指向學生學科理解的氧化還原反應專題復習策略*

門文茹，孔德順，廖春泉

(1.遼寧師范大學,遼寧 大連 116029;2.六盤水師范學院 化材學院,貴州 六盤水 553004)

《普通高中化學課程標準(2017年版)》提出，教師要提高學科理解水平[1]，通過深挖教學素材、設計相關的教學活動，來促進學生的學科理解。由此可見，新課程改革的實質是將教學的重心由“讓學生掌握學科事實”轉向“發展學生的學科理解”[2]，因此，指向學生學科理解的課堂應明確理解的維度，掌握一定的教學策略。

1 學科理解

1.1 化學學科理解

在早期，學科理解的定義并不明確，學者多以學生作為主體，其核心在于知識的掌握和運用。國外對于學科理解相關的研究主要是基于加德納的“學科理解”和大衛·珀金斯“為理解而教”的教學理念[3]，他們的側重點在于理解的結果，更加關注知識的掌握和運用，以此來培養能力，但對于化學這一學科，卻沒有給出明確答案。我國教育家劉知新和周昌林均認為：化學學科理解是一種建構化學知識體系的思維能力[4-5]；鄭長龍[6]結合新課標，補充了化學學科理解的方法，即從本原性、結構化的角度進行挖掘。本研究將從形成對基本概念、原理等的系統性認識，對化學學科價值的認同感，建構學科思維、觀念，采用學科方法解決化學問題等5個方面入手，促使學生實現學科理解。

1.2 氧化還原反應化學學科理解

“氧化還原反應”是高中化學概念原理類的知識，重要性在于它貫穿于化學學習的全過程。課程標準對該部分，不僅有具體知識方面的要求，還要掌握認識事物本質的思路和方法，培養解決問題的能力。尤其是在氧化還原反應專題復習實踐中，單一地羅列知識點和題海戰術，對于學生學科思維、觀念、方法等方面的提高作用不大。當前，學者對氧化還原反應復習策略的研究往往注重單一素養的培養。例如，張仿剛[7]從“宏觀、微觀、符號”三重表征學科思維入手，設計主題式教學，發展“證據推理和模型認知”這一化學學科核心素養；李銘[8]倡導基于真實問題情境，設計問題組構建化學觀念；等等。但是很少有人從促進學生學科理解的角度，進行復習策略的研究。

基于促進學生學科理解的需要，以及學業質量評價標準中對氧化還原反應部分內容的要求，本研究劃分了關于學生化學學科理解的一級、二級維度，并以氧化還原反應的具體內容進行了舉例，如表1所示。

表1 氧化還原反應化學學科理解

2 指向學生學科理解教學策略的構建原則

2.1 以學生為主體深入研究學科知識

將學生置于主體地位，是開展指向理解的教學的先決條件。學科理解從教師化到學生化的過程，離不開對學科知識的深入研究。這里提到的學科知識，是指能反映化學學科功能的知識[9]。只有教師對學科知識有深刻的認識和把握，才能有的放矢，從宏觀上設計出符合學生認知水平的課堂。因此，指向學生學科理解教學策略的制定，首要任務是教師對學科知識的來龍去脈進行深入研究，也就是研究知識從哪里來、有什么用、與已有的知識有什么聯系等等。

2.2 以深度學習為手段努力挖掘學科價值

深度學習是一種指向理解的學習[10]，教師通過深入研究學科發展歷史，挖掘出知識背后蘊含的價值，開展更深層次的教學。各學科發展的過程中，彰顯學科特色和作用的部分稱為學科價值，包括學科社會價值、育人價值等[11]。化學學科區別于其它學科的價值，最重要的一點在于化學是一門研究物質，并且能夠創造新物質的學科，這對于培養學生的創新能力及服務社會有重要的育人價值。因此，以深度學習為手段，可以促進學生深度理解學科價值。

2.3 以發展核心素養為目標有效融入學科思維

化學核心素養是站在化學視角，對學生提出的培育目標，彰顯了化學學科的育人功能?；瘜W教學活動的開展，旨在促進五大素養的達成?；瘜W核心素養在學科思維方面要求：運用證據進行科學推理，建構問題解決模型，開展實驗探究，培養創新思維。學科思維是一種反映學科性質和特點的思維活動[12]，化學學科思維除宏觀與微觀、證據與模型外，還包括符號與表征、定性與定量思維等?；瘜W理論的發展離不開科學家的努力，在實驗與思維碰撞的過程中，凝結了獨具特色的學科思維。在教學中設置一定的學科思維路線，有利于學生更深入地體會知識與素養的關系。

2.4 以學科主題為統領搭建學科觀念層級

學科觀念既是一種認識事物的視角，也是對學科的總領性認識[13]。學科觀念的形成不是一蹴而就的，需要教師搭建“臺階”，幫助學生逐步建構。學科主題是指表征一類化學知識的學科核心概念或學科思想與觀念[14]，能夠扮演“臺階”的角色。學生對核心概念的理解，是化學學科觀念建構的基石。學科主題的確立，有利于形成從“基本概念”到“核心概念”，再到“學科大概念”的知識層級[15]。教師應確立“主題式教學”的思想，從整體上設計促進學生學科觀念形成的教學活動[16]。

2.5 以化學史實為依據引導感悟學科方法

學科方法是人們在習得和遷移學科知識過程中，抽提出來的一種思維策略、技巧[17]。研究化學現象、解決化學問題的一般方法就是化學學科方法，不同于通常意義下的科學方法，實驗法、守恒法等是化學研究特有的方法。在化學理論演變過程中，學科方法在化學史實中體現出來[18]。化學史實中涵蓋了豐富的學科情境素材，這些生動的故事為掌握學科方法提供了趣味性。例如，原子結構理論模型的建構與完善，歷經了幾百年的時間跨度，在此期間，科學家們通過實驗法推翻前人的錯誤理論，建立并完善了原子結構理論模型，為科學事業發展奠定了重要基礎。

3 氧化還原反應高三復習課教學策略

3.1 以特定情境素材為線，串聯核心知識，彰顯學科價值

“氧化還原反應”原理在物質的分類與轉化應用甚廣，相關的情境包括生活、生產各個方面。例如，日常生活中，能夠利用“鐵及其氧化物的轉化”解釋暖貼的發熱原理；利用“高鐵酸鹽與氫氧化鐵的轉化”可以實現生活用水的凈化；生產中，常從鐵礦石中提取金屬。新高考題目常以陌生情境作為知識載體，對學生素養進行考查，因此，高三復習課教學要求教師精選素材、整體設計。但是，情境素材滲透在方方面面，有的課堂教學情境素材來回變化，致使學生學習過程中難以把握本質，從而弱化了知識點的抓取和特定學科思維的養成。因此，建議在高三復習課中，從情境大類上選擇素材。比如。選擇水處理這一情境大類，將飲用水殺菌消毒、生活用水凈化、工業廢水處理等情境進行分類，通過創設情景與高考題目聯動，將“氧化還原反應”中的核心概念、原理、規律、相關計算、陌生氧化還原方程式的書寫等核心考點貫穿其中，讓學生對運用氧化還原反應原理進行水處理形成整體印象，直觀感悟化學學科對于社會生活的重要價值。

3.2 以模塊核心概念為著力點，確定學科主題，培養學科觀念

學科觀念的培養不是一日之功，它依托于核心概念和學生活動而養成。核心概念在學科觀念培養中的作用，就好比一個個“地基”，打牢“地基”才能構建觀念的大廈。而學科主題就是將這些“地基”連接在一起的“地梁”。學科觀念培養可以“自下而上”進行設計，包括統整核心概念、抽提概念主旨、確立學科主題、建構學科觀念等步驟；也可以“自上而下”進行推演，先確立目標學科觀念，然后剖析學科觀念內涵，再匹配學科大概念，最后挖掘核心概念。以“自上而下”的方法培養守恒觀為例，需要剖析守恒觀的具體內涵，如質量守恒、元素守恒、電子守恒、電荷守恒、能量守恒等。在此基礎上，整合具體內涵確定上位概念，幾大守恒在必修第一冊“化學物質及其變化”，必修第二冊“化學反應與能量變化”專題都有涉及，通過梳理專題下的核心概念，細分到氧化還原反應概念、電子轉移表示方法、陌生方程式的書寫、相關計算，以及原電池相關原理的教學。

3.3 以問題解決為導向，發展思維水平，掌握學科方法

實踐出真知，在化學問題的提出和化解過程中，學生的思維水平才能提高，解決問題的方法才能合理。要實現學生對知識的內化建構和外化遷移的目標，需要教師在設計學生任務或活動時，實現構建情境、活動、問題解決的“三位一體”化學課堂教學[19]。如：在“氧化還原反應”復習課教學中，設置“探究游泳池水變綠原因”的真實問題情境，學生歷經科學探究一般過程，即提出假設(次氯酸鈉和過氧化氫反應產物的預測)——驗證假設(驗證是否有氧氣產生)——得出結論(反應生成的氧氣有助于水中藻類生長，游泳池水變綠)，形成科學探究思維，學會通過化學實驗操作來檢驗假設是否合理。從問題的提出到解決，需要學生調動所學知識，能夠快讀提取原型，選取適當的學科方法，形成解決一類問題的思維模型。

日常測驗是檢驗學生學習成果的手段，教師要利用好這一資源。測驗不僅作為評價學生學習效果的手段，而且還可以通過分析大部分學生的錯題，來把握學生學習的痛點。同時，在日常測驗中，鼓勵學生寫出答題思路，這樣有利于把握學生知識掌握情況和思考軌跡，更具針對性地把握復習課的重點。

4 總結

本文基于促進學生學科理解的視角，指出了學科理解的五個維度，給出指向學生學科理解教學策略的構建原則，并以“氧化還原反應”模塊為例，提出了具體教學策略。對于學科理解的研究，基于課程標準中對學生化學學科核心素養的培養要求，以及學業質量評價要求，給出了促進學生學科理解的幾種策略。在教學實踐中，還需教師創造性地挖掘、組織學科知識，融通學科思維、觀念、方法等，讓學生體會化學學科本身對社會和個人的真實價值，促進學生對化學學科的本質認識。