基于學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的初中化學(xué)課堂教學(xué)

劉秋芳 張賢金 吳新建

[摘 要]

學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)要通過具體的化學(xué)知識學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)。以人教版“水的組成”課堂教學(xué)為例，探討教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)，教材資源的挖掘，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)中學(xué)科方法、學(xué)科思維、學(xué)科能力，并發(fā)展學(xué)生學(xué)科情感，深化學(xué)科知識理解。

[關(guān)鍵詞]

初中化學(xué)；學(xué)科素養(yǎng)；學(xué)科情感

人教版九年級《化學(xué)》第四單元課題3“水的組成”中，通過實(shí)驗(yàn)探究水的組成，再從微觀角度剖析水的構(gòu)成，并根據(jù)組成元素的不同對純凈物進(jìn)行分類。本課題蘊(yùn)藏豐富的學(xué)科思想，教師應(yīng)抓住學(xué)科本質(zhì)，把握好教材資源，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。學(xué)科不同蘊(yùn)含的學(xué)科素養(yǎng)不同，不同教育研究者對學(xué)科素養(yǎng)有不同的定義，但在具體學(xué)科素養(yǎng)的構(gòu)成要素上，“學(xué)科素養(yǎng)=學(xué)科情感+學(xué)科方法+學(xué)科能力+學(xué)科思維+學(xué)科知識”成為各學(xué)科界定學(xué)科素養(yǎng)的通用公式。本文以“水的組成”教學(xué)為例，談?wù)劵瘜W(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。

一、巧妙引入，發(fā)展學(xué)科情感

本課題的教學(xué)設(shè)計(jì)是筆者在地級市開設(shè)公開課的教學(xué)過程，由于是異地開課，學(xué)生較為陌生，為了迅速調(diào)動(dòng)學(xué)生的熱情和注意力，凝聚人心，引入環(huán)節(jié)是用心理團(tuán)隊(duì)游戲“異掌同聲”：教師按這個(gè)節(jié)奏“××× ××× ×××××××”擊掌一遍，請學(xué)生認(rèn)真傾聽，再全班一起擊掌，節(jié)奏不對的學(xué)生給予“愛的鼓勵(lì)”。課堂上學(xué)生認(rèn)真傾聽，擊掌節(jié)奏整齊劃一，瞬間感受到全班學(xué)生擰成一股繩的強(qiáng)大力量。教師再講解節(jié)奏內(nèi)容是“人是鐵，飯是鋼，一天不喝渴得慌”，是筆者所在學(xué)校學(xué)生設(shè)計(jì)的節(jié)水口號，說明水的重要性并引入課題。教學(xué)過程中師生情感融為一體，一同感受學(xué)科的魅力，激發(fā)對學(xué)科的熱愛情感，才能有較好的教學(xué)效果。

二、史學(xué)介紹，培養(yǎng)學(xué)科方法

充分利用教材資源（即資料卡片“水的組成揭秘”），展示科學(xué)家的圖片與研究成果，引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本。教師再以問題形式引導(dǎo)學(xué)生探究“水的組成發(fā)現(xiàn)史”。

問題1.英國的化學(xué)家普利斯特里認(rèn)為的“可燃空氣”是什么？他常表演魔術(shù)：用蠟燭點(diǎn)燃“空”瓶子，會發(fā)出巨大的聲響。表演了無數(shù)次魔術(shù)后，普利斯特里發(fā)現(xiàn)瓶壁上有不少水珠！水珠是哪來的？你能解釋嗎？

問題2.同時(shí)期卡文迪許做了什么實(shí)驗(yàn)？有什么新的發(fā)現(xiàn)？他們有沒得出正確的結(jié)論？原因是什么？

問題3.拉瓦錫的這個(gè)實(shí)驗(yàn)有什么突破？得出什么結(jié)論？

問題4.沿著科學(xué)家研究的軌跡認(rèn)識水的組成，帶給我們什么啟示？有什么收獲？從情感上、化學(xué)學(xué)習(xí)方法上談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)，展開激烈討論。部分學(xué)生代表分享了：普利斯特里的好奇心，對自然界的物質(zhì)有強(qiáng)烈的探索欲望，及對新鮮事物高度熱情，同時(shí)不忘記對細(xì)節(jié)現(xiàn)象的探討都值得我們學(xué)習(xí)；卡文迪許對普利斯特里的實(shí)驗(yàn)更加細(xì)致、嚴(yán)密的分析，并把結(jié)果與拉瓦錫分享，拉瓦錫最終才能得出正確的結(jié)論。讓學(xué)生置于幾位科學(xué)家的研究情景中，通過對水的組成發(fā)現(xiàn)史的探究，讓學(xué)生體會到科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)性、曲折性，科學(xué)家們在研究過程中的鍥而不舍、實(shí)事求是的科學(xué)精神，滲透學(xué)科思想方法。基于學(xué)科本質(zhì)的教學(xué)就是基于學(xué)科思想方法的教學(xué)。討論至此，學(xué)生很容易聯(lián)想到拉瓦錫研究空氣成分的學(xué)科思想方法，都是通過分與合、合與分的思想得出結(jié)論，歸納出研究純凈物組成的方法。

三、實(shí)驗(yàn)探究，增強(qiáng)學(xué)科能力

模仿科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生探究氫氣在空氣中燃燒和水的通電分解實(shí)驗(yàn)。教師按圖1裝置演示：實(shí)驗(yàn)室制取氫氣、用排水法收集氫氣并檢驗(yàn)氫氣的純度、點(diǎn)燃純凈的氫氣（尖端玻璃管和銅管各試一次，用銅管時(shí)用黑紙作背景）、點(diǎn)燃不純的氫氣。學(xué)生帶著問題觀看實(shí)驗(yàn)；水的通電分解實(shí)驗(yàn)則由學(xué)生帶著問題分組實(shí)驗(yàn)探究：

1.實(shí)驗(yàn)過程中你觀察到哪些現(xiàn)象？（電解水實(shí)驗(yàn)前五分鐘內(nèi)一分鐘記錄一次正、負(fù)極的氣體體積）

2.書寫反應(yīng)的文字、符號表達(dá)式。

3.請你試著小結(jié)一下氫氣的性質(zhì)，并說明是怎么得出的結(jié)論。

4.通過這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)隳艿贸鍪裁唇Y(jié)論？

化學(xué)的學(xué)科能力要通過化學(xué)知識學(xué)習(xí)的過程培養(yǎng)，不能用結(jié)論性的知識讓學(xué)生去記憶，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作。培養(yǎng)學(xué)生大膽質(zhì)疑，勇于探索的精神，在水通電分解的分組實(shí)驗(yàn)中大部分學(xué)生都能提出疑問，為什么在前五分鐘負(fù)極氣體與正極氣體體積比大于2∶1？隨后越來越接近2∶1。經(jīng)過小組討論學(xué)生知道與溶解性有關(guān)，不明白溶解是有限度的，但是讓學(xué)生的認(rèn)知產(chǎn)生沖突，展開激烈的討論，課堂氣氛活躍，教學(xué)效果理想，培養(yǎng)了學(xué)生收集信息、處理信息的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α４送猓瑢W(xué)生根據(jù)氫氣中含有氫元素、氧氣中含有氧元素，分析推理出水中含有氫氧元素，建立元素守恒觀為今后質(zhì)量守恒定律的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。

四、三重表征，培養(yǎng)學(xué)科思維

“知其然并知其所以然”，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。教師繼續(xù)追問：水的符號為什么是H2O？科學(xué)家是怎么得出這個(gè)符號的？給你一個(gè)梯子“同溫同壓下，體積比等于分子個(gè)數(shù)比”當(dāng)個(gè)小小科學(xué)家，分析下水分子中氫氧原子個(gè)數(shù)比是多少？同時(shí)提供紅蘿卜小球若干當(dāng)作氫原子，白蘿卜小球若干當(dāng)作氧原子（稍大些），牙簽。讓學(xué)生聯(lián)結(jié)出兩個(gè)水分子模型，說說它們是怎么變成氫分子和氧分子的？學(xué)生像搭建積木一樣玩模型，很快理解了化學(xué)變化的微觀本質(zhì)，并用自己的語言表達(dá)出來，雖然表達(dá)不是非常規(guī)范，但學(xué)生真切感受到化學(xué)特有的“宏觀—微觀—符號”三重表征學(xué)科思維方式。最后教師展示出2014年，中國科學(xué)家在電子顯微鏡下看到了水分子的面貌。明確分子是真實(shí)存在的，科學(xué)家的研究以客觀事實(shí)為依據(jù)，不能憑空捏造。學(xué)科思維的建立不是一蹴而就，需要慢慢培養(yǎng)，教師要把教材中的思維顯性化，科學(xué)家研究的思維過程形象化，并讓學(xué)生去感受、體驗(yàn)、實(shí)踐，才能在學(xué)生頭腦中形成化學(xué)學(xué)科特有的思維。

五、分類學(xué)習(xí)，深化學(xué)科知識

化學(xué)初學(xué)者，對化學(xué)最感神秘的地方是實(shí)驗(yàn)室，對化學(xué)最感興趣的是化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)藥品，當(dāng)然最頭痛也是這么多物質(zhì)怎么學(xué)得完？在這里教師賣個(gè)關(guān)子，教學(xué)生們一個(gè)法寶，將實(shí)驗(yàn)室眾多藥品進(jìn)行分類，物質(zhì)一類一類地學(xué)，每類物質(zhì)學(xué)習(xí)一種典型物質(zhì)，再以點(diǎn)帶面，學(xué)習(xí)它們的組成、構(gòu)成、性質(zhì)以及變化規(guī)律。那如何將物質(zhì)分類呢？教師展示一些藥品，觀察瓶外的標(biāo)簽上注明的物質(zhì)名稱與符號，并記錄，分小組討論它們要怎么“站隊(duì)”才能有共同特征？并說明共同特征是什么？即分類的標(biāo)準(zhǔn)。展示的藥品有：蒸餾水（H2O）、二氧化錳（MnO2）、氧氣（O2）、鐵（Fe）、氯酸鉀（KClO3）、高錳酸鉀（KMnO4）、二氧化碳（CO2）、銅（Cu）。學(xué)生分類標(biāo)準(zhǔn)很多，有的按狀態(tài)來分、有的按元素種類來分、有的按元素中是否含氧元素來分，等等。學(xué)生的思維是發(fā)散的，學(xué)習(xí)熱情高，教師先給予表揚(yáng)；分類沒有好壞和對錯(cuò)之分，但怎么分類更能體現(xiàn)化學(xué)特點(diǎn)，更有利于化學(xué)的研究呢？以上都有什么共同點(diǎn)？這些物質(zhì)都是由什么組成？最終鎖定純凈物的分類按組成元素的種類作為劃分標(biāo)準(zhǔn)。知識的建構(gòu)要符合學(xué)生的思維特點(diǎn)，鼓勵(lì)原生態(tài)的思維，同時(shí)要改造并提升，才能建立新的知識，重設(shè)新的知識結(jié)構(gòu)，也只有學(xué)生自己去打破舊知識框架，經(jīng)過內(nèi)化、整合形成新知識體系，學(xué)生才能真正地成長。

當(dāng)然，學(xué)科情感、學(xué)科方法、學(xué)科能力、學(xué)科思維、學(xué)科知識絕不是孤立的，每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，每堂課，每個(gè)教學(xué)細(xì)節(jié)都可以相互滲透。學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)的關(guān)鍵因素在于教師，在于教師對本學(xué)科的理解、對教育的認(rèn)知，對學(xué)情的把握。時(shí)代在改變，學(xué)生在變化，教育工作者任重道遠(yuǎn)，應(yīng)孜孜不倦地提升自身的素養(yǎng)，才能形成學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]岳輝，和學(xué)新.學(xué)科素養(yǎng)研究的進(jìn)展、問題和展望[J].教育科學(xué)研究，2016（1）.

[2]余文森.核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂教學(xué)[M].上海：上海教育出版社，2017.

[3]黃威，張賢金，吳新建.基于“物質(zhì)分類”教學(xué)形成“分類觀”的實(shí)踐[J].化學(xué)教與學(xué)，2015（1）.

（責(zé)任編輯：張華偉）