“關鍵能力培養”理念下的初中化學教學設計
——以《表示元素的符號》為例

張健玲

（桐鄉市六中教育集團實驗中學，浙江 桐鄉 314000）

新課標的核心素養目標是：培養學生個人終身發展和社會發展所必備的品格和關鍵能力【1】。學科發展核心素養是培養學生發展核心素養的重要途徑，學科教學同時承擔著學科目標的實現和學生一般發展目標的實現，每一學科都有培養學生學科素養的任務，同樣也是實現學生發展核心素養的重要載體【2】。“培養學生哪些關鍵能力，如何培養化學學科關鍵能力，如何把關鍵能力的培養融入到實際教學中”又成為重要議題和熱點，同時對一線教師的學科教學設計也提出了更高的新要求。化學學科關鍵能力北京教育學院周玉芝教授認為：包括化學三重表征能力、實驗與探究能力、概括和運用化學思想方法的能力和證據推理能力【3】。本文以浙教版八年級（下）《表示元素的符號》（第一課時）為例，在學科關鍵能力培養的理念下進行教學設計探索。

一、活化教材，融入“關鍵能力培養”思維

葉圣陶先生說過“教材無非是例子”“教材只能作為授課的依據，要教得好，使學生受益，還要教師善于運用”。《表示元素的符號》（第一課時），教科書是從已經學過的科學符號及其意義出發，引出元素符號的書寫方法、同時以表格形式提供常見元素符號及讀法、元素符號表示的意義。內容簡單，以陳述性教學及學生記憶為主，簡單機械的傳授、乏味的記憶容易使學生失去學習興趣，缺乏學生關鍵能力的培養，不符合學生素養發展要求。依據《課程標準》的素養要求本節課教師必須進行創新設計，體現創新意識。

基于學生掌握知識的邏輯起點和思維習慣，依據維果斯基的“最近發展區”理論和“素養為本”的教學理念，本人在這節課設計了探究活動、融入科學史、類比音樂音符等來培養學生的科學探究能力、化學邏輯思維能力、運用化學方法的能力、化學宏觀微觀符號三重表征能力等。

二、搭建學生發展支架，巧設“關鍵能力培養”起點

維果斯基將學生的實際發展水平與潛在發展水平相交疊的區域稱為“最近發展區”，他認為“如果兒童在最近發展區接受新的學習，其發展會更有成果”依據維果斯基的“最近發展區”理論，整合七年級和八年級學生所學的化學知識和技能作為學生的預測實際發展水平，并利用課前作業“認知呈現”學生的實際發展水平和分析學生潛在發展水平，為學生搭建處于“最近發展區”的有效支架【4】(如圖1 所示)。依據學情分析確立教學設計的起點，具體分析如下。

學生的實際發展水平：學生宏微符三重表征發展層次如圖2，宏觀微觀知識整合成下表1，

學生潛在發展水平：學生潛在發展水平是建立“符號的思維和方法”，用符號簡單明了的表示大千世界，表示大千世界的物質組成、物質變化、變化過程，即化學學科基本素養之一宏觀變化微觀本質轉換為符號表達，逐步形成宏微符三重表征能力。

學生最近發展水平：學生最近發展區是如何簡單明了地表達元素，教師需要搭建應用符號表示宏觀現象和微觀本質的支架，從而實現在學生“最近發展區”構思教學設計起點。

三、錘煉教學目標，凸顯“關鍵能力培養”意識

由下圖可見，可以通過錘煉教學目標，培養和提升學生的關鍵能力和核心素養。

下表是教參教學目標和錘煉后的教學目標對比表

四、開展探究活動，創設科學史教學，提升學生“關鍵能力”

（一）新課引入

1.展示課前學生預習作業答案，課前作業（1）查閱資料，列舉5 種常見物質的元素組成；（2）列舉這5 種物質的微粒構成；（3）列舉生活中常見的物理變化2 個，化學變化1 個。

教學意圖：用課前預習了解學生的前概念，找到學生的實際發展水平，展現學生的思維過程。

2.問題引入：除了用文字表述以上作業答案，有無更加簡單明了的表示方法？

（二）教學環節

1.環節一：模型建構符號表達，提升學生宏觀微觀模型轉換能力和科學探究能力

（1）小組探究活動：尋找和探究設計用更加簡單明了的方法表示物質組成、微粒構成、物質變化過程；（2）展示部分小組的設計；（3）視頻動畫播放電解水的微觀過程；（4）討論并選擇最佳方案。

教學意圖：元素符號是化學學科學習的難點與重點，直白的告知元素符號及意義，學生難以理解化學符號的重要歷史作用和建立符號意義的正確認識，不利于后續化學式、化學方程式等知識的學習。通過設計活動，有些學生會依據所學知識主動畫出圖示性模型，有些學生會用橡皮泥做出球棒模型，有些學生因知識面較廣或預習會用符號表示。再讓學生討論并選擇最簡單明了的方法，能夠讓學生對化學符號作用產生深刻的體驗；通過物質、微粒、模型、符號的活動實踐，實現宏觀與微觀的轉換、模型和符號的統一，讓學生能夠深刻認識符號的意義；同時在活動中提升學生的科學探究能力，形成變化觀念，在協作、交流過程中提升合作能力，在選擇中提升決策能力。

2.環節二：滲透科學史，培養學生宏觀微觀符號的化學科思維和運用學科方法的能力

（1）展示學生的元素符號；（2）PPT 分別展示煉金術、道爾頓、拉瓦錫、貝采里烏斯的化學符號；（3）教師闡述化學符號發展歷史及化學符號對化學科學發展的重大影響；（4）元素符號與音樂音符類比，化學世界與音樂世界類比。

教學意圖：通過了解元素符號發展的過程，使學生認識到表示同一種事物的符號不是一成不變的，化學符號的發展過程，越來越簡單明了的表示事物，還避免了物質不同、變化不同、表達的文字語言不同而引起的混亂，感悟使用元素符號的意義，促進學生化學學科思維的發展和學科思想方法的運用了解；同時也發展學生的辯證思維：麻煩、繁瑣、不統一的符號是科學家在不同歷史階段不斷努力的成果，對元素符號的發展都曾經有一定推動作用。通過元素符號變遷史的學習，使學生感受科學家在解決問題時的創造力，認識科學是不斷發展和完善的。通過元素符號與音樂音符類比，知道元素符號在化學世界的重要性及學習中的重要性

3.環節三：夯實知識和技能，初步培養學生宏觀微觀符號三重表征能力

（1）學生閱讀元素符號的書寫規則，認識并記憶常見元素符號，學習正確書寫元素符號，說出N 和Cu 所表示的意義；（2）教學中學生按“Y”形圖示例，繪制N 和Cu 的三重表征“Y”形圖；（3）用“○”表示一個氧原子，請按要求填寫下表

教學意圖：（1）讓學生繪制三重表征“Y”形圖【5】，促使學生對宏微符三種表征進行主動、有效的轉換，在學生大腦中種下三重表征的種子。反饋學生對元素符號意義的掌握情況，指引教師調整具體的教學策略。加強三種表征之間的關聯，讓學生在宏觀表征、微觀表征、符號表征的理解之間架起一座越來越暢通的“橋梁”，為進一步學習根據化學式的計算、根據化學方程式的計算打下堅實的基礎。（2）學生形成化學的宏觀微觀符號的三重表征能力不能依靠學生自己形成，需要教師的各個環節創造條件加以引導，在學習了元素符號、元素符號表達的意義、組成物質的各種微粒之后，設計模型、符號、符號表達意義的課堂練習，有利于學生初步形成宏觀微觀符號三重表征相結合的思維方式。

4.環節四：課外作業布置（1）思考能否用符號表示物質組成和化學變化過程？（2）查閱資料：元素如何有規律的排列起來？（3）用元素符號表示人體的主要組成物質。（4）周末調查桐鄉土壤的主要元素組成和土壤污染。

教學意圖：通過課后作業及綜合性的拓展活動，不斷養成可持續發展意識，提升責任意識，升華成學科及跨學科綜合應用能力。

教學設計反思：“學生的學科能力必須以學科知識經驗為中介而實現”【6】，那么什么樣的學科知識最能轉化為學科關鍵能力呢？在具體教學中如何教學設計？如何在課堂教學中真正落實學生關鍵能力的培養？教師只有不斷提升自身核心素養和教學能力，才能具備較強的指導能力，教師要研究教學內容、全面認知學科結構特點等，將核心素養與實際教學進行匹配和整合，設定合理的教學目標，不斷優化的教學設計和教學過程，以科學知識為載體，拓展學生學習領域，將核心素養有機地滲透在初中化學的教學中，并在實踐中不斷反思核心素養的達成。