培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)研究

李曉華

摘要： 在高中化學(xué)課堂教學(xué)中，情境創(chuàng)設(shè)是課堂授課重要組成部分，教師要根據(jù)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)和要求來選擇合適的教學(xué)素材，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境來幫助學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，幫助理解教材中的主要內(nèi)容，發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)。在本文中，筆者從以下三個方面展開探討，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)課堂向培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)方向轉(zhuǎn)變，更好地開展高中化學(xué)課堂教學(xué)活動。

關(guān)鍵詞： 高中化學(xué);情境創(chuàng)設(shè);核心素養(yǎng)

中圖分類號： G633.8? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： 1992-7711（2021）15-077

科技發(fā)展和進(jìn)步越來越快，學(xué)生在未來要面對復(fù)雜問題和不可預(yù)測情境，要想順利適應(yīng)上述情況就要具備關(guān)鍵能力，而核心素養(yǎng)理念恰恰能夠培養(yǎng)出適應(yīng)社會發(fā)展所需的必要品格和關(guān)鍵能力。結(jié)合班級實際學(xué)情，本文從以下三個方面展開授課，讓學(xué)生更加積極參與到課堂學(xué)習(xí)之中。

一、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的重要性

在化學(xué)教學(xué)中，教學(xué)情境與學(xué)生有著密切聯(lián)系，內(nèi)容應(yīng)當(dāng)與要學(xué)習(xí)新內(nèi)容相匹配，是暗含著孕育知識的問題，但并非知識本身，從而體現(xiàn)出知識發(fā)現(xiàn)過程、應(yīng)用條件等，帶動課堂學(xué)習(xí)質(zhì)量提升。教學(xué)情境是課堂教學(xué)的“土壤”，教師帶領(lǐng)學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)問題、共同探討解決思路，促進(jìn)化學(xué)思維能力進(jìn)步。創(chuàng)設(shè)情境一方面能夠把學(xué)生帶入知識“最近發(fā)展區(qū)”，還能進(jìn)一步拓展課堂思維，把學(xué)生推向更高發(fā)展水平。在化學(xué)教學(xué)中，教學(xué)情境要與教學(xué)目標(biāo)相匹配，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)理念、創(chuàng)設(shè)問題情境來帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入知識深度思維，實現(xiàn)化學(xué)高質(zhì)量學(xué)習(xí)。

二、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境中的問題

在與部分化學(xué)教師交流中，很多教師缺乏具體的教學(xué)實例，如生活中常見的漂白劑、化肥、易燃易爆品等，如果對化學(xué)知識與性質(zhì)一無所知，很難讓學(xué)生意識到危害，無法形成良好化學(xué)素養(yǎng)。在探究式課堂中，學(xué)科教師往往重視知識講解、忽視思維過程，無法培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)科高階思維。在講授式教學(xué)中，試題授課中往往把重點放在例題講解、布置練習(xí)題過程中，忽視了學(xué)生求解思路的發(fā)展，落入到“新課匆匆過場，大量練習(xí)補(bǔ)場”怪圈中，與核心素養(yǎng)教學(xué)要求有著較大差距。

化學(xué)課堂教學(xué)中，學(xué)科教師要關(guān)注教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，促使課堂授課向著培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)方面轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生體會到化學(xué)學(xué)習(xí)的樂趣和成就感。

美國著名教育家布魯姆把思維過程具體細(xì)分為六個目標(biāo)，教師在教學(xué)中要關(guān)注上述目標(biāo)達(dá)成。在我國，學(xué)者把化學(xué)學(xué)科能力分為學(xué)習(xí)理解（如，辨析記憶、概括關(guān)聯(lián)、說明論證）、應(yīng)用實踐（如，論證推理、簡單設(shè)計）、遷移創(chuàng)新（如，復(fù)雜推理、創(chuàng)新思維、系統(tǒng)探究）三個層面。從當(dāng)前高中化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀來看，化學(xué)教師在課堂中重視學(xué)習(xí)理解、忽視應(yīng)用實踐和遷移創(chuàng)新。在筆者看來，化學(xué)素養(yǎng)形成和發(fā)展關(guān)鍵在于學(xué)科思維水平的發(fā)展，突破口在于高階思維的培養(yǎng)，結(jié)合有意義教學(xué)情境引導(dǎo)高階思維發(fā)展，幫助高中生在情境中跨越現(xiàn)有知識，體會到知識學(xué)習(xí)帶來的快樂感和成就感。

三、基于學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的情境創(chuàng)設(shè)

1.“窗戶”情境。

化學(xué)教學(xué)中，教師課堂講解的關(guān)鍵在于開拓學(xué)習(xí)視野，讓學(xué)生從多角度、多方面來認(rèn)識世界，讓他們在面對情境時提供更多思維空間。新知識教學(xué)備課時，化學(xué)教師要秉承“一扇窗戶可觀一方風(fēng)景”原則來打開學(xué)習(xí)視野，為學(xué)生發(fā)展關(guān)鍵能力和必備品格創(chuàng)造更多條件。實際講解中，特定情境豐富化學(xué)課堂活動，實現(xiàn)高質(zhì)量、高效率學(xué)習(xí)，為高中生化學(xué)核心素養(yǎng)形成提供有利條件。

在講解“鎂的提取及應(yīng)用”知識點時，教師要關(guān)注班級實際學(xué)情，結(jié)合課堂內(nèi)容來增加“探究鎂跟水”反應(yīng)，進(jìn)而讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中關(guān)聯(lián)其鈉、鎂等知識點，為接下來學(xué)習(xí)做好鋪墊。在實驗探究中，學(xué)生在實際動手中感受到鎂跟水反應(yīng)比鈉跟水反應(yīng)弱之外，還應(yīng)當(dāng)經(jīng)過探究后獲得鎂與水化學(xué)反應(yīng)的知識本質(zhì)，從討論中發(fā)展自身化學(xué)思維能力。課堂教學(xué)中，鎂和冷水反應(yīng)現(xiàn)象并不明顯，無法觀察到直接生成氫氧化鎂現(xiàn)象，如果出現(xiàn)加熱時水沸騰等現(xiàn)象還好影響到對反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)識。此時，教師應(yīng)當(dāng)抓住課堂教學(xué)節(jié)奏創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境， 以便讓學(xué)生更好地理解化學(xué)實驗。教師在課堂中提出如下問題。

【問題1】 鎂條與水反應(yīng)會生成氫氧化鎂，那么如何來檢驗是否生成氫氧化鎂？（結(jié)合這一問題來引發(fā)學(xué)生思考，讓他們提出滴加酚酞試劑等酸堿指示劑來進(jìn)行判斷。）

【問題2】 氫氧化鎂難溶于水，那么反應(yīng)中能否直接觀察到氫氧化鎂的生成？如何用實驗進(jìn)行驗證？（教師讓學(xué)生進(jìn)行分析和討論，引出用激光筆照射反應(yīng)后的溶液，看是否會出現(xiàn)變化。）

此外，教師還可以提出如何來觀察反應(yīng)過程中pH變化，通過分析來解釋反應(yīng)中pH變化的原因。

一系列問題，教師設(shè)計情境問題，通過氫氧化鎂形成、驗證和pH值變化等問題從定性、定量兩個角度為學(xué)生打開鎂跟水反應(yīng)的“窗戶”，促進(jìn)思考來發(fā)展化學(xué)高階思維，發(fā)展學(xué)科探究能力。

2.“悖論”情境。

在化學(xué)課堂中，教師設(shè)計出“悖論”教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生對所學(xué)知識產(chǎn)生濃厚興趣，產(chǎn)生內(nèi)心探究欲望。化學(xué)知識授課中，教師結(jié)合班級實際學(xué)情與原有知識來抓住新舊教學(xué)目標(biāo)間“落差”，讓學(xué)生應(yīng)用已有知識、結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容來進(jìn)行深度探究，以產(chǎn)生看似矛盾的結(jié)論來形成“悖論”。要想破除“悖論”，教師帶領(lǐng)學(xué)生應(yīng)用方法來探究新知識，以此促進(jìn)化學(xué)學(xué)習(xí)，營造濃厚課堂探究氛圍。

講解和復(fù)習(xí)“碳酸氫鈉”知識點時，教師創(chuàng)設(shè)“悖論”情境來引發(fā)學(xué)生思考，促進(jìn)思維能力發(fā)展、取得較好教學(xué)效果。課堂教學(xué)中，教師提出問題：“比較01mol·L ?-1NaHCO3、01mol·L ?-1CH3COONa溶液的pH大小”，面對著這一問題，絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為前者pH大，那么如何來驗證這一觀點。在實驗探究中，學(xué)生查到碳酸（ K al =4.4×10 ?-7）、乙酸電離常數(shù)（ Ka =1.75×10 ?-5）， 根據(jù)結(jié)果來進(jìn)行判斷后得出HCO3 -水解度比CH3COO -水解度大的結(jié)論，進(jìn)而認(rèn)為 01mol·L ?-1NaHCO3溶液的pH值比01mol·L ?-1CH3COONa 溶液的pH大。此時，教師讓學(xué)生實驗用pH計測出相反結(jié)論。面對著相反結(jié)論，學(xué)生陷入思考中，分析和討論到底哪里出現(xiàn)了問題，教師趁機(jī)引導(dǎo)進(jìn)行探討，得到猜測來進(jìn)一步思考，認(rèn)識到比較pH值不能只考慮到水解一種因素，從而真正得到正確結(jié)論。在本次教學(xué)中，教師設(shè)計“悖論”情境，讓學(xué)生在思考中消除矛盾思維，對問題進(jìn)行深度分析、實驗，進(jìn)而得到正確結(jié)論，發(fā)展學(xué)科思維能力。實際上，教師在實驗教學(xué)中要利用學(xué)生自身化學(xué)知識偏差、局限等來創(chuàng)設(shè)“悖論”情境，在破解中來進(jìn)行思考和分析，更好地促進(jìn)化學(xué)認(rèn)知發(fā)展，實現(xiàn)高質(zhì)量學(xué)習(xí)。

3.“階梯”情境。

知識形成過程是螺旋式增長，教學(xué)情境要為學(xué)生找到學(xué)習(xí)支撐點，課堂中選擇合適素材來創(chuàng)設(shè)與教學(xué)目標(biāo)相匹配的情境，幫助他們突破學(xué)習(xí)難點，實現(xiàn)知識深度理解。

在講解衍生物、糖類知識點時，教師以甲烷為起始內(nèi)容來起點上，在已有知識基礎(chǔ)上來創(chuàng)設(shè)問題情境。開始授課后，學(xué)生先要結(jié)合回憶學(xué)過的無機(jī)物性質(zhì)與反應(yīng)，分析甲烷能夠發(fā)生什么反應(yīng)，學(xué)生結(jié)合已有知識基礎(chǔ)來列出甲烷與氧氣反應(yīng)方程式，說出分析的角度。結(jié)合這一問題，有的學(xué)生從碳元素化合物角度分析、有的從置換反應(yīng)角度分析，不同分析角度得到不同反應(yīng)方程式。以問題情境方式來實現(xiàn)“從無機(jī)物到有機(jī)物學(xué)習(xí)”的有效銜接，讓學(xué)生從化學(xué)反應(yīng)、元素周期律、元素化合物等角度來進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。醇類教學(xué)中，學(xué)生要在已學(xué)“烴基”知識點基礎(chǔ)上來回答教師提出的問題，即，乙醇哪些反應(yīng)與烴基有關(guān)？乙醇哪些性質(zhì)還可以類比推理到其他醇類？一系列問題讓學(xué)生認(rèn)識到“烴基決定了乙醇性質(zhì)”，通過推導(dǎo)來實現(xiàn)從“乙醇性質(zhì)”到“醇類性質(zhì)”過渡，幫助他們在學(xué)習(xí)中實現(xiàn)知識遷移，在學(xué)習(xí)中應(yīng)用發(fā)展的觀點來學(xué)習(xí)新知識，促進(jìn)個體宏觀與微觀結(jié)合素養(yǎng)的形成。化學(xué)教學(xué)中，教師要統(tǒng)籌教學(xué)內(nèi)容、基于實際學(xué)情來創(chuàng)設(shè)問題教學(xué)情境，豐富課堂認(rèn)知角度，促進(jìn)學(xué)科思維發(fā)展。以“階梯”發(fā)展學(xué)生認(rèn)知，符合知識形成規(guī)律，推動化學(xué)課堂教學(xué)向更深層次發(fā)展，促進(jìn)對知識深度理解。

4.“數(shù)據(jù)”情境。

化學(xué)是一門實驗學(xué)科，教師在教學(xué)中要關(guān)注知識推理過程，在實驗中收集、加工和處理數(shù)據(jù)，培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析綜合能力，讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)推理路徑，發(fā)展應(yīng)用數(shù)據(jù)分析得到結(jié)論能力。化學(xué)授課中，教師不妨結(jié)合本章節(jié)教學(xué)目標(biāo)來設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，以“大數(shù)據(jù)”問題情境來激發(fā)課堂中學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在實驗中應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行研究，在思考中來掌握教材知識，在學(xué)習(xí)中理解新的內(nèi)容。

“化學(xué)平衡”的核心概念在于化學(xué)平衡常數(shù)，以一組數(shù)據(jù)來創(chuàng)設(shè)用“數(shù)據(jù)”問題情境，讓學(xué)生在分析數(shù)據(jù)、得到結(jié)論，增強(qiáng)學(xué)科思維能力。課堂中，教師列出了二氧化氮轉(zhuǎn)換體系中物質(zhì)量濃度表，表中有起始濃度、平衡濃度、平衡濃度關(guān)系，讓學(xué)生思考在相同溫度、不同起始濃度下所達(dá)到不同平衡狀態(tài)時，是否存在著“定量關(guān)系”。面對著表格，學(xué)生要從表格中實驗數(shù)量來尋找到化學(xué)平衡的定量特征，在發(fā)現(xiàn)是常數(shù)后給“平衡常數(shù)”下定義。以“從實驗數(shù)據(jù)尋找平衡狀態(tài)定量特征→下平衡常數(shù)定義→探討平衡常數(shù)影響因素→平衡常數(shù)的應(yīng) 用……”進(jìn)行加工和處理數(shù)據(jù)的方式來構(gòu)建化學(xué)模型，體驗到數(shù)據(jù)處理過程，從而把實驗數(shù)據(jù)來轉(zhuǎn)換為化學(xué)結(jié)論，發(fā)展學(xué)科推理能力。借鑒上述過程，教師在講解化學(xué)核心概念（如， Ka 、 Kb 等）知識點時也可以創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生在“數(shù)據(jù)”情境中來體會變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理和模型認(rèn)知等化學(xué)核心素養(yǎng)，更好地推動思維的發(fā)展。以“數(shù)據(jù)”情境帶動學(xué)生快速進(jìn)入課堂狀態(tài)，促進(jìn)自身化學(xué)數(shù)據(jù)處理能力發(fā)展，從中得到化學(xué)規(guī)律。

5.“史學(xué)”情境。

化學(xué)是一門自然學(xué)科，要想促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)形成，教師要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受和認(rèn)識到前輩科學(xué)家的“求真”態(tài)度，體驗到化學(xué)求學(xué)中科學(xué)態(tài)度。眾所周知，每一個化學(xué)知識點發(fā)現(xiàn)都有前人貢獻(xiàn)，其中蘊含著豐富的科學(xué)思想和方法，要讓學(xué)生感受到其中蘊含的科學(xué)思想。結(jié)合教材內(nèi)容，教師要深入挖掘化學(xué)知識點背后的史實，創(chuàng)設(shè)化學(xué)史問題情境，帶領(lǐng)學(xué)生重溫化學(xué)知識發(fā)現(xiàn)過程，感受前人尋找規(guī)律不易，形成科學(xué)思維能力。

在講解“鹵代烴”知識點時，里面提到了DDT，雖然內(nèi)容并不是課堂主要內(nèi)容，但依然可以挖掘背后隱含的化學(xué)史實，培養(yǎng)形成化學(xué)研究科學(xué)精神。課堂授課中，教師講解完重點內(nèi)容后來闡述DDT的發(fā)現(xiàn)過程：最早在十八世紀(jì)中后期德國化學(xué)家合成出DDT，瑞士在1940年應(yīng)用于殺蟲方面，在二戰(zhàn)中幫助人類有效控制瘧疾等疾病，對人類健康起到了重要作用。隨著科技發(fā)展，二十世紀(jì)七八十年代發(fā)現(xiàn)DDT存在著健康隱患而被禁用，但進(jìn)入新世紀(jì)后由于規(guī)范應(yīng)用而能減輕副作用。從“神藥”到備受“冷落”再到恢復(fù)“使用”，教師以DDT發(fā)現(xiàn)、應(yīng)用、封禁和規(guī)范使用來創(chuàng)設(shè)“史學(xué)”情境，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)藥品要規(guī)范使用，感受到人類世界在不斷進(jìn)步中增強(qiáng)對化學(xué)藥品的認(rèn)知，并在實踐中深化。以化學(xué)史來展開教學(xué)， 教師豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容、在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生形成“科學(xué)精神與社會責(zé)任”，讓個體在學(xué)習(xí)中形成社會責(zé)任感，培養(yǎng)化學(xué)創(chuàng)新意識。營造“史學(xué)”情境問題激發(fā)學(xué)生對知識興趣，讓他們認(rèn)識到化學(xué)知識點背后的化學(xué)故事，發(fā)展學(xué)科思維能力。

總之，高中化學(xué)教師要關(guān)注學(xué)生學(xué)科基礎(chǔ)、實際學(xué)情，注重問題情境創(chuàng)設(shè)來選取合理教學(xué)素材，突出學(xué)生對化學(xué)知識的認(rèn)知過程，圍繞如何豐富課堂內(nèi)容、增加學(xué)習(xí)角度來轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)課堂教學(xué)理念，突破學(xué)習(xí)中“認(rèn)知障礙”，帶領(lǐng)學(xué)生在化學(xué)情境學(xué)習(xí)中加深對教材內(nèi)容認(rèn)識，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

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（作者單位：甘肅省平?jīng)鍪袥艽h第一中學(xué)，甘肅 涇川 744300）