初高中銜接視角下初中化學教學路徑探析

《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“《義教化學課標》”明確要求加強學段銜接：“遵循學生身心發展規律，加強一體化設置，促進學段銜接，提升課程科學性和系統性。\"《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“《高中化學課標》\"）也強調：“普通高中化學課程是與義務教育化學或科學課程相銜接的基礎教育課程。\"初高中化學知識的學習具有延續性，核心素養的培育也具有一致性。初中階段是學生化學學習的啟蒙階段，如果沒有建立相關概念，就會影響高中階段的學習。做好初高中化學銜接教學有助于提升化學學科核心素養，為學生終身發展奠定堅實的基礎。

同時，從“掌握作為一種知識的化學\"轉向“理解作為一種思維方式的化學”已經成為當今國際化學課程改革的重要趨勢之一。在此背景下，于初中階段實施初高中化學銜接教學，需要引導初中生將宏觀現象與離子變化聯系建立微粒觀，通過單個元素的性質總結一類物質的性質建立元素觀，學會從定性思維向定量思維轉變，能多視角辯證看待問題，能建構模型并運用模型，從而為進入高中學習建立可遷移的思維方法。整個銜接教學的重點不在于初中階段涵蓋多少高中化學知識，而是了解學生發展的阻礙，并在此基礎上挖掘初高中教材中智力因素與學科方法的價值，適當擴展知識寬度，持續培養學生的學習興趣與學習習慣。

一、初高中銜接視角下初中化學教學的實施路徑

在設計初高中化學銜接教學時，初中教師要認識到初高中化學的聯系與差異，并認真研讀相關理論以搭建概念進階腳手架。在眾多理論中，ADDIE模型是一種系統化的教學設計模型，具體包含分析（Analysis）、設計（Design）、開發（Development）、實施（Imple-mentation）和評估（Evaluation）五個模塊，其中，分析與設計是前提，開發與實施是教學核心，評估貫穿整個過程，是鑒定教學效果的保障[2。下面，筆者以其為指導，結合最近發展區理論，以人教版義務教育教科書《化學》九年級下冊（以下簡稱“《化學·九下》”第八單元《金屬和金屬材料》中的“金屬的腐蝕與防護”為切入點，進行初高中銜接教學探索。

（一）深度解讀教材與課標，建構概念邏輯關系

金屬的腐蝕與防護”所在單元，既有知識明線，又有思維暗線。前者如：開篇以圖片形式呈現青銅大面具、山西永濟黃河鐵牛、古代錢幣等文物，接著以金屬材料為中心分析其物理性質及由性質決定的用途，然后學習金屬化學性質共性及差異性，最后以鐵制品腐蝕條件為進階任務介紹金屬的冶煉及金屬資源保護。后者如：要求從物質的共性與差異視角認識金屬。

在人教版普通高中教科書《化學》中與此相關的知識有：必修第一冊第三章《鐵金屬材料》以隕鐵和西周時期玉柄鐵劍文物引入，從微觀粒子轉化視角，以鐵及其化合物為載體著重分析不同價態鐵元素之間的轉換規律；選擇性必修1第四章第三節《金屬的腐蝕與防護》則進一步從調控化學反應的視角，先以鐵為例介紹析氫腐蝕與吸氧腐蝕的微觀本質，然后依據電化學防護原理調控金屬腐蝕反應。

通過對《義教化學課標》與《高中化學課標》中有關“金屬的腐蝕與防護\"的內容要求和學業要求進行分析，筆者發現該主題在知識內容、能力要求、核心素養維度具有明顯的延續性與進階性，初高中均圍繞金屬性質與應用來建構“物質的性質決定用途”這一學科觀念。初高中“金屬的腐蝕與防護”主題銜接進階要求具體如表1所示。

（二）敘寫導向“教一學—評”一致性的教學目標

明確、清晰的教學目標是教學活動的重要指引，教師要詳細闡述學什么、如何學、學到什么程度。然后，教師要圍繞目標設計評價任務、收集評價信息、進行評價反饋。在敘寫教學目標時，教師應盡量避免使用“了解、理解、體會”等寬泛抽象的狀態動詞，要盡量采用可檢測、可評價的行為動詞，例如，將《義教化學課標》中“以鐵生銹為實例，了解防止金屬腐蝕的常用方法\"細化為“通過評價迭代課本實驗方案、用控制變量法探究影響鐵生銹的因素，宏微結合描述銹蝕原理，建構并根據銹蝕模型提出具體防腐建議”，這樣才能導向\"教一學一評”一致性，為初高中銜接教學打下堅實基礎。該課教學目標具體見圖1，此處不贅述

（三）精選教學主題，基于知識發展邏輯設計教學

主題化的教學方式可幫助學生在真實的情境中建構新知識、新理解，解決真實問題。初高中教材在有關金屬的章節中都呈現了我國的文物，經過思考分析，筆者將“為博物館金屬文物制訂防銹蝕方案\"定為主題。該主題能激發學生的學習興趣，促使學生變知識學習為問題解決，有助于實現初高中化學教學一體化。

就\"金屬的腐蝕與防護\"這一內容而言，初高中階段都遵循\"金屬性質一腐蝕原理一防腐措施”的邏輯，在知識深度上，初中階段注重宏觀現象描述，高中階段則側重微觀本質分析。初中生依據生活經驗僅僅積累了零散的金屬腐蝕知識，既未將知識結構化，也缺乏運用認知模型解決實際問題的能力。因此，筆者著重引導學生從宏觀到微觀認識腐蝕本質，建構腐蝕模型、制訂防腐措施，并結合實例辯證看待金屬銹蝕對人類社會的影響，以此達成銜接教學的目標。“金屬的腐蝕與防護\"初高中銜接教學設計如圖1所示。

（四）創設真實情境與任務，實施銜接教學

在該課伊始，筆者呈現浙江省博物館的三件文物一漢環首鐵刀、戰國蟠螭紋銅鼎、戰國玉耳金的照片及其簡介，以此創設情境，引導學生結合學過的金屬的物理、化學性質，對比不同材質文物的用途及銹蝕情況并分析原因。下面結合具體任務介紹

1.探究銹蝕條件一從實驗評價到定量分析

此環節對應任務一“初探影響鐵制品銹蝕的因素”。

[教師活動]在學生發現鐵質文物銹蝕最嚴重后，給出鐵銹成分（主要成分為 Fe₂O₃ ·xH₂O ），引導學生從元素變化角度結合生活經驗分析，猜想影響鐵制品銹蝕的因素，并闡述猜想理由。

[學生活動]對比鐵單質與鐵的銹蝕物，發現增加了 H，0 兩種元素，猜測鐵制品生銹的條件是要有氧氣、水分。

[教師活動］活用《化學·九下》第19頁“探究”欄目給出的完整的探究鐵釘生銹條件的方案及步驟，鼓勵學生運用評價量表（如表2所示）分析、評價、迭代實驗方案。

生（討論總結）：課本實驗變量控制明確，第1支試管是對照試管，對比1與2兩支試管，研究空氣對銹蝕的影響，對比1與3兩支試管，研究水分對鐵釘銹蝕的影響。實驗操作簡單，但是周期長，需要一個星期左右才有明顯現象，時效性差。

[師生活動]教師引導學生優化迭代實驗。學生給出方案：取鐵粉并噴灑水置于錐形瓶中，密封之后，利用傳感器測量錐形瓶中氧氣濃度的變化，前后對照發現鐵粉在銹蝕過程中不斷消耗氧氣。最后師生一起建構鐵制品銹蝕條件模型。

設計意圖：滲透問題解決理念，完整呈現“問題識別一模型建構一方案優化”的科學探究路徑，通過數字化實驗從定性到定量認識銹蝕本質，提升學生對控制變量法的理解。從《義教化學課標》與《高中化學課標》來看，“科學探究”主題都是核心內容，初中階段是打基礎階段，更要引導學生掌握科學探究的一般方法，以不斷提升實驗探究能力。

2.解密本質—從宏觀現象到微觀電子 轉移

此環節對應任務二中的第一個小任務“宏微結合解密腐蝕本質”。

銜接問題1：鐵制品銹蝕的本質原理是什么？

[教師活動]先給出鐵器吸氧腐蝕的化學反應原理方程式：

2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂; 4Fe（0H）₂+O₂+2H₂O=4Fe（0H）₃; 2Fe（OH）₃=Fe₂O₃?xH₂O+（3-x）H₂O

再引導學生分析從鐵到三氧化二鐵的變化原理：從宏觀得失氧角度分析，是鐵得氧發生氧化反應；在方程式中標出鐵元素前后的化合價，發現化合價有了變化，由此認識到腐蝕的微觀本質是鐵原子失去電子。然后引導學生從外因、內因、本質等多角度展開思考，為博物館鐵質文物制訂防腐方案。

[學生活動]以小組為單位研討防腐措施，并匯報成果。外因角度：在表面覆蓋防護層、控制環境濕度、安裝空氣過濾系統隔絕能與金屬發生反應的氣體。內因角度：文物的保養修復可以使用防銹蝕新材料。從微觀本質角度來看，主要是阻止金屬文物在化學反應中失去電子。互評方案的可行性。

銜接問題2：如何阻止金屬文物失去電子？或者采用什么辦法可以給金屬提供電子？

[學生活動]聯想在物理課上學過的“電子從電源負極流出”知識，在教師的問題引導下，得出：把金屬文物接在電源負極進行防腐。

設計意圖：在學生的最近發展區施教，逐步滲透元素觀、微粒觀、變化觀，使其初步認識金屬銹蝕的微觀本質是失電子，學習利用跨學科知識進行防腐。這樣既能幫助學生增強學科之間的關聯，又能為學生在高中階段繼續學習電化學防護作鋪墊。

3.科學防腐——從課堂到博物館的科學探索

此環節對應任務二中的第二個小任務“科學防腐”。

[教師活動]借助人工智能搜索博物館的金屬文物實際防腐措施，引導學生對比分析自己的方案與實際應用的異同，了解理論技術在實際中的應用。

[展示資料]博物館中對不同金屬的環境濕度控制范圍不同，比如鐵質文物濕度要求在30% 以下，銅類文物要求濕度在 35%～45% ，而銀器則是 40%～50% ，金器性質穩定對濕度無嚴格要求。

生（得出結論）：金屬越活潑，濕度越要嚴格控制。

師（銜接引導）：借助人工智能搜索我們還可以發現，博物館利用“鎂帶貼附鐵器”防腐。

[教師活動]先給出梯度性問題鏈：（1）鎂和鐵的金屬性質有何異同？（2）鎂帶貼附鐵器表面可以阻止鐵原子失電子嗎？（3）如何驗證防腐效果？然后引導學生繼續對《化學·九下》第19頁圖8-18實驗進行迭代，即增加試管4，放在教室里讓學生課后對比觀察，使學習的發生從課堂延續至課后，要求學生填寫表3。

生：由于金屬鎂的活潑性強于鐵，所以鎂先于鐵失去電子發生腐蝕，這樣就阻止了鐵原子失去電子，從而保護鐵器，使其不生銹。我們可以通過迭代實驗比較防腐效果。

設計意圖：將學習從課堂延伸至課后，引人人工智能擴展知識面，提升學生對信息的檢索、篩選、應用能力，并設計實驗驗證搜索結果，以滿足知識儲備與認知發展水平差異的需求。

4.實踐與創新—從防腐到應用腐蝕反應

此環節對應任務三\"實踐與創新——從防腐到用腐”。

師（引導）：我們不能只是被動防腐，能否控制反應朝著我們需要的方向進行？（給每組學生發一個暖寶寶，引導學生觀看使用說明書）你們能推測暖寶寶在使用過程中發生了什么反應嗎？

[數字化實驗展示]拆開兩個暖寶寶，將其中的化學物質分別裝入2個錐形瓶，用數字化實驗測氧氣含量、溫度變化。

[學生活動]觀察：錐形瓶中氧氣含量迅速降低、溫度不斷升高。討論：暖寶寶含有鐵粉、活性炭、食用鹽、水、蛭石、吸水樹脂等成分，鐵粉與水以及空氣中的氧氣發生銹蝕反應，放出熱量；靠近海邊的鐵欄桿腐蝕更嚴重，所以食用鹽可以促使暖寶寶中發生的化學反應的反應速率加快。

（對暖寶寶中活性炭的作用，教師可以設懸引思。學生到高中階段學習了電化學腐蝕知識后就會理解）

設計意圖：透過生活現象挖掘知識應用價值，從正反兩方面辯證認識金屬銹蝕反應，即金屬的銹蝕既帶來了嚴重的危害和挑戰，又在某些特定領域具有一定的價值，可以調控反應速率為人類服務，由此滲透高中階段化學中的能量變化、調控反應速率等觀念。

二、教學反思

在初中階段實施初高中化學銜接教學的實踐中，筆者有如下思考。

（一）注重糾正錯誤前概念

金屬的銹蝕屬于氧化還原反應，初中階段的教學從宏觀得失氧角度開始對銹蝕原理進行描述，高中階段的教學基于電子轉移的微粒觀從本質角度進行解釋。在課前檢測中，筆者發現，許多初中生認為鋼鐵銹蝕是鐵單質直接與氧氣反應生成三氧化二鐵，這種錯誤的前概念對高中階段的學習會產生不利影響。考慮到初中生的認知水平，教師在教學中可以適當以材料形式呈現鐵吸氧腐蝕的化學反應方程式，分析鐵在銹蝕過程中元素化合價是從零價先到正二價再到正三價，助力實現初高中知識銜接，幫助學生厘清學科概念，有效避免錯誤認知先入為主，培養學生的邏輯推理能力和科學素養[3]

（二）將評價活動貫穿教學全程

教學中，教師應將過程性評價與結果性評價相結合，聚焦學生行為表現與學習結果，強調師生共同參與評價并利用評價結果，充分發揮評價的作用，實現以評促學、以評促教、以評促改。如在制訂防腐措施時，教師可引導學生提出合理觀點并闡述依據，然后據此評價學生連續表達的能力、邏輯思維的深度及語言表達的精準度。其中，對“鎂帶貼附鐵器”防腐是否可行，教師需要引導學生深人思考以下問題：（1）可以采取哪些方式阻止鐵原子失電子？（2）鎂和鐵的金屬性質有何異同？（3）鎂帶貼附在鐵器表面是如何阻止鐵原子失電子的？只有基于這樣的分析與研究，學生才能真正理解學科與現實聯系的本質。

教學結束后，教師要聚焦學習成果，設計表現性任務進行結果性評價，例如：“文物有許多防腐措施，如濕度管理、空氣凈化、封護涂層、光照控制、電化學保護等，參觀博物館后，請根據所學設計一份銅器文物的防腐方案并附簡要說明。”這樣，可以通過實踐作業激發學生的學習興趣，使學生形成利用系統化知識解決實際問題的意識，在學習習慣上與高中銜接。

參考文獻：

[1]畢華林，施觀雪.化學學科思維方式的內涵分析與培養策略[J].課程·教材·教法，2024（11）：134-140.

[2]卜彩麗.ADDIE模型在微課程設計中的應用模式研究[J].教學與管理，2014（24）：90-93.

[3]楊九詮.關于課程銜接的思考[J].課程·教材·教法，2008（8）：10-15.