淺談核心素養(yǎng)發(fā)展視角下的高中化學(xué)概念教學(xué)

摘?要：高中化學(xué)概念反映了化學(xué)知識本質(zhì)，是化學(xué)知識學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)。在新課程背景下，根據(jù)高一學(xué)生認(rèn)知水平，從“問題創(chuàng)設(shè)”“實(shí)驗(yàn)探究”“概念關(guān)系圖構(gòu)建”“學(xué)習(xí)評價”等方面，探索以發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)，促使學(xué)生深入理解氧化還原反應(yīng)概念的教學(xué)措施。

關(guān)鍵詞：學(xué)科核心素養(yǎng);概念教學(xué);氧化還原反應(yīng)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中指出，學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。如何將化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)貫穿教學(xué)過程，成為教師教學(xué)中重要的研究方向?！把趸€原反應(yīng)”這一核心概念作為高中化學(xué)教學(xué)的重難點(diǎn)，涉及許多高中化學(xué)知識點(diǎn)，具有培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)的重要作用。文章以高一“氧化還原反應(yīng)”概念教學(xué)為例，探索高中化學(xué)概念教學(xué)的有效教學(xué)措施，進(jìn)而達(dá)到發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)目的。

一、 依托真實(shí)情境的問題創(chuàng)設(shè)，獲得化學(xué)概念

化學(xué)概念本身就相對抽象且枯燥，如果教師只是單一地進(jìn)行知識和技能的教學(xué)，易使學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的興趣和動力，阻礙學(xué)生素養(yǎng)的發(fā)展。新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)了創(chuàng)設(shè)真實(shí)且富有價值的問題情境的重要性。教師應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的問題任務(wù)，以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)目的，引導(dǎo)學(xué)生利用已有的化學(xué)知識進(jìn)行知識的遷移和應(yīng)用，使學(xué)生在化學(xué)問題解決中獲得化學(xué)概念。

在2019版魯科版必修第一冊中，“氧化還原反應(yīng)”是初中學(xué)生較為熟悉的H₂與CuO的反應(yīng)及Fe與CuSO₄溶液的反應(yīng)。對學(xué)生而言，這一知識點(diǎn)沒有什么新鮮感，無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。有些教師選取情境時流于形式，他們只是通過圖片展示氧化還原反應(yīng)在社會、生產(chǎn)等領(lǐng)域的存在或應(yīng)用，這樣無法與“氧化還原反應(yīng)”概念的學(xué)習(xí)緊密結(jié)合。筆者認(rèn)為情境不僅是課堂引入和激發(fā)學(xué)生興趣的一種教學(xué)手段，同時也是整個化學(xué)知識學(xué)習(xí)內(nèi)容的重要載體。因此化學(xué)概念的學(xué)習(xí)應(yīng)依托真實(shí)情景的問題創(chuàng)設(shè)，將真實(shí)的教學(xué)情境轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)任務(wù)，通過“問題鏈”使學(xué)生深刻理解化學(xué)概念。

問題1：你能判斷古代煉銅方法涉及的反應(yīng)①～⑤所屬的基本反應(yīng)類型嗎？反應(yīng)③能否用四種基本反應(yīng)類型判斷該反應(yīng)的類型？

問題2：請分析反應(yīng)①～⑤中銅元素反應(yīng)前后的變化。你認(rèn)為還可以按什么標(biāo)準(zhǔn)對這些反應(yīng)進(jìn)行分類？

問題3：你知道什么是氧化還原反應(yīng)嗎？上述反應(yīng)①～⑤哪些屬于氧化還原反應(yīng)？

問題4：請認(rèn)真分析，這些反應(yīng)除了銅元素化合價發(fā)生變化，還有沒有其他元素化合價發(fā)生變化？如果有，分析這些元素化合價變化的特點(diǎn)。

問題5：你能判斷反應(yīng)②和⑤中的氧化劑和還原劑嗎？它們具有什么性質(zhì)？

通過上述真實(shí)情境，創(chuàng)設(shè)任務(wù)性的“問題鏈”，可以讓學(xué)生在小組討論中發(fā)現(xiàn)并不是所有方程式都能用初中已學(xué)的四種基本反應(yīng)類型進(jìn)行分類，讓學(xué)生形成思維沖突引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。同時通過問題的引導(dǎo)讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)在這五個化學(xué)方程式中+2價的銅元素反應(yīng)前后有些發(fā)生改變，而有些并沒有發(fā)生變化，進(jìn)而引出氧化還原反應(yīng)的概念。最后，引導(dǎo)學(xué)生觀察除銅元素之外，其他元素化合價是否發(fā)生變化。學(xué)生在對這幾個化學(xué)方程式進(jìn)行重新審視中，發(fā)現(xiàn)化合價有升必有降，從而引出氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的概念。

問題與真實(shí)情境相結(jié)合，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“氧化還原反應(yīng)”的興趣，又能與教材中銅元素有關(guān)的知識素材相呼應(yīng)，避免學(xué)生對新情境問題產(chǎn)生陌生感，使學(xué)生在解決問題同時獲得概念，發(fā)展學(xué)生的“宏觀辨識”“變化觀念”“證據(jù)推理”“社會責(zé)任”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、 構(gòu)建概念關(guān)系圖，提升化學(xué)核心概念結(jié)構(gòu)化水平

上述關(guān)系圖可再結(jié)合“升失氧還原劑，降得還氧化劑”的口訣，使易混淆的概念結(jié)構(gòu)化，提升了學(xué)生的氧化還原反應(yīng)概念認(rèn)識水平，同時發(fā)展了學(xué)生的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)核心素養(yǎng)。

三、 開展實(shí)驗(yàn)探究，促進(jìn)化學(xué)概念的理解

氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是一個微觀層面的知識，對剛步入高一的學(xué)生而言，“電子轉(zhuǎn)移”是相對抽象、難理解的化學(xué)概念。因此教師在教學(xué)中可以通過充分利用魯科版高一新教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分組探究活動。在實(shí)驗(yàn)探究中，學(xué)生可以清楚地看到電流計指針的偏轉(zhuǎn)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考：電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明什么？電流是怎么產(chǎn)生的？哪種物質(zhì)提供電子？哪種物質(zhì)得到電子？在此教學(xué)環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生真實(shí)感受到反應(yīng)中有電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，進(jìn)而增進(jìn)學(xué)生在微觀層面對概念的理解。

對于物質(zhì)的“氧化性”和“還原性”這類核心概念進(jìn)行講解，如果只是根據(jù)物質(zhì)所含元素化合價升高或降低的可能性，運(yùn)用預(yù)測物質(zhì)可能具有還原性或氧化性這一常規(guī)方法，學(xué)生往往會感覺知識枯燥無味。通過引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究，利用實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明物質(zhì)所具有的性質(zhì)，有助于學(xué)生對于“氧化性”和“還原性”有更為深刻的理解。例如，酸性KMnO₄溶液和KI溶液分別是高一化學(xué)中重要的氧化劑與還原劑，如果只是單純讓學(xué)生進(jìn)行記憶，學(xué)生很難進(jìn)行知識遷移與應(yīng)用。教師可引導(dǎo)學(xué)生從核心元素錳元素+7價為最高價態(tài)及碘元素-1價為最低價態(tài)，預(yù)測酸性KMnO₄溶液具有氧化性和KI溶液具有還原性，再讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中觀察兩者反應(yīng)前后的顏色變化，體會氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，并掌握預(yù)測陌生物質(zhì)是否具有氧化性與還原性的方法。教師通過實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，達(dá)到發(fā)展學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。

基于實(shí)驗(yàn)探究的化學(xué)概念教學(xué)能降低化學(xué)概念的難度，促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)概念的理解。教師應(yīng)積極組織學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究活動，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中可增加感性認(rèn)識，從而讓微觀問題“宏觀化”，讓抽象、枯燥的化學(xué)概念“形象化”“生動化”，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”和“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的素養(yǎng)。

四、 重視堂課學(xué)習(xí)評價，提高化學(xué)概念教學(xué)的有效性

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中指出，應(yīng)積極倡導(dǎo)“教、學(xué)、評”一體化，使每個學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)得到不同程度的發(fā)展。在氧化還原反應(yīng)概念教學(xué)中，除了采用有效教學(xué)措施以促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展外，學(xué)習(xí)評價也是進(jìn)一步提高學(xué)生化學(xué)核心概念學(xué)習(xí)能力的另一關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師對課堂提問進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計并針對學(xué)生的回答情況進(jìn)行及時的點(diǎn)評，是開展化學(xué)學(xué)習(xí)評價的重要環(huán)節(jié)。具有指導(dǎo)性的課堂評價能提高化學(xué)教學(xué)的有效性。例如，教師設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)：畫出氧化還原反應(yīng)與四種基本類型的關(guān)系圖，通過白板展示幾位學(xué)生的典型作答情況，并讓這些學(xué)生說說他們對氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型關(guān)系的理解。該教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)側(cè)重從“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”這個素養(yǎng)發(fā)展的角度進(jìn)行引導(dǎo)和點(diǎn)評。這種課堂學(xué)習(xí)評價重在評價學(xué)生在課堂上對知識的理解與掌握程度，也是課堂激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的一種途徑，這樣有助于提高化學(xué)概念教學(xué)有效性的目的。

另外，通過精心編制課堂練習(xí)題目，讓學(xué)生在課堂上獨(dú)立完成或進(jìn)行小組討論，同時教師進(jìn)行適時的提問與必要的點(diǎn)評等方式，是提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)概念質(zhì)量和發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)的一個有效措施。課堂練習(xí)應(yīng)根據(jù)學(xué)生已掌握的知識水平進(jìn)行分層設(shè)計，側(cè)重考查在新情境背景下，學(xué)生利用已有知識解決實(shí)際問題的能力。

[課堂練習(xí)]：營養(yǎng)學(xué)專家告誡大家：不要同時大量食用海鮮（如蝦、蟹、牡蠣等，其體內(nèi)含有無毒的+5價砷（As）元素）和某些蔬菜水果（如西紅柿、土豆等，其富含維生素C），否則它們之間容易發(fā)生反應(yīng)，生成有劇毒的As₂O₃。

（1）As₂O₃中As元素的化合價為? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?;

（2）含有無毒的+5價砷（As）元素的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成劇毒的As2O3的過程中，發(fā)生砷（As）元素發(fā)生? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 反應(yīng)，該過程體現(xiàn)含有+5價砷（As）元素的物質(zhì)具有? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?性。

（3）產(chǎn)生As₂O₃的過程，體現(xiàn)維生素C具有 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 性。

上述課堂練習(xí)通過設(shè)計層層遞進(jìn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生判斷陌生物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，同時評價學(xué)生對“氧化性”和“還原性”的掌握情況，從而達(dá)到提高化學(xué)概念教學(xué)有效性的目的。

在高一化學(xué)概念教學(xué)中，教師應(yīng)兼顧高一學(xué)生認(rèn)知水平，注意化學(xué)概念的廣度與深度以及承上啟下、螺旋上升的知識體系特點(diǎn)，切忌“一竿子插到底”。真正有效的教學(xué)措施不能只看到課堂的“熱鬧”，忽視學(xué)生起點(diǎn)和真正的困惑點(diǎn)，而應(yīng)更多地關(guān)注學(xué)生收獲多少及學(xué)科素養(yǎng)是否得到發(fā)展。曾經(jīng)看到某教師讓學(xué)生朗讀化學(xué)概念，看起來似乎很“土”的教學(xué)方法卻能引起學(xué)生對化學(xué)概念的關(guān)注和重視，這也是一種有效的教學(xué)措施。

總之，在新課程標(biāo)準(zhǔn)背景下，有效的化學(xué)概念教學(xué)應(yīng)以發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨，注重真實(shí)情境的問題設(shè)計和解決，采用適合學(xué)生實(shí)際情況的有效教學(xué)措施，以促使學(xué)生深刻理解化學(xué)概念。

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作者簡介：

周淑真，福建省廈門市，廈門市國祺中學(xué)。