基于化學認識思路的教學設計與實踐

韋存容

摘要：化學認識思路的形成是學生核心素養培育和提升的重要途徑，基于化學認識思路的教學設計包含化學認識思路的抽提、結構化、顯性化、固化與遷移四個設計環節，以“電解質的電離”為例，進行了基于化學認識思路的教學設計與實踐。

關鍵詞：化學認識思路；電解質；電離；教學設計；實踐

文章編號：1008-0546（2022）01-0006-04中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.01.002

*本文系江蘇省無錫市教育科學“十三五”規劃2018年度立項課題“發展學生化學宏微結合素養的離子反應單元教學設計研究”（編號：D/D/2018/014）階段性研究成果。

《普通高中化學課程標準（2017年版）》建議“教師在組織教學內容時應高度重視化學知識的結構化設計，充分認識知識結構化對于學生化學學科核心素養發展的重要性，尤其是應有目的、有計劃地進行“認識思路”和“核心觀念”的結構化設計，逐步提升學生的化學知識結構化水平，發展化學學科核心素養”[1]。什么是化學認識思路？化學認識思路的意義？如何進行認識思路結構化設計？

一、化學認識思路的內涵與意義

化學認識思路是指對物質及其變化的特征及規律進行認識的程序、路徑或框架[2]。《普通高中化學課程標準（2017年版）》中提到了一些化學認識思路，如在“物質結構基礎與化學反應規律”主題教學中，形成元素周期表位置和原子結構、元素及其化合物的性質關系的系統思路；在“常見無機物及其應用”主題教學中，形成認識多變價元素及其化合物之間轉化關系的一般思路；在“化學反應與電能”主題教學中，建立對電化學過程的系統分析思路；在“氧化還原反應”教學中，形成從化合物變化與電子轉移的角度分析氧化還原反應的思路等。

化學認識思路是對具體的化學知識的超越，具有一般的方法論意義和價值；化學認識思路一旦形成，就會啟發學生的化學思維，幫助學生形成解決陌生情境下復雜化學問題的分析框架。化學認識思路具有非常重要的素養發展價值[2]。

二、基于化學認識思路的教學設計模型

如圖1所示，基于化學認識思路的教學設計可以按照如下的模型展開：首先，分析2017版課標要求和教科書編寫意圖，抽提該主題對學生化學認識思路培養的方向。其次，圍繞化學認識思路設計多個學習板塊，使這些學習板塊按照一定的邏輯線索有機地組織起來，形成穩定的認識模型，即認識思路結構化。第三，設計學習任務，使學生通過完成學習任務，逐步形成化學認識思路，即化學認識思路顯性化。第四，設計真實的化學問題，讓學生運用化學認識思路解決陌生情境下的復雜化學問題，從而進一步鞏固化學認識思路，發展學生化學認識思路的遷移能力。

1.挖掘教學內容，抽提主題的認識思路

挖掘教學內容中所隱含的分析化學問題的一般程序、路徑或框架，抽提出主題的化學認識思路，是教學設計的前提。“電解質的電離”教學為學生提供解決水溶液問題的思路。水溶液問題是貫穿學生中學化學各階段的學習內容，學生在面對水溶液問題時，需要確立一些不同于其他主題的認識對象和認識角度。電解質的電離是中學化學重要的基礎理論知識，學生在建構電離、電解質等關鍵概念的過程中，建立起從微觀角度分析電解質在水溶液中行為的思路，并用電離方程式進行符號表征，即“宏、微、符三重表征”（見圖2）。

2.設計學習板塊，促進認識思路結構化

學習板塊的設計是實現認識思路結構化的重要環節。學習板塊的設計需要將認識環節按照一定的邏輯線索有機地組織起來，形成穩定的認識模型[3]。在“電解質的電離”教學中，為了能夠幫助學生建立“宏、微、符”的認識思路，可設計與之相對應的三個板塊，即“電解質溶液的導電性”板塊、“電離理論”板塊、“電離方程式”板塊。板塊及板塊之間的邏輯關系如圖2所示。這三個板塊的設計，不僅體現了知識關聯的結構化，還顯性地呈現出認識思路的結構。

3.設計學習任務，促進認識思路顯性化

學習板塊的功能是通過一個個具體的化學學習任務實現的，化學學習的內容也是以化學任務呈現給學生的。在真實的情境中產生的學習任務能夠激發學生的學習興趣，激勵學生的思考[4]，幫助學生認識化學科學知識的過程和方法[3]，即化學認識思路的顯性化。本節課以“運動飲料中的電解質”為情境，通過問題“為什么氯化鈉是電解質而葡萄糖不是？它們之間的差異是什么？”來創設系列的學習任務，這些學習任務與三個學習板塊相對應，具體如下：

電解質溶液的導電性板塊中，設計了學習任務1：實驗探究氯化鈉固體溶解過程[5]（見圖3）。

電離理論板塊中，設計學習任務2：設計實驗驗證氯化鈉固體溶解過程中自由離子的產生（見圖4），學習任務3：探究熔融狀態氯化鈉的導電性（見圖5）。

電離方程式板塊，設計學習任務4：化學語言表征氯化鈉電離過程（見圖6）。

4.設計學習板塊，促進認識思路結構化

化學認識思路的價值更在于運用，即應用化學認識思路解決陌生情境下的復雜化學問題，從而進一步固化化學認識思路，發展學生基于化學認識思路的遷移能力。“電解質的電離”中設計了“你能從微觀角度解釋葡萄糖溶液不導電嗎？”“你能找出‘脈動飲料中的電解質嗎？”來促進化學認識思路的固化。設計了“飲料中為什么通常加入檸檬酸、蘋果酸、冰醋酸來調節口味，使它變得酸酸的？為什么不直接加鹽酸呢？冰醋酸和HCl在水中的電離程度一樣嗎？”來促進化學認識思路的遷移。選擇這些生活中的真實問題，不僅能激發學生研究電解質的興趣，更能提高學生運用化學認識思路解決陌生問題的能力，幫助其體會化學學科的價值。