高考改革背景下化學教學研究

劉林祥 王普

摘 要：社會的變革、高考方式的變革導致學生培養方式的變革，也就決定著教師教學行為的變革。文章通過分析新高考改革背景下與之難相適應的化學教學現狀后，采取思維模型教學、概念系統教學、項目化實驗教學的教學策略，提出改變教學觀，培養教師的教材二次開放能力，培養教師全局式的思考方式，搭建學生通往智慧的橋梁。

關鍵詞：高考改革；思維模型；概念系統；實驗項目化

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：A

文章編號：1674-120X（2018）33-0102-02

高考方式的改革已經成為席卷全國高中的教育大趨勢，這種改革不僅影響到高中教育，亦影響到大學教育。高考改革之后，選課“物化遇冷”；進入大學以后學生“物化”傳統理科基礎薄弱；難以適應社會進步對新工科[1]和科技創新人才的強勁需求等問題相繼凸顯。那么，此時回答高考改革背景下化學教學到底教什么、應該怎樣教才能夠既提高學生選擇的興趣，又能讓學生夯實進行高等教育必備的化學基礎已經成了迫在眉睫的問題。

一、與高考改革難相適應的化學教學現狀

1.以擴大知識容量的教學替代化學思維教學

教師在課堂教學中有一種非常奇怪的心理現象，為了提高學生的應試成績，不斷地擴大知識容量，不斷地重復練習，拼命地搶占學生的各種時間，一廂情愿地認為這樣有助于大幅度地提升該科成績。而且為了單純地擴充知識容量，大量縮減的是學生的思維提升的教學時間。但是這樣做的結果是教師、學生雙重疲憊，而學生的提升幅度并不明顯，尤其是化學核心素養的提升更加緩慢。新高考改革來臨之后，學生對科目的選擇有更大的自主性，而化學的學習時間卻由于“文理不分科”被大量地壓縮，在這種情況下還繼續沿襲以擴大知識容量替代化學思維教學的模式，就會使化學教學更加舉步維艱。

2.以機械記憶的概念教學替代概念有機體教學

近年來，學生普遍反映化學難學。經過與各類學生談話等方式進行調查發現，學生之所以認為化學難學，是因為現在化學學科的概念多、知識雜，剛記就忘，概念的應用還需要具備化學學科能力。其實，概念性知識多確實是化學理論學習的特點之一。現在的概念教學中存在的普遍問題是教師教學時間分配在以機械記憶為目的的單個的、鼓勵的概念辨析方面比重過大，從整體上把握概念之間聯系的內容較為欠缺，造成學生在面對多個概念綜合應用或概念原理解決復雜問題上難以快速提升。

3.以傳統的實驗教學代替開放性的實驗教學

在化學實驗教學中，教師大多重視的是實驗基本操作的教學，這種培養對于落實“雙基”很有好處，但是重復的化學基本操作的實驗教學對學生化學實驗興趣的培養功能稍弱。而且實驗教學方法也比較單一，由于實驗條件的限制，多以演示實驗為主，大多是以教師為中心，在教師的指導、示范下，按照教科書上的指導機械地完成任務[2]。隨著實驗教學理念的改進，很多實驗教學的方法盛行，例如分組實驗、多媒體輔助教學[3]、探究式實驗教學，可教師為了保證實驗課堂的可控性或者是受教師本身的專業知識儲備的限制，雖有向傳統挑戰的傾向，但大多在實驗內容和思維方式上還是向傳統的實驗教學進行傾斜，僅僅停留在模式的簡單使用上[4]。

二、對應的化學教學策略

1.知識整合精選，注重思維模型教學

隨著科學技術的發展，學生獲取知識的途徑越來越多，其實化學知識的獲取已經不是化學教學面臨的最大問題，最大的問題是學生如何利用這些從各種途徑獲取的化學知識解決化學問題。現在高考命題的特點也是給學生呈現豐富的信息（這些信息是學生可通過閱讀化學相關書籍、互聯網等方法得到的），然后學生根據信息利用常用的解決化學問題的思維方法來解決提出的問題。所以如何讓學生擁有化學思維，使化學的思維方法烙于其腦中是化學教師應該思考的問題。化學思維模型的教學正有助于解決這個問題。而且在新高考背景下，化學教學時間被大量壓縮的情況下，要培養適應高校需要的理工科人才，這種化學思維模型的培養更顯必要。

教學過程中為學生構建學習的“思維模型”理論，是美國教育家鮑威爾從研究學生的學習規律入手而提出來的。鮑威爾認為，學生學習的“思維模型”是感知、操作—形成表象—書寫、表述—形成定義這樣一個過程。鮑威爾還認為，教師的教學過程應當為學生構建符合認知心理學的學習“思維模型”，“教”才能為“學”而服務[5]。也就是說化學教師需要精選整合教材中的化學知識，呈現給學生一個解決問題的場景，通過師生、生生互動，讓學生在這個場景中試用各種化學思維，形成思維沖突，解決問題，將某些不完整的、碎片化的信息完整化，形成化學思維表象，而這種思維表象利用化學獨特的語言去書寫、表述，并將這個思維過程用模型記錄下來，形成解決某一化學問題的穩定的方法，即思維模型。化學核心素養發展的要求：宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知、觀念變化與平衡思想、科學探究與創新意識、科學精神與社會責任。而其中宏觀辨識與微觀探析之間關聯的方法、證據推理的具體程序、針對性的化學問題的化學模型研究、各種平衡問題的統一性、科學探究的步驟和問題串的設置等等，這些都屬于化學思維模型教學中教師必須思考的問題。將這些問題內化到如物質的量、離子反應、等效平衡的壓縮模型、元素化合物的性質探究等方面，讓學生形成穩定而成熟的化學思維方法就是化學思維模型教學的全部內涵，也是教師化學教學思考的著力點。學生掌握了這些思維方法，就是掌握了解決化學問題的工具。

2.遵循科學教育的大原則，引入“概念系統”教學思想

化學概念教學是化學教學的重要組成部分，它具有系統性、階段性、抽象性的特點[6]，它的辨析不但耗費了學生大量的時間，又容易讓學生感到枯燥和繁雜。在新高考改革的背景下，化學教學的時間相對縮短，學生對化學科目有選擇權，所以應該特別注意概念教學的教學方法。概念教學方式其實早有人進行探索，有人提出“概念圖”[7]“比喻教學”[8]“問題驅動教學”[9]等教學方法。這些屬于方法論，而教師更需要改變的是教學觀。教師對于概念教學不應局限于對小概念作孤立的名詞解釋，這會讓學生陷入僵化地、孤立機械地記憶知識，而難以理清知識的發展脈絡。科學的大概念指出：科學認為每一種現象都具有一個或多個原因，科學上給出的解釋、理論和模型都是在特定時期內與事實最吻合的，科學知識是為人類服務的[10]。概念有大小之分。小概念是單純的名詞解釋，單一的知識要點。大概念[11] 是建構科學教育目標的理論體系，有其深刻的內涵和外延。概念的教學往往是從起始的小概念出發，圍繞核心概念運用科學方法加工彌漫到較大的、更廣泛的概念理論體系（即“概念系統”），從而能自覺地理解自然科學物質、現象及本質，解決實際問題。它可以以該“概念系統”中的核心概念為中心，通過科學的研究方法擴充成概念系統，在這個形成過程中，學生得以發展化學核心素養，從而理解今后的工作、生活或繼續化學學習時他們所遇到的現象，解決他們所遇到的問題。而概念教學正是實現這個過程的一切行為的總和。在用多個關聯的概念擴充“概念系統”有機體的過程中，概念完整理論體系中不同層次的概念學習在螺旋上升過程中得以完成（如下圖）。教師在概念教學中最重要的作用是將化學教材進行二次加工，將相關概念整合成概念系統，弄清它們之間的聯系和螺旋上升的規律，選擇具體的教學方法。

3.實驗教學項目化，在實驗中培養素養

我們不難發現這樣一個現象：小學生對任何科學現象都充滿了好奇，隨著掌握的科學知識日益增多，學生的科學興趣反而日益下降。可能由于實驗教學的載體選擇不恰當，在簡單的重復操作，為實驗而實驗的過程中學生興趣逐漸消退是導致這個問題的原因之一。這就像學習中的“兔子洞”。為了防止過長時間待在“兔子洞”中，我們在實驗教學中需要有“全局式思考”。促進學生在實驗中養成“全局式思考”方式關鍵是選擇實驗教學的載體，讓學生既能培養實驗的全局觀，落實實驗基本操作，又能讓學生感受科學探究與創新意識、科學精神與社會責任，保持化學學習興趣，實驗項目化的實驗教學思想正是我們所需要的。實驗項目化是教師發掘出以實驗基本操作方法培養為基點，在學生已有知識基礎上建構的、與學生學習內容相關的、以解決實際生活生產中的問題為目的的實驗項目供學生選擇，進行實驗素養培養。項目化的實驗能力培養模擬真實科學研究：資料查詢、實驗方案的設計、小組合作論證、方案的實施、實驗結論的形成、反思。實驗主題可以是教師已有固定結論的，也可以是開放性的；時間可以是課外學習的延展，可以是一節完整的課，也可以將一部分內容在課堂上完成。主題的選擇有很多，源于教材的例如：大氣中SO2含量的測定，實驗中碘含量的測定，莫爾法測自來水中的氯含量，酯類物質的合成及精制，等等。項目化的實驗教學對教師是一個極大的挑戰。教師需要有對教材進行二次加工的能力，需要有一定的科學研究能力，還需要有廣闊的知識面和一定的實驗裝置的創新設計能力。實驗項目化的教學過程也是師生在學科領域共同成長的過程。

新形勢下的化學教學，一定要更新化學教師的教學觀念： “為未知而教”“思維方式和具有生活價值的知識并重”，要培養教師的教材二次開發能力和“全局式的思考”方式，這樣才能使教學與時代發展相適應，才能培養出未來需要的學生，給學生搭建通往“智慧的橋梁”。

參考文獻：

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[8]張惠明.淺談比喻教學在初中化學概念教學中的應用[J].數理化解題研究，2017（20）：97-98.

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[11]張發新.大概念：學習進階與教學策略——以“化學能與電能”為例[J].中學化學教學參考，2017（7）：6-9.