基于宏觀辨識和微觀探析的離子反應課堂教學

林瓊瑛 林鳳英 姚碧霞

摘? 要 從課程的素養目標、問題的板塊化設計、觀念建構、真實問題情境等方面，多角度闡述發展學生核心素養的課堂整體設計，以期為一線教學提供借鑒和參考。

關鍵詞 初中化學;離子反應;核心素養;宏觀辨識;微觀探析;數字化實驗

中圖分類號：G652? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）13-0082-03

1 課堂教學問題的提出

高中化學2003版的課程標準中設置了兩個必修模塊、六個選修模塊，其中必修模塊的設置是為了銜接初中化學的學習以及為后續選修模塊的學習提供基礎知識，涉及內容廣，難度要求也較低，是為全民科學素養的普及而設置的化學學科知識。但在實踐過程中，必修模塊的知識內容被直接擴展到選修，知識的廣度、深度和對學生的能力要求猛然提升，學生的興趣和學習的熱情急劇下降。在這個背景條件下，課堂教學容量與課時之間存在緊張的矛盾[1]。

課程標準強調的多樣化學習方式被各種因素制約而導致弱化，如以實驗為主的科學探究在教學實踐中往往被視頻實驗代替。2012年，華東師范大學課題組所做的調查研究表明，超過25%的學生沒有進過實驗室，學生的思維活動被大大限制，自主建構知識的學習方式受到阻礙;教師受限于教學時間和教學資源的缺乏，課堂教學還是以講授為主[2]。

2017年的課程改革是對2003年頒布的課程標準的推進和升華。2017年版課程標準在繼承和發展2003版課程標準先進的改革理念的同時，對以往的三維目標進行融合，提出素養化的教學目標，科學素養被進一步細化為更為具體明確的五個維度的學科核心素養，同時增設學業質量和核心素養的劃分水平[3]，更具體更細致地指導教學工作。

2 素養導向的離子反應課堂教學設計

選取蘇教版必修一“離子反應”為例，根據教科書的編排順序，知道在系統學習“離子反應”這一節之前，專題一中分散系的學習涉及電解質、電離、非電解質的內容，常見物質的檢驗也涉及離子的檢驗。而通過這一節系統完整的離子反應的學習，要求學生建立的學科大觀念是微粒觀，并能運用微觀的視角去分析和認識物質在水溶液中的行為，最后達到應用宏微相結合認識視角去解決實際問題。這一節內容很好地發揮了發展學生宏觀辨識與微觀探析核心素養的知識價值，發展學生認識角度從宏觀的視角向微觀視角轉化，從孤立的角度上升到轉化聯系的視角，促進學生從定性分析向定量分析轉變。為后續選修學習鹽類水解、電離平衡提供認識思路和角度，并進一步發展“變化觀念與平衡思想”。

教學目標的素養化? 明確的素養化目標指導整個教學過程，依據2017版課程標準宏觀辨識與微觀探析這一核心素養制訂單元、課堂教學目標。傳統教學注重概念間的辨析以及離子方程式的書寫，是為提高應試水平而展開的教學目標。而素養化的課堂教學目標更加注重化學知識的遷移運用，一般將教學目標分為兩種：一種是建構性目標，指素養建構過程中學生應該達成的目標;一種是遷移性目標，指學生在運用所學知識方法去解決問題的時候所表現出來的素養。

在“電離”概念教學過程中，建立了三個教學目標：通過氯化鈉水溶液導電原因的實驗探究，認識離子概念;通過對離子產生原因的分析，認識電離的本質，初步學會電離過程的化學表達;基于微觀的視角，分析物質及其變化。前兩個是建構性目標，通過實驗探究，學生自主建構對核心概念的理解，當達到一定的知識層級的理解之后，確定第三個遷移性目標，能遷移運用基于微觀的視角去認識事物的變化，這是一個高水平素養的狀態。

教學思路的問題板塊化? 針對具體的教學內容，將教學內容分為幾大板塊，依據知識要點、素養發展點、學生認識發展點來進行板塊的設計。基于不同的要素，所劃分的板塊內容是不一樣的。以知識為線索的設計分為：電離—強弱電解質—離子反應條件本質—離子方程式;而以學生的認識發展點為線索的設計分為：宏觀現象—微觀本質—宏微結合。教師進行教學之前，先在腦子里構思這節課所要講授的內容，通過形成幾個大的問題板塊，將整節課連接起來。素養課特別強調對板塊的素養功能的設計，電離的概念教學中設置四個進階式的問題板塊：

1）氯化鈉水溶液為什么會導電？

2）導電的原因？

3）只有水溶液的狀態下才導電嗎？

4）如何表征電離？

四個問題是層層遞進的，是基于宏觀現象、微觀本質、符號表征提出的，具有很強的邏輯性和關聯性，將一節課串了起來。圍繞這四個大的方向展開的具體教學實施，當對所教內容進行素養化設計的時候，有效拓展了學生的思維空間，學生的創新思維得到培養，這是目前課堂所欠缺的。而通過這樣一節素養課的學習，知識所承載的核心素養功能得到體現，學生對電解質的理解由現象水平（導電）進入微觀（自由離子），對知識有了更深刻的理解和認識。

任務的設計? 板塊化的設計作為教學內容的主線，離不開學生活動的設計，在強弱電解質的教學中，設計的是燈泡亮度的實驗;在離子反應的教學中，設計的是三個不同現象的實驗（生成沉淀、氣體、水）;在離子方程式的教學中，設計的是學生自主總結規律得出結論的書寫方程式的任務。學生活動能很好地發展學生的素養，活動的過程中，學生經歷了設計實驗方案、動手實驗、分析數據、比較現象、評價反饋等一系列過程。學生活動的過程是思維的外顯過程，教師通過相同實驗中不同的學生表現，引導學生改正認識的偏差。

認識發展的觀念教學? 學科核心素養的發展離不開知識載體，但是知識并不等于素養。在知識爆炸時代，學科知識的衰減和更新的速度也在加快，但是形成的學科觀念、認識方式卻是相對穩定的。離子反應的教學所要形成的學科大觀念是微粒觀，統攝性的大觀念具有概括性、穩定性、層次性、生成性的特點。基于這些特點，在教學過程中，學生要對所學的知識進行歸納概括、整合反思，充分調動知識經驗的儲備，在反復學習應用的過程中形成知識的遷移功能。

而在傳統教學過程中，教師對于核心的概念往往是直接針對概念的關鍵點進行提問，細化說明關鍵字詞幫助學生理解，形成定義和知識結論，最后通過練習加深對概念的理解。這樣所形成的只是表層的理解，并沒有發揮核心概念對于推動學生認識發展的功能。要注重挖掘知識背后的內隱的認識思維，可以運用數字化技術讓看不見的微粒以可見的圖像顯現出來，自主實驗探究方式能讓學生自主建構離子反應概念。素養發展的教學更加注重學生的認識發展，教師針對學生的認識發展點進行提問，通過提出假設、進行論證、檢驗證明等豐富多樣的高階認知活動，幫助學生基于新概念形成新的認識，轉變和提升學生原有的認識方式，促進學生的認識方式從原有的宏觀表象向微觀本質轉變 [4]。

素養的顯性化? 對于離子反應的教學，要達到怎樣的素養外顯呢？離子反應教學中所要形成的是微粒觀，而離子方程式則是微粒作用觀認識思維的外顯。可以從學生回答中了解到學生調用了何種層級的素養，分析學生的思維水平。傳統的教學更加注重離子方程式的“寫、拆、刪、查”規則的指導，割裂了這節課中電離、電離反應的整體聯系，學生學會了方法，卻忽視了背后的內隱思維。離子方程式的教學過程中應確定認識對象、分析微粒的種類和數量、微粒間的相互作用、作用的結果，不應該將其作為一個獨立的單元。在數字化實驗教學過程中，應該將這樣的認識模式滲透到整個實驗過程中，可以通過提供相同或者不同離子控制變量的方式，提供認識沖突或者同化，激發學生自主探究的欲望，根據實驗探究過程中的實驗現象進行反應過程的書寫。

概念的形成是在具體的事實性知識的基礎上的抽象概括，豐富的例證有利于學生概念的形成。最后通過教師的引導，對方程式中離子的數量關系，以及是否符合質量守恒和電荷守恒的原則查看書寫的正確性，學生形成從定性到定量角度去認識離子反應的認識。比如相同濃度NaOH溶液、KOH溶液和HCl溶液的反應，運用手持技術形成反應的圖像，基于證據推理，歸納總結出規律。這樣的教學更有利于學生對概念的自我建構 [5]。

素養為本的情境教學? 2017年版課程標準強調真實、具體的問題情境在教學過程中的運用，不難看出情境之于學生素養提高的重要性。根據情境的種類，可以分為化學史實、前沿科技、社會生活等。情境的功能包括兩類：建構性功能和遷移性功能。通過對情境中問題的分析歸納建構概念，通過情境中概念的運用實例體現遷移性的功能。離子反應的教學，情境的選取是非常豐富的，比如以化學史為依托，講解阿累尼烏斯建立電離理論的故事，建構電離的概念，體現了情境的建構性功能價值;選取醫藥應用的鋇餐，選取以認識身邊的水質為貼近生活的大情境素材，體現了情境的遷移性功能。

情境的選取需要結合具體的課堂教學內容、學生的學習興趣點、學科的教育功能價值。對于選取的實際情境要進行問題設計，實際情境往往是復雜的、難以理解的，抽提符合教學內容的情境，設置相應的情境問題，對問題進行分化和拆解，使得問題呈現出遞進性;通過問題的解決，達到學生素養水平的進階。

3 結語

素養導向的課堂教學，更加考驗教師對整節課的設計以及實施能力。通過教學目標的設計把握教學的方向，將教學內容設計為不同的板塊，設計進階式問題，為學生搭建思維的平臺;依據板塊設置相應的學生活動任務，運用先進的手持技術圖像表征的教學策略，為學生搭建宏觀和微觀的橋梁;控制反應過程中量的變化，促進學生的認識角度從定性向定量發展;擴展知識的廣度和深度，同時整個教學過程選取真實情境激發學生的興趣，在具體情境中進行教學。學生充分調動結構化的知識解決實際問題，學習的能力得到鍛煉，有限的教學時間呈現出更大的教學容量。課堂教學往往是多種教學策略同時使用，呈現出不同的教學效果，但最終目的都是發展學生核心素養。

參考文獻

[1]王祖浩.高中化學新課程解析與實施中的問題探討[N].中國教育報，2005-10-14（05）.

[2]房喻，徐端鈞.普通高中化學課程標準（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[4]胡久華，王磊，支瑤，等.促進學生認識發展的“電離和離子反應”專題的單元整體教學研究[J].化學教育，2013，34（4）：44-49.

[5]楊梓生，吳菊華.高中必修化學“離子方程式”教學：現狀、策略與案例分析[J].化學教學，2017（8）：33-36.