基于深度教學培育學科核心素養的教學探索

摘 要：普通高中化學2017版課程標準更加重視學生學科核心素養的培養，而深度教學是培養學生學科核心素養的重要途徑。基于目前高中化學教學存在的問題，文章以魯科版《化學2（必修）》“甲烷”教學為例，提出基于深度教學培養學生學科核心素養的理念，梳理相應的教學策略：基于實驗探究，培養“證據推理”“宏觀辨識與微觀探析”素養;利用微觀模型和動畫視頻感受微觀世界，培養“模型認知”“微觀探析”素養;加強對話教學，促進深度教學;充分的資料拓展，提高學生認知。

關鍵詞：深度教學;核心素養;甲烷;高中化學

中圖分類號：G633.8?文獻標識碼：A?文章編號：2095-624X（2020）27-0085-02

一、目前高中化學教學存在的問題

目前，很多學校還沒有對學生學科核心素養的培養引起重視。化學教師在講課的過程中一般要求學生對課本中的重點內容進行背誦，學生掌握知識的程度與學生的背誦聯系密切，這樣學生學起化學來會感到枯燥無味，久而久之會失去對化學的興趣[1]。同時課堂教學中，主角是教師，學生一般只有在提問環節才會參與到課堂教學中來，學生在課堂缺少存在感，遇到問題在課上不能及時提問，問題越積越多，課程的盲點也越來越多，影響之后的學習。綜上所述，教師應該改變自己的教學方法，從化學學科核心素養出發，培養學生的綜合能力，這對學生今后的學習和生活也有很大的幫助。

二、高中化學學科核心素養與深度學習

高中階段的課程與初中階段的課程有很大的不同，一方面需要學生掌握的知識點比初中階段增加了很多，另一方面課程的難度也有質的飛躍。因此，如果學生想要在高中階段整體的能力都能夠有所提高，就需要具備核心素養。這樣，每門學科的相關內容才能夠很好地掌握，其中高中化學學科素養是很重要的一個方面。高中化學學科素養主要包括五個方面的內容，分別是：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。因此學生不僅要在課堂中掌握書本中的內容，還應該形成化學思維，將所學習的相關內容在頭腦中形成知識鏈，從而提高化學學科綜合素質[2]。

對于甲烷這部分知識，教師應該從甲烷的物理性質、化學性質和宏觀結構等方面入手，讓學生了解關于甲烷廣泛的知識，這樣在今后的學習中，遇到烷烴的時候，學生可以聯想到甲烷的相關知識，從而了解其他烷烴的性質和結構，這樣才能夠提高學生的學習效率，讓學生對自己學習過程中還沒有掌握的內容有所了解，在今后的復習過程中有針對性地進行復習，養成獨立思考、善于總結等良好的學習習慣，這樣才能夠達到素質教育的最終要求。

三、培育學科核心素養的教學策略——以“甲烷”教學為例

1.基于實驗探究，培養“證據推理”“宏觀辨識與微觀探析”素養

高中化學教學中，實驗教學是一個重點，但也是一個短板。在新課標以及新高考政策要求下，高中化學教學更強調實驗探究能力的培養和實驗活動的組織。化學實驗是非常嚴謹的，實驗結果是否達到預期目標，要受到實驗流程、實驗操作、材料質量等多方面因素的影響。這很考驗學生對學科知識的理解和掌握能力。通過開展實驗探究活動，教師可以幫助學生形成嚴謹的科學探究態度，能從實驗現象、實驗結果去推斷排查實驗的進展是否順利、操作是否得當。這符合證據推理的學科素養要求，也對培養學生的“宏觀辨識”“微觀探析”素養有積極作用。

例如，在《甲烷》一節的教學中，第一，教師可以讓學生自己設計實驗來驗證甲烷的元素組成。由于甲烷是易燃的氣體，教師應該先確保實驗過程的安全性，在點燃甲烷氣體之前應該先驗證氣體的純度。學生可以在火焰的上方放置一個干燥的燒杯，這時會發現燒杯內壁會出現水珠，這樣就驗證了甲烷含有氫元素。在燃燒后，向燒杯中添加少量澄清的石灰水，這時又會發現石灰水由澄清變渾濁，說明甲烷燃燒會產生二氧化碳氣體，就證明了甲烷中包括碳元素。由上述兩種實驗現象可以得出甲烷是由氫元素和碳元素構成的。第二，教師再引導學生測出氫元素和碳元素的比例關系，這樣就可以得出甲烷的分子式。甲烷的性質比較穩定，在一般情況下不與強酸、強堿和強氧化劑反應，但是在一定條件下也會發生反應。教師可以引導學生進行實驗，探究甲烷和氯氣的反應。教師讓學生取一個100毫升的量筒，用排飽和食鹽水的方法收集體積比為1∶4的甲烷與氯氣，放在光線比較強的環境中，然后進行觀察。經過一段時間，學生會發現有油狀物質產生，氣體的顏色變淺，量筒中水面上升，然后對實驗過程進行總結，油狀物是含氯的有機物，同時還會產生氯化氫氣體，這種反應被稱為取代反應。實驗操作的教學方式可以讓學生在自己動手實踐的過程中感受化學知識，可以提高學生學習化學的興趣，也能夠提高學生的動手能力。學生在實驗的過程中能夠將抽象的化學知識轉化為直觀的實驗現象，學生自己動手進行操作，還能夠加深對知識的理解，而且對這一部分的知識，學生會很難忘記，這樣對學生之后有機物的學習也有很大的幫助[3]。

2.利用微觀模型和動畫視頻感受微觀世界，培養“模型認知”“微觀探析”素養

微觀性強，這是化學的一個普遍特征。在涉及化學反應的深層原理探究以及原子、分子層面的知識教學中，我們都需要構建微觀視角，而不能簡單從生活經驗、常規認知層面去做考量。這就需要學生具備“微觀探析”的素養。通過微觀模型和動畫視頻進行微觀知識探究，這是信息技術參與高中化學教學的重要體現，其作用在于以信息技術模擬展示微觀世界中的化學現象和化學原理，科學、嚴謹又直觀，可以彌補學生常規視角認知學習的不足。充分利用微觀模型和演示動畫、視頻，這對培養學生的“模型認知”素養、“微觀探析”素養都有積極作用。

例如，在《甲烷》一節的教學中，教師可通過網絡學習平臺下載“甲烷和氯氣發生取代反應”的動畫視頻。通過視頻，學生能夠觀察到氯氣分子和甲烷分子在空間中進行無規則的運動，可以看到甲烷分子是正四面體的結構，而氯氣分子是直線型的，在不斷的運動中，甲烷分子的一個碳氫鍵發生斷裂，氯氣分子的化學鍵也發生斷裂，氯原子和甲烷中的氫原子發生取代，由于數量的不同，形成的含氯化合物也不同，分別有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷，同時被取代下來的氫原子和氯原子重新形成了氯化氫分子。這樣直觀的動畫可以讓學生了解到氯氣與甲烷反應的微觀世界，可以加深學生對這個反應的理解，在之后的學習過程中，學生能夠通過這個例子推理出來其他的取代反應是怎樣發生的，促進學生之后的學習。

3.加強對話教學，促進深度教學

教學是教與學相結合的過程，是教師和學生深度互動交流的過程。加強對話教學，促進互動溝通，這是實現深度教學的必要條件。鑒于高中階段學生的課業負擔重，時間緊張，教師更有必要充分利用課上時間等開展有效的對話，積極聽取學生的反饋，充分了解學生的進度與學習成效，并有針對性地糾正學生的認知誤區，補充學生的認知不足。事實上，就高中生的認知學習能力而言，這種對話教學并不局限于教師和學生之間，而是可以鼓勵學生與學生之間的交流互動。讓每個人的學習理念、學習體會得到自由的討論交流，從而取長補短、相互借鑒、相互啟迪，這對改善課堂學習氛圍，提高學習效率都有幫助。

例如，書本中沒有甲烷空間構型的圖片，學生很難了解甲烷在空間中是怎樣的一個形態，教師應該引導學生進行小組探討，讓學生動手操作，探索甲烷的空間構型。教師應該給學生發一些小棍和橡皮泥的球形結構，其中大球代表碳原子，小球代表氫原子，然后以小組為單位，讓學生充分發揮自己的想象力，這樣每個小組都有不同的空間構型，例如，正方形、正四面體形和不規則的四面體形，然后教師再進行引導。因為甲烷是一種相對比較穩定的氣體，在這幾種空間構型中，正四面體的結構是最穩定的，這樣學生就會對它的空間構型印象深刻。在這個過程中，一方面學生之間能夠互相探討，進行合作，能夠培養學生的探索意識和團隊合作精神，學生在動手操作的過程中能夠了解甲烷空間構型的可能選項，然后再進行分析，得出甲烷的正確的空間構型。另一方面，在動手操作的過程中，教師進行積極引導，學生與教師之間能夠加強溝通，這樣可以拉近師生距離，構建和諧的化學課堂氛圍。

4.充分的資料拓展，提高學生認知

結合信息技術進課堂的總體形勢，教師在組織高中化學核心素養教育中應當積極創新教育模式和方法。比如，開展以微課視頻為代表的翻轉課堂教學，這就是不錯的嘗試。我們可以將甲烷等方面的知識點與當前國內外針對甲烷研究與利用方面的技術成果、專利成果、文獻研究資料等進行整合，形成以課本教材為中心的適當拓展教學。在課堂上，學生可以參照這些微課視頻資料來提高眼界與認知，也可以在課下或者假期下載微課視頻進行復習，筑牢學科基礎。比如，針對甲烷在工業生產與應用中產生污染的情況，教師可以引導學生探究如何用化學工藝來凈化空氣，解決污染問題。這樣的教學拓展對培養學生的核心素養，實現化學知識的活學活用有積極作用。

綜上所述，隨著課程改革的深入，傳統的教學方式已經不再適應時代的發展要求，教師應該從高中化學核心素養出發，重視學生在課堂中的參與度，引導學生自己動手探索化學世界的豐富多彩，通過直觀的化學實驗現象理解一些抽象的化學知識，通過動畫視頻向學生呈現微觀世界中分子的變化過程，這樣學生能夠深刻理解化學知識，促進學生進行深度學習。

[參考文獻]

[1]馮榕榕.基于深度教學理念下的探究性教學設計——以“碳酸鈉和碳酸氫鈉”為例[J].教育現代化，2019（98）：211-213.

[2]賀秋云.基于化學核心素養培育的深度教學策略——以人教版高中化學必修2第二章“化學反應與能量”為例[J].實驗教學與儀器，2018（S1）：9-13.

[3]郭鈺銘，左香華.深度教學是培養學生核心素養的有效路徑——以高中化學教學為例[J].教育與教學研究，2018（12）：92-99，116.

作者簡介：蘇靈海（1976— ），男，福建廈門人，一級教師，本科，研究方向：化學教學。