促進學生發展核心素養—深度挖掘教材內容，優化教學設計

馬靜靜 柴紅梅 徐萬元

摘 要：基于"學生發展核心素養"的提出對于深化我國課程改革具有重要意義，從深度挖掘教材內容的觀點入手，探討將學科核心素養逐步滲透于課堂教學的策略，再將其融入人教版必修一素養為本的"氣體摩爾體積"教學設計實例中，以實現核心素養在個體中自主成長。

關鍵詞：核心素養；挖掘教材內容；優化教學設計；氣體摩爾體積

“核心素養”指學生在學業結束后應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力[1]。它的提出對學生未來發展做出了更準確的定位、更清晰的界定與更具體的規劃。而化學學科核心素養是學習者通過對化學的學習應達成的反映化學學科特質的重要的思維品質和關鍵能力，包括“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據推理與模型認知”、“科學探究與創新意識”、“科學精神與社會責任”5個維度[2]。“化學核心素養”一方面需要從育人角度出發，把“必備品格和關鍵能力”具體化；另一方面需要從學科特征出發，突出化學學科獨特的育人價值[3]。

筆者認為核心素養只有通過一定方式的教育促使其在個體中自主成長、自主發展為個體本身所具有的特質，方可實現“好教育”，而非由外到內注入式的促進，否則不能久遠。學校教育作為實施基礎教育的主戰場承擔著首要的責任。課堂與學科作為學校教育的主渠道，是影響教育質量的主要變量。因此，教師如何基于新的教育理念與課程標準進行教學實踐顯得尤為重要。

一、深度挖掘化學教材內容，充分發揮教材資源

教材是依據課程標準編制、系統反映學科內容的教學用書，在教學過程中起著至關重要的作用，是教師教和學生學的媒介和參考文本，但并不是預先設定好等待學生學習的教學內容，而是實現一定課程目標的重要資源。這種資源的價值只有在具體的教學活動中才能動態的呈現出來，離開教師富有創造性的開發與學生富有個性的參與和體驗，教材內容將成為毫無意義的符號。教師既不能“教教材”，也不能脫離教材而教。

教師應充分挖掘和利用教材資源，發揮其蘊含的潛在的教學價值。講授知識的同時，也應培養學生的學科思維，將學科核心素養于無形中滲透于課堂教學中。

1.挖掘隱藏在結構之下的學科知識的內在邏輯

化學知識具有極強的內在邏輯性，但限于教材內容的基礎性和呈現的有限性，很多相關知識的背景、引出及新概念的生成過程等都不夠豐富和具體，再加上學生知識基礎和認知水平有限，知識的內在邏輯性不容易被發現、理解和接受。因此，要求教師基于課程標準認真研讀并吃透教材，掌握教材中每個環節、每個知識點、每個問題的設置意圖，明確每一部分之間的內在邏輯性，把握住一條內線，把本節內容的每一個核心概念串到這根線上，課堂教學環環相扣，逐一呈現。并通過學科知識內在邏輯做好章與章、節與節、新知與舊知之間柔和的過渡和巧妙的鏈接。在教學實踐中，讓學生以化學家的身份親自體驗發現問題、猜想假設、實驗論證、得到結論的整個過程，讓他們體會到新知識是可以實現自主發現的，并非是神秘而又陌生的。同時結合生活中的化學現象設計一個貼近學生認知感受、有內在邏輯的真實情境，并力求讓該情境主題貫穿單元教學始終，通過大情境促進學生學習的連貫性、遞進性和系統性[4]，這樣，學習新知識就會變得順理成章、水到渠成，而且極具趣味。更為重要的是在這個過程中診斷并發展了學生不同水平層次的核心素養。

2.發揮“科學探究欄目”的價值

“科學探究”是普通高中課程標準實驗教科書人教版化學教材中非常重要的欄目之一，其中蘊含著科學探究的核心思路，以及新知識導出的整個探究過程，對于培養學生學習的自主性、縝密的科學思維、善于探究的科學意識與習慣至關重要。但由于實驗設施所限，很多科學探究過程不能實施；有的教師認為教學任務重，講解這部分內容占用課堂時間多；也有教師直接提煉核心知識和結論或者忽略不予講解；還有部分教師將其作為學生課后自主學習的材料。化學作為一門以實驗為基礎的科學，如此處理“科學探究”則顯得本末倒置。

科學探究從提出問題、實驗探究到得出結論的整個過程，正是學生在新知與舊知的矛盾碰撞中不斷完善對問題的認識，提升對問題的理解，并培養其發散性思維。教師在提出課題后，不要著急得到答案，也不要著急對學生的回答進行評判或者講解，應通過精心設計層層遞進的問題鏈，從分組實驗擺事實，到問題探究尋原因，再到討論與歸納，引領學生沿著科學家探究的路徑體驗科學發現之旅。此外，要注重綜合的跨學科問題的講解，突出課堂教學中學生協作的自主探究，重視學生學習過程的體驗，促進綜合學科素養的提高。

3.“由點到面”充實教材內容

人教版化學教材必修《化學1》和《化學2》是高中化學的基礎，教材內容比較廣泛，核心知識與核心概念的呈現語言精簡、點到為止。教師要講好這些知識，必須做到以下幾點：第一，從“點”入手，幫助學生深入挖掘新概念的內涵與外延，通過情境導入、生動講解、舉一反三、題型訓練等深化化學生新概念的認識與掌握。第二，教材內容不能面面俱到，教師需要基于課程目標，結合多方面教學資料，對教學內容進行補充拓展，細化知識點，充實教材內容；也可根據教學實際需要和學生認知水平，對教材內容做一定程度的增減。第三，教材中有很大篇幅的實驗模塊與科學探究模塊，教師在授課過程中，可以根據實驗設備情況，將教材中的探究實驗進行同類替換，體現知識、規律的廣泛適用性，同時通過創造性實驗增加課堂的趣味性。第四，教師可在教學中逐步滲透學科思維，從一個新概念的學習中滲透一種學習思路，拓寬學生思維；由一個實驗的學習滲透一種實驗探究的過程；通過對一個物質的認識與性質研究總結一類物質的特征（如有機物的學習）。形成從特殊到一般，從一般再到特殊的學習的良好循環，培養學生的學習能力與學科核心素養。

教師需要深入研究進而準確把握教材所體現的課程目標與學科教育理念，以此為出發點，創造性的開發教材與使用教材，使教學過程成為教學內容的持續生成與意義建構的過程。

二、基于化學學科核心素養的“氣體摩爾體積”教學設計

氣體摩爾體積作為中學化學最重要也是最基本的概念之一，是將氣態物質的“物質的量”與氣態物質的體積彼此聯系起來的紐帶，同時它又是把宏觀物質與微觀物質聯系起來的橋梁[5]。筆者就深度挖掘教材內容的基礎上，以“素養為本”進行“氣體摩爾體積”教學設計的嘗試，滲透培育學生化學學科核心素養的方法。

素養為本的“氣體摩爾體積”教學設計

（一）教學與評價目標

1.教學目標

（1）通過已有知識的遷移理解氣體摩爾體積的概念；

（2）從宏觀和微觀兩方面分析影響氣體體積的因素；

（3）學以致用，能進行氣體摩爾體積的簡單判斷和計算；

（4）通過科學探究活動，感受科學發現、創造和應用的過程，培養學生分析推理能力，形成良好的科學態度和思維習慣。

2.評價目標

（1）通過“氣體體積與物質的量、物質的質量”的科學探究活動，診斷并發展學生科學探究水平（定性水平和定量水平）；

（2）通過對氣體體積與物質的量之間關系的分析與探究，診斷并發展學生對物質從宏觀到微觀認識水平的進階。

（二）教學與評價思路

“氣體摩爾體積”教學與評價思路示意圖，見圖1。

（三）教學流程

Ⅰ.新課導入

【學習任務1】在物質的量的基礎上，建立常用化學計量的關系圖，見圖2，引出聯系氣體體積和微粒數、物質的量之間新物理量。

【評價任務1】診斷并發展學生新舊知識遷移的能力，發展學生知識關聯的結構化水平。

1.提出問題

在科學研究和實際生產中，涉及到氣態物質時測量體積往往比稱量質量更方便。所以，一般都是量體積，而不是稱質量。那么，氣體的體積與物質的量、物質的質量之間有什么關系呢？

我們就需要引入一個新的物理量—氣體摩爾體積。

那么，引入這樣的物理量是否可行？

2.猜想假設 氣體摩爾體積的數值可能存在特殊性。

3.實驗設計

結論：

①壓強不變，升高溫度，氣體體積增大；溫度不變，增大壓強，氣體體積減小。

②不同溫度、壓強下，1 mol氣體的體積會改變；而1 mol固體或液體的體積基本不變。

③相同溫度、壓強下，1 mol不同氣體的體積相同；而1 mol不同固體或液體的體積各不相同。

【提問】

（1）有哪些因素影響物質體積的大小？

（2）為什么同溫同壓下，1 mol不同氣體的體積相同，而固體或液體的體積各不相同？

（3）為什么固體或液體的體積在溫度、壓強發生變化的時候幾乎不變，而氣體的體積會發生變化呢？

（設計意圖：具有素養診斷的價值，有的學生基于“宏觀”視角思考影響因素，有的學生只能基于“微觀”視角思考影響因素，而有的學生卻能基于“宏觀辨識與微觀探析”視角指出影響因素并給予解釋。）

【討論總結】影響物質體積的大小的宏觀因素有壓強、溫度；影響物質體積的大小的微觀因素有：粒子數目、粒子本身的大小、粒子間的距離。

影響固體、液體、氣體體積的決定因素是各不相同的。對于固體和液體，粒子間距離很小，靠的非常近，所以粒子間的距離可以忽略不計，那么此時影響固體和液體體積的因素主要是粒子數目的多少和粒子本身的大小。對于氣體而言，因為氣體的離散程度大，粒子間的距離特別大，所以此時粒子本身的大小與粒子間的距離相比較就可以忽略不計，因此決定氣體體積大小的因素是粒子間距離的大小。

那么，在一定溫度和壓強下，1 mol的固體和液體，雖然粒子數目相同，但粒子本身的大小不同，所以導致固體和液體的體積各不相同；對于氣體，氣體種類雖不同，但粒子之間的距離基本相同，1 mol的不同氣體的粒子數目又相同，所以1 mol不同氣體所占據的體積相同。在溫度、壓強發生變化的時候，影響的主要是粒子間的距離。所以，此時固體或液體的體積幾乎不變，而氣體的體積會發生變化。

4.得出結論：引入氣體摩爾體積是可行的。

Ⅲ.新知新講

【學習任務3】掌握氣體摩爾體積的定義、單位、取值等，歸納氣體摩爾體積與物質的量、微粒數目之間的計算關系。

【評價任務3】診斷并發展學生總結與接受新知識的水平與能力，見圖4和圖5。

【學習任務4】進行氣體摩爾體積的判斷與計算。

【評價任務4】診斷與發展學生應用新知識的能力。

1.判斷下列說法是否正確

（1）常溫常壓下，1 mol任何氣體的體積都約為22.4 L

（2）標況下，氣體的摩爾體積都約為22.4 L

（3）標況下，1 mol的體積約為22.4 L

（4）標況下，1 mol O2和N2的混合氣體的體積都約為22.4 L。

（5）只有在標況下，氣體的摩爾體積才可能為22.4 L/mol。

2.常溫常壓（25 ℃和101 kPa）下，氣體摩爾體積為24.5 L/mol，測出某男生的肺活量為3800 mL，計算他呼出的氣體中大約包含多少個氣體分子？

此時，教學的著力點不僅僅局限于氣體體積、物質的質量與微粒數等相關換算，而是試圖通過不同層次上的計算，使學生在感知和想象中，突破空間的障礙，逐步形成對微觀粒子存在形態的認知，同時建立宏觀與微觀之間的聯系，并理解所學知識在實際生活中的意義[6]。

四、總結與反思

與以前普通的課堂教學不同，學科核心素養要求下的課堂教學既促進學生對學科內容的深刻理解和掌握，同時又指向學生的一般發展，有助于學生終身學習和可持續發展。這對于教育工作者尤其是進行教學實踐的教師來說至關重要。一線教師在長期的教學實踐中形成了穩定且良好的學科思維、學科邏輯。對于本學科“教什么、怎么教”認識的也很充分，但也因此，往往很多時候很難跳出學科去考慮學生的終身發展。學生在學校學習的課程，雖然每一門均有其獨立的學科價值，但所有課程加起來的總和也并不能代表實現了學生完整的、可持續的發展。因為學科教學不是學校教育的全部，學生發展核心素養也并非全部由學科課程與教學完成。此外，學科核心素養中可能存在對學科本身至關重要但在學生的整體發展中并非關鍵的核心素養。

化學教學中我們應該重視充分發掘教材資源的教育價值，引導學生進行科學探究，培養縝密的科學思維，讓學生學會以此及彼、舉一反三學習科學知識，將學習方法與思路貫通于各個學科。學生學習學科不再局限于單一教學評價下的量化指標，將核心素養真正落到實處。

雖然我們的基礎教育依舊面臨眾多問題，但學生發展核心素養的提出讓我們對教育改革有了更多的期待，同時對教育工作者提出了更多更高的要求。教無定法，每一位教師應認真學習領會新的教學理念，根據教學實際與學生知識水平將其滲透于日常教學當中，形成自己獨特的教學風格與影響力。教學不能解決所有的問題，但會使學生學會觀察現象、思考問題、探尋本質，在學習的過程中形成解決問題的基本意識、基本能力、想象力和科學方法，這些將成為伴隨其一生的素質與品質，也正是核心素養的核心之所在。

參考文獻：

[1] 教育部.中國學生發展核心素養基本要點[N].中國教育報，2016-09-14（9）

[2] 中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（征求意見稿）[M]北京：北京師范大學出版社，2016：3.

[3] 劉前樹.試論化學核心素養的結構[J].化學教育，2016，37（21）：4-8.

[4]俞建鋒.基于宏微結合導向下的“離子反應”單元整體教學設計[J]. 化學教育（中英文），2018，39（1）：43-47

[5] 郭琦，陳潔，王子鵬.從兩份教案看新課程帶來的變化[J].江蘇教育學院學報（自然科學版），2006，23（04）：94-98.

[6] 江敏.架起宏觀與微觀之間的橋梁——從“氣體摩爾體積”到“火箭推進劑”（上）[J].中學化學教學參考，2013，（06）：1+5-8.

作者簡介：

馬靜靜（1991-），女，碩士研究生，主要從事化學教與學的研究，

通信作者：柴紅梅（1976～），女，副教授

基金項目：延安大學研究生教改項目（YDYJG2017003）