

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