基于學科素養培養的初中化學課堂教學

劉秋芳 張賢金 吳新建

[摘 要]

學科素養的培養要通過具體的化學知識學習來實現。以人教版“水的組成”課堂教學為例，探討教學的每個環節，教材資源的挖掘，培養學科素養中學科方法、學科思維、學科能力，并發展學生學科情感，深化學科知識理解。

[關鍵詞]

初中化學；學科素養；學科情感

人教版九年級《化學》第四單元課題3“水的組成”中，通過實驗探究水的組成，再從微觀角度剖析水的構成，并根據組成元素的不同對純凈物進行分類。本課題蘊藏豐富的學科思想，教師應抓住學科本質，把握好教材資源，培養學生的學科素養。學科不同蘊含的學科素養不同，不同教育研究者對學科素養有不同的定義，但在具體學科素養的構成要素上，“學科素養=學科情感+學科方法+學科能力+學科思維+學科知識”成為各學科界定學科素養的通用公式。本文以“水的組成”教學為例，談談化學學科素養的培養。

一、巧妙引入，發展學科情感

本課題的教學設計是筆者在地級市開設公開課的教學過程，由于是異地開課，學生較為陌生，為了迅速調動學生的熱情和注意力，凝聚人心，引入環節是用心理團隊游戲“異掌同聲”：教師按這個節奏“××× ××× ×××××××”擊掌一遍，請學生認真傾聽，再全班一起擊掌，節奏不對的學生給予“愛的鼓勵”。課堂上學生認真傾聽，擊掌節奏整齊劃一，瞬間感受到全班學生擰成一股繩的強大力量。教師再講解節奏內容是“人是鐵，飯是鋼，一天不喝渴得慌”，是筆者所在學校學生設計的節水口號，說明水的重要性并引入課題。教學過程中師生情感融為一體，一同感受學科的魅力，激發對學科的熱愛情感，才能有較好的教學效果。

二、史學介紹，培養學科方法

充分利用教材資源（即資料卡片“水的組成揭秘”），展示科學家的圖片與研究成果，引導學生閱讀課本。教師再以問題形式引導學生探究“水的組成發現史”。

問題1.英國的化學家普利斯特里認為的“可燃空氣”是什么？他常表演魔術：用蠟燭點燃“空”瓶子，會發出巨大的聲響。表演了無數次魔術后，普利斯特里發現瓶壁上有不少水珠！水珠是哪來的？你能解釋嗎？

問題2.同時期卡文迪許做了什么實驗？有什么新的發現？他們有沒得出正確的結論？原因是什么？

問題3.拉瓦錫的這個實驗有什么突破？得出什么結論？

問題4.沿著科學家研究的軌跡認識水的組成，帶給我們什么啟示？有什么收獲？從情感上、化學學習方法上談談自己的看法。

學生小組合作學習，展開激烈討論。部分學生代表分享了：普利斯特里的好奇心，對自然界的物質有強烈的探索欲望，及對新鮮事物高度熱情，同時不忘記對細節現象的探討都值得我們學習；卡文迪許對普利斯特里的實驗更加細致、嚴密的分析，并把結果與拉瓦錫分享，拉瓦錫最終才能得出正確的結論。讓學生置于幾位科學家的研究情景中，通過對水的組成發現史的探究，讓學生體會到科學探究的嚴謹性、曲折性，科學家們在研究過程中的鍥而不舍、實事求是的科學精神，滲透學科思想方法。基于學科本質的教學就是基于學科思想方法的教學。討論至此，學生很容易聯想到拉瓦錫研究空氣成分的學科思想方法，都是通過分與合、合與分的思想得出結論，歸納出研究純凈物組成的方法。

三、實驗探究，增強學科能力

模仿科學家的實驗，學生探究氫氣在空氣中燃燒和水的通電分解實驗。教師按圖1裝置演示：實驗室制取氫氣、用排水法收集氫氣并檢驗氫氣的純度、點燃純凈的氫氣（尖端玻璃管和銅管各試一次，用銅管時用黑紙作背景）、點燃不純的氫氣。學生帶著問題觀看實驗；水的通電分解實驗則由學生帶著問題分組實驗探究：

1.實驗過程中你觀察到哪些現象？（電解水實驗前五分鐘內一分鐘記錄一次正、負極的氣體體積）

2.書寫反應的文字、符號表達式。

3.請你試著小結一下氫氣的性質，并說明是怎么得出的結論。

4.通過這兩個實驗你能得出什么結論？

化學的學科能力要通過化學知識學習的過程培養，不能用結論性的知識讓學生去記憶，應引導學生動手操作。培養學生大膽質疑，勇于探索的精神，在水通電分解的分組實驗中大部分學生都能提出疑問，為什么在前五分鐘負極氣體與正極氣體體積比大于2∶1？隨后越來越接近2∶1。經過小組討論學生知道與溶解性有關，不明白溶解是有限度的，但是讓學生的認知產生沖突，展開激烈的討論，課堂氣氛活躍，教學效果理想，培養了學生收集信息、處理信息的實驗能力。此外，學生根據氫氣中含有氫元素、氧氣中含有氧元素，分析推理出水中含有氫氧元素，建立元素守恒觀為今后質量守恒定律的學習打基礎。

四、三重表征，培養學科思維

“知其然并知其所以然”，透過現象看本質。教師繼續追問：水的符號為什么是H2O？科學家是怎么得出這個符號的？給你一個梯子“同溫同壓下，體積比等于分子個數比”當個小小科學家，分析下水分子中氫氧原子個數比是多少？同時提供紅蘿卜小球若干當作氫原子，白蘿卜小球若干當作氧原子（稍大些），牙簽。讓學生聯結出兩個水分子模型，說說它們是怎么變成氫分子和氧分子的？學生像搭建積木一樣玩模型，很快理解了化學變化的微觀本質，并用自己的語言表達出來，雖然表達不是非常規范，但學生真切感受到化學特有的“宏觀—微觀—符號”三重表征學科思維方式。最后教師展示出2014年，中國科學家在電子顯微鏡下看到了水分子的面貌。明確分子是真實存在的，科學家的研究以客觀事實為依據，不能憑空捏造。學科思維的建立不是一蹴而就，需要慢慢培養，教師要把教材中的思維顯性化，科學家研究的思維過程形象化，并讓學生去感受、體驗、實踐，才能在學生頭腦中形成化學學科特有的思維。

五、分類學習，深化學科知識

化學初學者，對化學最感神秘的地方是實驗室，對化學最感興趣的是化學實驗和化學藥品，當然最頭痛也是這么多物質怎么學得完？在這里教師賣個關子，教學生們一個法寶，將實驗室眾多藥品進行分類，物質一類一類地學，每類物質學習一種典型物質，再以點帶面，學習它們的組成、構成、性質以及變化規律。那如何將物質分類呢？教師展示一些藥品，觀察瓶外的標簽上注明的物質名稱與符號，并記錄，分小組討論它們要怎么“站隊”才能有共同特征？并說明共同特征是什么？即分類的標準。展示的藥品有：蒸餾水（H2O）、二氧化錳（MnO2）、氧氣（O2）、鐵（Fe）、氯酸鉀（KClO3）、高錳酸鉀（KMnO4）、二氧化碳（CO2）、銅（Cu）。學生分類標準很多，有的按狀態來分、有的按元素種類來分、有的按元素中是否含氧元素來分，等等。學生的思維是發散的，學習熱情高，教師先給予表揚；分類沒有好壞和對錯之分，但怎么分類更能體現化學特點，更有利于化學的研究呢？以上都有什么共同點？這些物質都是由什么組成？最終鎖定純凈物的分類按組成元素的種類作為劃分標準。知識的建構要符合學生的思維特點，鼓勵原生態的思維，同時要改造并提升，才能建立新的知識，重設新的知識結構，也只有學生自己去打破舊知識框架，經過內化、整合形成新知識體系，學生才能真正地成長。

當然，學科情感、學科方法、學科能力、學科思維、學科知識絕不是孤立的，每個教學環節，每堂課，每個教學細節都可以相互滲透。學生學科素養的培養的關鍵因素在于教師，在于教師對本學科的理解、對教育的認知，對學情的把握。時代在改變，學生在變化，教育工作者任重道遠，應孜孜不倦地提升自身的素養，才能形成學生學科素養。

[參 考 文 獻]

[1]岳輝，和學新.學科素養研究的進展、問題和展望[J].教育科學研究，2016（1）.

[2]余文森.核心素養導向的課堂教學[M].上海：上海教育出版社，2017.

[3]黃威，張賢金，吳新建.基于“物質分類”教學形成“分類觀”的實踐[J].化學教與學，2015（1）.

（責任編輯：張華偉）