基于學科關(guān)鍵能力培養(yǎng)的初中化學教學探究

王曼玉

摘要：近年來，培養(yǎng)學科關(guān)鍵能力已經(jīng)逐步成為課堂教學的核心目標。化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，科學探究與化學實驗是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)和學科關(guān)鍵能力的重要載體和方法。以生活中熟悉但未深入了解的維生素C（簡記為Vc）為切入點，通過Vc初體驗、Vc再探究、反思提升三個教學環(huán)節(jié)融入科學探究的一般過程，增強學生對科學探究的理解，逐步提升學生核心素養(yǎng)和化學學科關(guān)鍵能力。

關(guān)鍵詞：學科關(guān)鍵能力；科學探究；維生素C ；核心素養(yǎng)

文章編號：1008-0546（2023）07-0060-04 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.07.011

何謂關(guān)鍵能力？依據(jù)《關(guān)于深化教育體制機制改革的意見》可知，所謂關(guān)鍵能力指的就是能支撐終身發(fā)展、適應(yīng)時代要求的能力”。隨著課改的推進，課堂教學的核心目標不再是傳授基本知識和技能而是強化培養(yǎng)學生的學科關(guān)鍵能力和學科核心素養(yǎng)。

一、初中化學學科關(guān)鍵能力分析

學科關(guān)鍵能力是學科能力的有機構(gòu)成部分，是指學生在學科課程的學習過程中形成的具有典型的學科特性、與特定的學科素養(yǎng)相關(guān)聯(lián)的特殊學科能力。[1]筆者認為學科關(guān)鍵能力可以分為：閱讀能力、思考能力、表達能力。閱讀能力即信息的輸入，能基于情境信息提出或者發(fā)現(xiàn)具有研究意義的化學學科問題；思考能力即信息的加工，能合理地運用、遷移、構(gòu)建相關(guān)知識，解決問題；表達能力即信息的輸出，可以用恰當?shù)姆绞剑瑴蚀_的化學用語等進行表征，見圖1。

學科關(guān)鍵能力是學科素養(yǎng)在特定形式下的具體內(nèi)涵和技能表現(xiàn)。[2] 初中化學學科的關(guān)鍵能力主要有：化學表征能力、關(guān)聯(lián)概括能力、實驗探究能力、證據(jù)推理能力、模型認知能力、提出問題能力等。[3] 依據(jù)其他教師的研究成果及個人的體會，對化學學科關(guān)鍵能力的分析表示如圖2所示。

結(jié)合上圖可知思考能力是化學學科關(guān)鍵能力的核心要素。所以在教學中可以創(chuàng)設(shè)以實驗為主的科學探究，以情境為載體、以問題為驅(qū)動、注重啟發(fā)和互動、激發(fā)學生對學科的興趣、引導(dǎo)學生在觀察、實驗和交流討論中形成對知識的深刻理解，逐步滲透化學學科核心素養(yǎng)，提升化學學科關(guān)鍵能力。[4]

二、基于學科關(guān)鍵能力培養(yǎng)的教學探究

“Vc的性質(zhì)探究”一課以科學探究為手段，逐步引導(dǎo)學生在“做中學”。通過小組合作、實驗探究，加深對科學探究過程的認識，進一步提高提出問題、證據(jù)推理、實驗探究、關(guān)聯(lián)概括、模型認知以及化學表征等化學學科關(guān)鍵能力。

具體課例如下：

【引入】播放視頻：維生素保健品，并展示藥店中各種維生素保健品的圖片

【提問】各種各樣的維生素保健品，其中以含有Vc的種類最為繁多，同學們對于Vc有哪些了解？

設(shè)計意圖：創(chuàng)設(shè)真實的情境，引起學生的好奇，繼而從化學視角提出具有探究意義的問題，為新課的展開奠定基礎(chǔ)。

環(huán)節(jié)一：Vc初體驗

【展示】展示一瓶全新的Vc咀嚼片。先觀察包裝，了解成分，保存方法，注意事項，然后請同學品嘗口感。

【提問】結(jié)合剛才的觀察和體驗，同學們有沒有想要了解的問題？

【學生】問題1：為什么嘗起來酸酸的？

問題2：為什么要密封包裝？

問題3：它具有哪些性質(zhì)，它的組成是什么樣的？

問題4：為什么保存時還需要避光？

設(shè)計意圖：以開放性的問題，激發(fā)學生創(chuàng)造性的思維，將學生真實的感受轉(zhuǎn)化為化學問題，使學生體會到化學與生活息息相關(guān)，也可感受到科學探究就是從真實的問題展開。

【追問】對于這些問題，同學們是否可以做出一些推測或猜想？你猜想的依據(jù)是什么？

【學生】猜想1：Vc溶液具有酸性。

猜想2：Vc易氧化，具有還原性。

猜想3：Vc受熱易分解。

【教師】從生活經(jīng)驗以及日常生活中富含Vc的食物的保存和烹飪方法我們可以得知Vc受熱易分解。

【提問】同學們能否設(shè)計實驗探究Vc溶液是否具有酸性呢？

【再問】那這些實驗方案設(shè)計的依據(jù)是什么？

【學生實驗1】

實驗?zāi)康模禾骄縑c溶液是否具有酸性

實驗步驟：1. 將燒杯中的Vc粉末加入約50 mL水配成溶液；2. 將配好的Vc溶液倒入試管中進行實驗（具體實驗內(nèi)容如表1所示）。

實驗結(jié)論：

實驗反思：問題1：鎂條為何不打磨？

問題2：實驗4中滴加酚酞試液的原因是什么？

【教師】收集證據(jù)的方法不止一種，我們還可以查閱資料。

【資料卡】Vc的介紹

設(shè)計意圖：讓學生從直接的感受提出想要探究的問題，結(jié)合生活經(jīng)驗做出相對應(yīng)的猜想，依據(jù)已有的知識設(shè)計實驗，進行實驗，收集證據(jù)，最終得到結(jié)論，在此過程中加深學生對于科學探究的理解。

環(huán)節(jié)二：Vc再認識

【過渡】現(xiàn)在我們已經(jīng)明確Vc是一種酸，若Vc溶液和氫氧化銅懸濁液反應(yīng)，請你預(yù)測反應(yīng)的現(xiàn)象？

【學生】藍色沉淀消失，溶液由無色變?yōu)樗{色。

【教師】現(xiàn)象是否如同學們所預(yù)料的呢？下面我們一起用實驗“說話”。

【演示實驗】Vc的水溶液中添加氫氧化銅懸濁液

【提問】你看到了什么樣的現(xiàn)象？是否如你所想？

【追問】這符合酸的通性嗎？

【追問】那提到磚紅色沉淀，你能想到的是哪一個實驗?zāi)兀?/p>

【再問】在這個實驗中Vc表現(xiàn)出來的化學性質(zhì)和什么物質(zhì)比較相似？

【追問】為什么性質(zhì)會相似？什么決定性質(zhì)？

【資料卡】Vc的介紹

設(shè)計意圖：對于酸和堿的反應(yīng)，同學們已經(jīng)非常熟悉，利用知識的沖突再次引起學生的好奇心和關(guān)注，也培養(yǎng)學生擅于質(zhì)疑，勇于探究、嚴謹求實的態(tài)度和精神。體現(xiàn)出化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗是解釋問題的適合途徑之一，通過資料卡的展示表明實驗并不是獲得證據(jù)的唯一方法，我們也可以通過查閱資料的方式獲得線索，建立多角度思考和解決問題的習慣。

【過渡】“學以致用”是我們學習的目標

【提問】現(xiàn)有三種含有Vc的飲料，你能否利用所學設(shè)計實驗探究Vc的含量高低？

【追問】你會利用Vc的什么性質(zhì)設(shè)計實驗？

【再問】觀察飲料的標簽，你覺得還原性和酸性哪一個更合適？原因是什么？

【資料卡片】Vc具有還原性，可以使高錳酸鉀溶液褪色

【提問】如果現(xiàn)在利用高錳酸鉀溶液測定Vc含量的高低，具體的操作是怎樣的？

【再問】同學們覺得，把Vc溶液滴入高錳酸鉀溶液中和把高錳酸鉀滴入Vc溶液中哪一個操作更適合一些？為什么？

【講解】下面就請同學們開始實驗，為了幫助大家判斷所加高錳酸鉀溶液的體積是否相同，老師已經(jīng)提前在所用的三支小試管上畫上了一條黑色的標線，高錳酸鉀的量加到黑線處即可，在實驗的過程中也要注意邊滴加邊振蕩，記錄所用的果汁滴數(shù)。

【學生實驗2】：

實驗?zāi)康模豪酶咤i酸鉀溶液比較不同飲料中Vc含量的高低。

實驗步驟：將果汁逐滴滴加到一定量的高錳酸鉀溶液中至溶液顏色恰好消失（具體實驗內(nèi)容如表2所示）。

實驗結(jié)論：

實驗反思：哪些因素可能會導(dǎo)致實驗出現(xiàn)偏差？

設(shè)計意圖：從“做中學”進一步發(fā)展到“用中學”，將思維激活、鏈接、發(fā)展，達到學以致用，以用促學的效果。利用已學習的知識解決生活中的實際問題，切實地感受到化學來源于生活服務(wù)于生活，展現(xiàn)了化學的學科價值。通過從酸性還是從還原性的角度來比較Vc含量的高低，進一步提高學生交流評價和實驗探究的能力。通過反思實驗誤差分析告訴同學們科學具有嚴謹性，需要科學態(tài)度與責任，培養(yǎng)學生正確的價值觀。

環(huán)節(jié)三：反思提升

【講解】今天這節(jié)課，我們以科學探究的方式認識了Vc這種對人體健康有益的物質(zhì)。在此過程中，我們體會了科學探究的一般過程，相信同學們對科學探究的每一個環(huán)節(jié)（如圖3所示）有了更深層的認識。在今天的探究中我們并沒有真正地走進Vc，如果想要真正地走進Vc還需要探究Vc的組成和結(jié)構(gòu)，需要我們進行定量計算，希望以后有機會與大家再從定量的角度再探Vc，謝謝。（最終呈現(xiàn)板書如圖3所示）。

三、教學反思

1. 簡化操作清目標

在學生實驗1：探究Vc溶液是否具有酸性時，采用的是未打磨的鎂條，其原因為本節(jié)課的重點不在于復(fù)習酸的通性，而是利用酸的通性解決生活問題，采用未打磨的鎂條既可以節(jié)約學生操作的時間又可以同時利用Vc溶液可以和金屬氧化物和金屬單質(zhì)反應(yīng)驗證其具有酸性。

在學生實驗2：利用高錳酸鉀溶液比較不同飲料中Vc含量的高低這個實驗中，重點在于比較相同體積的高錳酸鉀溶液要恰好褪色所需要的不同品牌果汁的滴數(shù)，而不是溶液的測量，所以為了簡化操作難度，可以先在規(guī)劃相同的試管同一高度處畫上黑線（如圖4所示），幫助學生快速得知高錳酸鉀溶液體積是否相等。

2. 巧設(shè)矛盾引思維

化學教學中不失時機地設(shè)置認知沖突可以形成懸念，使學生產(chǎn)生企盼、渴知、欲答不能、欲罷不忍的心理狀態(tài)，由此強化學生注意，激發(fā)學生的求知欲，引發(fā)學生的積極思維，幫助學生明確學習任務(wù)，確定學習方向，促進學生的主動學習。[5] 本節(jié)課由矛盾認知引起的思維沖突有兩點：

思維沖突一：Vc溶液和氫氧化銅懸濁液反應(yīng)的現(xiàn)象

對于酸和氫氧化銅反應(yīng)的現(xiàn)象大多數(shù)同學已經(jīng)形成經(jīng)驗性知識，所以讓學生先預(yù)測現(xiàn)象，而后利用實驗驗證，營造矛盾情景，激發(fā)學生的思維，從而促進學生主動探索，快速提升學生學科素養(yǎng)和學科能力。

思維沖突二：測定Vc含量時試劑滴加順序問題

初中階段，大多數(shù)學生想不到試劑的滴加順序?qū)嶒灥臏蚀_性有影響，為了培養(yǎng)嚴謹?shù)膶嶒炗^和實事求是的實驗態(tài)度，引導(dǎo)學生思考兩種試劑不同的滴加順序分別會產(chǎn)生怎樣的現(xiàn)象，以及利用哪種現(xiàn)象做出判斷更加準確和科學。

3. 以用促學提效果

用是學習的動力源泉，用是學習的最終目標。在本節(jié)課的第二個實驗：設(shè)計實驗比較不同飲料中Vc含量的學習過程主要是對Vc溶液酸性和還原性的分析、比較、應(yīng)用。義務(wù)教育化學課程標準（2022年版）中寫道：創(chuàng)設(shè)真實問題情景，倡導(dǎo)“做中學” “用中學”。 “用”是學習的重要途徑；能力是無法直接傳授的，需要在實踐中修煉。通過思考、內(nèi)化才能真正地掌握和提升。[6]

參考文獻

[1] 朱志平. 學科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)與評價[M]. 南京：江蘇鳳凰教育出版社，2016.

[2] 單旭峰. 基于高考評價體系的化學科考試內(nèi)容改革實施路徑[J]. 中國考試，2019（12）：45-52.

[3] 王文軍. 創(chuàng)設(shè)真實問題情境 考查化學關(guān)鍵能力——以2021年麗水市中考化學原創(chuàng)試題為例[J]. 中學化學，2021（8）：47-52.

[4] 中華人民共和國教育部. 義務(wù)教育化學課程標準（2011年版）[S]. 北京：人民教育出版社，2012.

[5] 常繼俠. 化學教學中巧設(shè)認知沖突促進學生主動學習[J]. 高中數(shù)理化. 2014（12）：58-59.

[6] 中華人民共和國教育部. 義務(wù)教育化學課程標準（2022年版）[S]. 北京：人民教育出版社，2022.