優化教學設計是落實核心素養的基石

武光榮

[摘要]教學設計是一個創新的、積極主動的、持續完善的復雜過程。當前國內正積極探索核心素養提升和個性化學習的課程改革，在信息技術高速發展和各類資源海量化的時代背景下，學校教育要有效落實核心素養，提升課堂教學效率，優化教學設計是關鍵。

[關鍵詞]核心素養，教學設計，優化

[中圖分類號]G633.8[文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2020）11-0063-02

美國教育心理學家加涅在《教學設計原理》（1988年）中提到：“教學設計是一個系統化規劃教學系統的過程。教學系統本身是對資源和程序作出有利于學習的安排?！?/p>

新課標凝練了學科核心素養，明確了學生學習該學科課程后應達成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力，并對知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三維目標進行了整合;以發展化學學科核心素養為主旨，提出化學學科核心素養包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學態度與社會責任5個方面;以“化學科學與實驗探究”“常見無機物及其應用”“物質結構基礎及化學反應規律”“簡單的有機化合物及其應用”“化學與社會發展”5個主題為依托。教學設計之于課堂就如同建筑設計之于建筑。在教學過程中如何落實核心素養，提高課堂教學效率？優化教學設計是關鍵，是基石。

如何設計以核心素養為本的化學課堂教學，是新課標教學實踐遇到的新問題。將化學教學諸多要素有序安排，規劃設計出最優教學實施方案的過程，通常包括設定教學目標、方法、步驟以及分配教學時間等。優化化學教學設計要求把課堂交給學生，強調自主學習，注重化學學科價值的實現，最大限度地提高學生的核心素養，從而使學生獲得良好的發展。主要策略如下。

一、設計“問題鏈”，提升學生思維素養，提高教學效率

學習總是從問題開始，問題總是與學習伴行，所有問題的解決必定以對問題存在的認識為開始。教學中的“問題鏈”，對學生學法的形成有較強的導向作用。中學化學新課程提倡開展以問題為中心的教學，引導學生通過高水平的思維來學習，通過問題解決來建構對知識的理解。實施以問題為中心的教學，問題的設計是關系教學成敗的關鍵。

例如，在設計“化學肥料中的主角”一課時，以農業諺語背后的化學原理為背景，以“氮的固定”為線索，于追尋植物體氮元素的來源過程中引領學生認識氮及其化合物的性質。通過“雷雨發莊稼”的討論激發學生思維，用實驗的方法解決學生的疑惑，讓學生體會科學的魅力。最后用化學的視角審視在氮的固定過程中的重要物質。

問題鏈設計：俗話說：“莊稼一枝花，全靠肥當家。”農作物需要的大量氮肥是從土壤中吸收而來的，如何保證土壤能夠源源不斷地提供肥料呢？化肥廠里的氮又是從何而來呢？大豆、花生有根瘤菌能夠直接從空氣中吸收氮元素，小麥、玉米可以嗎？真的能“向空氣中要面包”嗎？“雷雨發莊稼”的科學道理在哪里？閃電真的能使空氣發生變化嗎？實驗需要哪些條件？這一系列的問題能夠很好地引發學生思考，提高學生的注意力和學習興趣。

問題鏈是促進學生理解和掌握知識，發展學生思維能力，以及推動學生實現預期目標的一種有效手段，是提高課堂教學效率的一種教學策略。

二、融入數字化實驗，提高“宏觀辨識與微觀探析”的落實效率

隨著信息技術的發展，計算機作為一種教學技術越來越受到人們的重視。計算機等技術工具為教師與學生開展科學探究與更好地理解科學的本質提供了很好的技術手段。

例如，在《電解質溶液的性質》一章中，通過融入數字化實驗，建構分析水溶液中化學反應的思路和方法，可進一步提升學生宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知等化學學科核心素養，提高課堂教學效率。如通過對弱電解質的電離平衡及平衡移動的學習，建立事物之間的聯系與轉化等辯證觀點，建立宏觀與微觀之間的聯系，感悟化學的微粒觀、平衡移動觀，養成辯證分析問題的意識與習慣。具體如下：

常溫下，0.1mol/L醋酸中每一千個醋酸分子中只有約13個醋酸分子發生電離，而絕大多數是以醋酸分子的形式存在，但外界條件的改變（如溫度、濃度等）會引起電離平衡的移動。融入數字化實驗，可將此過程直觀化。具體如下：

由于電離過程需要吸熱，據此先讓學生預測升溫后各個相關量的變化情況，然后結合圖1進行分析。如圖1.在一定溫度范圍內，隨著溫度的升高，溶液的導電率升高，說明溶液中離子濃度升高，平衡向電離方向移動，即“越熱越電離”。

進一步加深難度，設問：如果對冰醋酸加水稀釋，結果會怎樣？

加水稀釋，電離程度增大，使離子濃度增大，但是溶液體積增大，又使離子濃度減小。在這兩個因素的影響下，結果如何，要看二者誰占主導地位。（如圖2）

導電率達到最大值之前，電離占主導地位，所以，離子濃度逐漸增大，導電率增大，達到最大值之后，稀釋作用占主導地位，所以離子濃度逐漸減小，導電率降低。（如圖3）

通過利用數字化實驗設計實驗教學過程，使學生能夠更清晰、更高效地理解條件改變而導致的變化，拓寬辨識化學反應的視角，從宏觀轉為微觀，進而感受“宏微符三重表征”的化學科學思維方式，提高學習效率。

三、設計科學探究環節，提升“科學探究與創新意識”核心素養

新課標提出學生能力達成的要求有：能根據不同類型實驗的特點，設計并實施實驗;能預測物質的某些性質，并進行實驗驗證等。在新課程理念下的化學教學中，教師首先要轉變教學理念，讓以往的傳遞式教學逐步走向研究性教學;把整個教學過程變成研究過程、探討過程、學生與教師合作創造知識的過程。在教學過程中，教師要和學生一起探討化學教科書及教科書以外的世界，通過教師的教和學生的學，使學生不斷產生新的化學觀念。

新課程突出科學探究，為的是實現科學探究應有的教育功能。但科學探究不是唯一的學習方式，教學中教師需要設計多種教學策略，使學生通過探究學習活動獲得化學知識、提升能力，從而提升課堂教學效率。

例如，開設《數字化與微型化實驗探究》課程，課程目標為：1.通過對教材進行全面的梳理、細化解讀和深入分析，探索形成高中化學學科知識實驗化的操作策略和方法;2.通過對已有的課本演示實驗進行改進，實現實驗的數字化與微型化;3.通過科學探究，促進高中生“科學探究與創新意識”核心素養的提升。

學生以小組或個人的形式開展探究活動。除了必做實驗外，學生可根據自己的興趣選取實驗活動內容，自己查閱文獻，配制溶液，根據需要組裝實驗裝置，教師在適當的時候提供一些幫助和指導，當然這對學生的要求比較高，要根據學生的具體情況來實施。經過一個學期的嘗試，學生的核心素養明顯提升，課堂教學效率也大大提高了。

綜上，基于問題鏈、數字化實驗、科學探究的教學設計，有利于教師構建高效化學課堂，在豐富而生動的教育教學實踐中，不斷提高課程實施水平，最大限度地提高學生的化學學科核心素養。