中學化學“物質化學反應與能量”模塊學習進階的研究

孫悅 趙麗娜

[摘 要] “物質化學反應與能量”模塊是中學化學基本理論的重要組成部分。為了根據學生認知發展的不同階段進行有針對性的教學，本文從中學課程標準、化學教材以及學生的認知發展水平方面對“物質化學反應與能量”模塊的學習進階進行分析，梳理出學生在中學各個階段學習進階的目標，并提出相關的教學策略，以期促進中學化學教學的發展，為日后的化學教學研究奠定一定的基礎。

[關鍵詞]中學化學;學習進階;教學策略

學習進階是2004年由史密斯等學者在向NRC提交的報告中首次提出的，是科學教育領域的一個偉大創舉。它被定義為“在學習的各個階段，學生學習同一主題概念時所遵循的一條連貫而典型的學習路徑?！比缃?，學習進階已經成為國外學者廣泛關注的焦點并被應用于教學領域，我國教育界的一些專家也開始從引用國外的資源到逐步開展一些實質性的、有意義的學習進階探索，促進了我國教育領域的發展和變革。

在中學化學教學中，“物質化學反應與能量”模塊內容占有重要地位，多個學段均有涉及。由于該模塊的知識點過于繁雜，學生容易混淆，因此，需要用進階的方式將知識系統化、方法具體化，以完善學生的知識結構體系，促進學生對該模塊知識點的學習與掌握。

一、中學“物質化學反應與能量”模塊的學習進階分析

1.基于中學課程標準的學習進階分析

《中學化學課程標準》對學生在不同階段學習“物質化學反應與能量”這一模塊提出了相關要求，從中可以看出，《中學化學課程標準》是根據學生的心理發展特點、認知發展規律和化學學科知識學習的難易程度制定的。這就要求教師做好學生學習各階段的銜接工作，在設計教學方案時要有層次性，以學生已有經驗和掌握知識的實際情況作為出發點，由簡單、淺顯的內容不斷向復雜、高深的內容過渡，循序漸進地引導學生掌握知識，進而幫助學生完善“物質化學反應與能量”模塊的結構內容體系。

2.基于中學化學教材的學習進階分析

通過對人教版中學化學教材關于“物質化學反應與能量”模塊的相關內容進行梳理，可以得知其主要內容包括化學能與熱能的轉化、化學能與電能的轉化、化學反應速率以及可逆反應的化學平衡四個部分，對學生應掌握的學習內容分析如下：

（1）化學能與熱能的轉化部分：初中階段通過石灰石與水反應放出熱量，初步得出化學反應伴隨能量變化，并且能量變化的表現形式為熱量的變化;到高中必修階段利用酸與堿的中和反應等三個系列實驗理解吸熱反應和放熱反應的概念;高中選擇性必修階段通過對反應物和生成物能量的比較分析，能夠從能量變化的角度認識吸熱反應和放熱反應。

（2）化學能與電能的轉化部分：初中階段了解到金屬具有導電性;進入高中必修階段通過銅鋅原電池實驗認識到化學能可以轉化為電能，形成原電池的概念，同時，認識干電池、充電電池、燃料電池三種化學電源;高中選擇性必修階段則通過氯化銅溶液的電解等實驗掌握原電池、電解池的基本原理，正確判斷正負極及書寫電極反應方程式，并掌握一次電池、二次電池和燃料電池的電極反應。

（3）化學反應速率部分：初中階段并未涉及;到高中必修階段通過對過氧化氫分解實驗的分析，形成化學反應速率的概念，并初步了解影響化學反應速率的條件;高中選擇性必修階段利用鋅粒與硫酸溶液反應實驗測定化學反應速率并掌握其計算方法，同時，經過一系列實驗深入探究影響化學反應速率的因素。

（4）可逆反應的化學平衡部分：初中階段只是學習了一些可逆反應，并未涉及到化學平衡;進入高中必修階段后，初步建立化學平衡的觀點，認識到化學反應的進行是有一定限度的;高中選擇性必修階段通過氯化鐵與硫氰化鉀反應等實驗判斷化學平衡移動的方向，計算化學平衡常數，并利用自由能變化判斷化學反應是否可以自發進行。

“物質化學反應與能量”模塊內容在初中、高中必修和選擇性必修中均有體現， 既有學習的階段性， 又有必修、選擇性必修的層次性。在內容上前后有交叉和重疊，學生對于概念的形成和發展呈現階梯式發展的狀態。必修2的內容既是對初中化學相關內容的提升與拓展， 又是為選修4《化學反應原理》的學習奠定基礎。

3.基于學生認知發展的學習進階分析

“物質化學反應與能量”模塊教學內容貫穿于中學化學教學的不同階段，有助于學生建立起化學能量觀，掌握化學反應與能量之間的相互聯系。但由于該部分的內容繁雜，核心概念較多，在進行教學時不應是零散知識的簡單堆砌，而應在學生已有認知的基礎上準確把握深廣度，體現教學的層次性，使學生在每個階段的學習都能達到相應的進階發展目標。

4.中學“物質化學反應與能量”模塊學習進階的構建

通過對中學“物質化學反應與能量”模塊的分析，基于學習進階理論對學生在不同學習階段應掌握的核心知識及達到的進階目標進行構建（如圖），可以幫助教師系統地把握該部分內容體系，促進學生對相關知識的學習與理解。

二、基于學習進階理論的中學“物質化學反應與能量”模塊的教學策略

1.了解學生前概念，幫助學生牢固掌握知識

所謂前概念就是學生根據在生活中觀察到的現象及積累的經驗而形成的自己對事物的觀點和看法，它與學生所處的年齡階段和認知結構有著密切的聯系。有些前概念具有一定的正確性，在一定程度上可以促進學生對知識的吸收和理解，但也有一些不正確的前概念會對學生產生誤導，使其形成錯誤的認知，影響教學的順利進行。因此，在教學之前教師要對學生的前概念有所了解，以便制定相應的教學策略，幫助學生糾正錯誤的觀念，強化正確的認知。同時，在教學時要善于引起學生的認知沖突，鼓勵學生勇于發現自己的錯誤，這樣學生獲得的新概念才能更加深刻，才能牢固掌握所學知識。

2.分析學生學習水平，選用恰當的教學方法

教師應根據學生的心理和認知特點，選擇適合學生的教學方法，這樣才能游刃有余地進行教學活動。首先，教學前要分析學生的學習水平，選用的教學方法要與學生對知識的接受能力相契合，促進學生對知識的吸收與理解。其次，選用的教學方法要有利于激發學生的學習興趣，在頭腦中形成深刻的印象，加深對知識的記憶程度。最后，在教學時要營造出一種積極活躍的課堂氛圍，選用的教學方法要能夠調動學生學習的內驅力，引導學生積極參與教學活動，提高教學成效。

3.制定教學方案，適應學生的階段性發展

教學方案編寫得合理與否直接影響學生對知識的掌握程度。因此，在編寫教學方案時教師要考慮到學生的年齡特征和認知特點，制定出適合學生階段性發展的教學目標。在處理重難點時，要以學生的實際情況作為出發點，做好學情分析，幫助學生找到教材各個部分之間的聯系，從而突出教學重點、突破教學難點，引導學生高效地理解知識。在編寫教學方案時，要盡可能聯系學生之前所學的知識，做好新舊知識之間的銜接，循序漸進地安排好各個教學環節，深化課堂結構，提高教學效率，促進學生的學習與發展。

參考文獻：

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[3]童文昭，鄒國華，楊季冬.基于學習進階視角的化學核心概念的界定——以 “物質結構”為例[J].化學教學，2019，（02）.

（責任編輯 趙永玲）