《普通高中化学课程标准(2017版)》(以下简称“新课标”)中强调,普通高中化学课程是与义务教育化学或科学课程相衔接的基础教育课程,是落实立德树人根本任务、发展素质教育、弘扬科学精神、提升学生核心素养的重要载体;化学学科核心素养是学生必备的科学素养,是学生终身学习和发展的重要基础。那么,在教学过程中,教师是如何落实素养为本的课程理念的呢?笔者认为,教师应从理解国家意志、把握学科结构和尊重认知规律等方面出发,思考与教学价值、教学内容和教学方法等对应的“为什么教、教什么、怎么教”等基本问题,才能有效保障学科核心素养在课堂教学中落地生根。其中关于“教什么”的问题最应引起一线教师的重视。相对于“怎么教”,教师往往对“教什么”关注甚少,因为有教材在手,有考试说明在案,稍有经验的教师对于所教重点都了如指掌,他们还需要思考“教什么”吗?但笔者认为,确实需要,因为教师要教“素养”,具体的知识只是载体而已,挖掘化学知识的价值和功能,将知识转化为素养才是教师追求的化学课堂。那么,在核心素养下的化学常态课中,教师应该“教什么”呢?下面,笔者结合自身多年教学经验,谈一谈自己在实际教学中的一些做法。

一、元素化合物课:真实问题情境的教学实践

新课标强调,化学教材内容的选择应关注学生现实的生活经验,反映化学发展的特点和发展趋势,凸显现代科学技术发展的新成就;应具有真实情境性,体现时代性,有利于学生知识视野的拓宽,感悟科学、技术、社会和环境的相互影响;应适当融合跨学科知识,发展学生解决综合问题的能力。如:“月饼盒中为什么要放一个小包装袋?”“包装袋里面有什么物质?”“这种物质能起怎样的作用?”正是这些真实问题激发了学生的探究兴趣,学生迫切想通过实验进行探究。提到教学情境,教师常会想到的是在课堂中插入一段视频、一个游戏、一组图片、一个故事,或为解决课堂某一具体问题设计的孤立情境。这些挖空心思琢磨出的碎片情境,更多用于吸引眼球,与后续课堂内容及目标完全不搭。而情境是指一个人进行某种行动时所处的社会环境,是人们社会行为产生的具体条件,真正有效的教学情境一定是切合学生生活实际、学生感兴趣的、有意义的、能够解决真实问题的,也是层层递进的,由若干个小情境、小问题组合而成“问题境脉”,一境到底,一例到底,一以贯之。

例如,在高三进行“铁盐与亚铁盐性质”知识复习时,笔者从“教室里的绿萝叶子发黄,得了缺铁性黄化病,如何补铁?”这一真实情境引入,结合铁元素价类二维图让学生讨论:铁肥的铁元素是怎样的形式?硫酸亚铁是怎样调节土壤酸碱性的?需要调为酸性还是碱性?硫酸亚铁铁肥是否变质?如何处理变质的铁肥?如何配置FeSO4及保存?一系列层层递进的问题,落实了铁盐与亚铁盐的重要性质,发展了学生宏观辨识与微观探析、证据推理能力等核心素养,也促进了学生化学学科核心素养的发展。

又如,在讲授“铝与铝合金”相关知识时,大多教师常常会花大力气讲解金属铝、三氧化二铝与氢氧化钠反应的化学方程式,使得教学既枯燥又低效。笔者在教学过程中借助元素化合物的知识载体,教会学生认识物质、分析物质的思维和方法,让学生根据物质的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题。金属铝是生活生产中应用最广的金属,笔者采取项目式教学法,由一则“最好少喝罐装饮料,因为饮料会溶解铝,导致人记忆力减退、老年痴呆”的视频及铝制易拉罐到底安不安全,易拉罐是否会与所装饮料(饮料往往会呈现一定的酸碱性,如可乐中含有磷酸,其pH值约为2.5)产生反应的情境导入新课,引导学生设计实验,进行实验探究,学生得出结论:铝制易拉罐会与所装的饮料反应。正当学生疑惑时,笔者向学生展示了提前用氢氧化钠溶液浸泡、只剩一层软膜的易拉罐,学生看着软软的薄膜,教室瞬间爆发出热烈掌声。原来如此啊!正是这层薄膜隔绝了饮料与易拉罐的接触,保护了我们的健康。本节课学生通过“易拉罐的揭秘”,对铝制品性质进行了探究,心中的疑惑消除了,利用化学知识解决社会问题的责任感和使命感增强了。因为在解决真实的、迫切的、感兴趣的问题情境中,学生习得的知识和能力才是最深刻、最有价值的。所以,由“问题”创设情境,情境、活动、解决问题“三位一体”的化学课堂才是培养学生核心素养的有力保障。

二、核心概念理论课:学科本源的教学实践

化学学科的核心概念较多,如物质的量概念群、氧化还原反应概念群、电解质概念群等。这些概念相互关联、抽象难懂,远离学生生活经验,是学生学习的重点和难点。部分教师由于相关化学知识储备不足,对概念产生的历史背景和演变意义等知识了解较少,导致他们对这些内容挖掘不够,认识不深,站位不高。例如,在讲授“物质的量——摩尔”一课时,很多教师将重点放在反复强调物质的量的概念上,会总结几个要点,甚至进行字词辨析(物质的量不是物质的质量、物的量等),接着就是一系列强化练习。这种将教学内容窄化为具体知识、具体考点的行为,忽视了概念、现象背后的化学思想、研究方法、化学价值,学生习得的知识死板、肤浅、空洞且没有生长力,不利于核心素养的发展。

任何一个概念的产生都有其特定的社会背景,作为化学教师,只有了解了概念产生的背景,才能理解概念背后的价值。随着科技的发展、人类的进步,一些概念在内涵和外延上发生了变化。那么,这些变化的意义何在?人们只有了解了概念的演变历程,才能对概念所承载的意义有更加深刻和准确的认知。新课标指出,教师要结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势,引导学生进一步学习化学的基本原理和方法,形成化学学科的核心观念。那么,“物质的量”相关概念的形成究竟是怎样的呢?笔者通过研读文献发现:摩尔的出现先于物质的量,物质的量是作为摩尔的物理量出现的。这是科学发展史上少有的先有单位后出现物理量的例子,告诉我们摩尔的概念内涵远远丰富于物质的量,我们应该将重点放在对摩尔的探究上。所以,笔者采取的教学策略是将“数数”这一任务贯穿课堂,让学生在寻找合适的微观粒子数目的方法时,形成“集合”思想,而“集合”思想正是“摩尔”概念产生的根本原因。这种遵循概念发展史的教学,有利于学生思维的发展和认识的深化,有利于学生感受化学概念的本质和意义,感受化学学科的魅力及价值。

此外,教师可以借助化学史的教学促进学生化学认识视角的形成。同样是对物质及其变化的探索,不同时代的化学家,同一时代不同的化学家,其研究的侧面和角度是不尽相同的。学生学习化学时,除了要形成系统的化学科学知识体系外,还要学会研究物质及其变化。例如,“氧化还原反应”是指物质在化学反应过程中自身电荷发生变化,其中一种物质失去电荷,另一种物质获得电荷的一类反应。17世纪末,氧化学说推翻了燃素说,人们认识到在这个充满氧气的大气圈中,很多反应都有氧气的参与。如燃烧、钢铁生锈、食物腐败、生命活动等都是氧化反应。历史上第一次使用还原一词正是为了描述将金属从矿石中分离出来的过程,这就是氧化还原反应的起源。19世纪初,弗兰克兰提出化合价概念,有效拓展了人们对氧化还原反应的认识。即,有化合价变化的反应为氧化还原反应。20世纪初,柯塞尔与路易斯建立成键的电子理论,人们才了解了氧化还原的本质。即,有电子的转移。“从哪想,怎么想”的问题是化学科学思维发展非常重要的两个方面,化学认识视角正是回答了“从哪想”的问题,学生的认识视角一旦养成,就能够顺利找到解决复杂化学问题的突破口,这样一来,教学内容的价值就超越了具体的化学知识。

三、理论、原理课:思维及观念形成的教学实践

1.融合其他学科,促进思维发展

核心素养强调学生发展的全面性和整体性,注重挖掘知识背后隐藏的学科能力、学科思想方法,关注对真实问题的分析和解决。学科思想方法是隐藏在知识背后的、能反映学科本质、学科规律的具有方法论和认识论意义的学科要素,也是最容易突破学科边界,实现跨学科融合的。例如,“元素周期律”的实质是揭示微观结构和宏观性质之间的内在联系。学生学习时觉得比较容易,但解决问题时却没有头绪,关键在于学生较容易接受元素周期律的知识结论,对“周期性”没有深刻认识。于是,笔者将本节课的第一个任务设计为充分认识“周期性”。即,通过课表中的周循环、物理中的单摆运动轨迹、生物中的细胞分裂周期、地理中的地球公转等学科知识,帮助学生充分认识周期性的含义,引导学生寻找化学中的周期现象。又如,化学平衡中的勒夏特列原理与物理中的楞次定律、生物中的负反馈调节等思想一致,其思想在《道德经》中也可以找到。即,张弓效应。至此,学生就可以深刻了解“勒夏特列原理”了。所以,虽然学科有界限,但是知识没有界限。教师的站位应高于本学科,要能够全面系统地思考问题,并尝试借力其他学科,融合多学科知识,帮助学生突破难点,发展思维。目前,引导学生从“掌握作为一种知识的化学”的思维转变到“理解作为一种思维方式的化学”,已成为国际化学课程改革的重要方向。

2.挖掘文化内涵,打造有情有味的课堂

提到化学课,大家脑子里就会浮现出大量方程式、化学式及背不完的性质现象等知识。导致这一问题的原因正是我们的化学课是有知识没文化、没情感的课堂。所以,教师只有深入挖掘化学知识背后的文化内涵、精神、情感,才能打造出有情有味的课堂,才能吸引学生和打动学生。例如,在讲授“化学键”相关知识时,笔者积极挖掘化学键的文化内涵和揭示自然本质,帮助学生掌握化学键的难点。具体如下:离子键等化学键的形成和存在深刻地揭示了造物者的无穷智慧,为了降低体系能量,电子富余的碰上电子短缺的一个愿失一个愿得,一拍即合,你情我愿,形成了离子间若即若离的微妙关系,十分有意思;离子键的形成不仅是物质形成的作用,还是人与人的相处之道,也是普世的哲学规律。人类依附于关系而存在,元素少有天生不用化合的,因为先天不足,元素的原子之间必须化合。感谢元素的先天不足,让我们的世界变得如此美妙!这样讲述原子与原子的故事,融合形象的类比,学生在轻松愉悦的氛围中不仅接受了相对枯燥的理论知识,感受到了科学家在采用共价键和离子键这两种极端键型描述原子相互结合的简洁智慧和自然魅力,还体会到了电子式、结构式不过是人为的符号规则对物质结构所做的一种“示意”,并非写真。这样一条充满文化意蕴的故事链,既有助于学生理解化学键的本质,又有助于学生感受化学学科的魅力。任何知识都有着丰富而深刻的内涵,蕴含着多重价值,教师分析和挖掘化学知识价值的过程,就是深入揭示知识内涵的过程,就是引导学生思维和认识不断深入发展的过程。

3.坚定文化自信,践行课程思政

新课标提到,教师要进一步精选学科内容,重视以学科大概念为核心,使课程内容结构化,以主题为引领,使课程内容情境化,促进学科核心素养的落实。还要结合学生年龄特点和学科特征,落实习近平新时代中国特色社会主义思想,有机融入社会主义核心价值观,中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化教育内容,努力呈现经济、政治、文化、科技、社会、生态等发展的新成就、新成果,充实丰富培养学生社会责任感、创新精神、实践能力相关内容。因此,在讲授“金属矿物的开发和利用”这节课时,笔者设计的课题为“诗情画意炼金属——金属矿物的开发与利用”,从金文“金”字的动画让学生感受汉字所传承和弘扬的中华文明和古老文化——金属冶炼的过程。世界冶金史上的三大方法有两大都在中国,第一个是湿法炼铜,其先于西方1700多年;第二个是高炉炼铁,其足足领先西方1000多年,这样辉煌的中华文明与智慧足以让我们在世界舞台上昂首挺胸。课堂上,笔者带领学生畅游在古人留下的诗词中,让学生感受中华冶金文明,通过任务一寻“金”——探寻东方智慧,任务二炼“金”——揭秘点石成金,任务三用“金”——合理开发与利用,层层推进课程。整个课堂充满了诗情画意,洋溢着文化自信。最后,笔者总结时,学生不由得发出“何其有幸,生于华夏”的感慨。我想,这就是学科思政吧。

回头想想,笔者刚站讲台上的那会,总是急切地想知道怎样才能把课上好,把注意力放在教学技巧和方法上。现在,笔者已经明白了,在讨论把课上好这个话题前,先要聊聊“怎样把教育做好”,然后才是具体的“怎样把课上好”,因为我们上的每一节课虽然内容不同、课型不同、教法不同,但最终的目的都是“育人”。化学教师所担负的育人使命是借助具体的化学知识培育学生的化学学科核心素养,体现化学学科在帮助学生形成未来发展需要的正确价值观念、必备品格和关键能力的重要作用。所以,当笔者明确了化学教育的使命,清楚了课堂教学的目标,知道了该培养什么样的人时,对于该教什么这个问题就有了选择,课堂慢慢就好了起来。因此,作为一线教师,我们应该时刻不忘育人初心,扎根课堂,落实核心素养,坚持不懈终将硕果累累。

作者单位   西安工业大学附属中学

责任编辑:张言