基于化学学科本质的有效教学实践

钱海如　闵蓉蓉

摘要：文章主要以物质性质、物质构成、物质的化学变化三个主题的教学案例为例，阐述初中化学有效教学要基于学科本质，发挥核心知识的统摄和衍生功能，关注认识方式的导向和引领价值，突出化学观念的稳定和层次作用，关注学生的学习过程，重视培养学生的创新精神和实践能力。

关键词：初中化学；学科本质；核心知识；化学观念；有效教学

文章编号：1008-0546（2014）06-0015-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.06.005

在新一轮课程改革背景下，实现初中化学教学的优质高效是师生共同的目标，以前那种忽视科学素养的培养、偏离化学学科本原、强化纸笔训练的课堂教学已远远不能适应新的教育形势。本文从物质性质、物质构成、物质的化学变化三个主题的教学案例出发，谈谈基于化学学科本质的有效教学的方法。

一、发挥核心知识在物质性质教学中的统摄和衍生功能

核心知识是每个教学活动单元中必须要让学生掌握、理解、探明的主要知识技能，是一个学期教学、一个单元教学、一节课教学的主体内容与知识主干，是整个教学活动链条中的关键链环，是联系全部教学活动的轴心骨，是教学活动之魂的栖息地。核心知识教学是整个教学活动的连心锁，是赋予教学活动以整体性的关键。初中学生认识物质的水平必须是循序渐进的，即由对核心的代表物的认识走向一类物质的认识，由零散知识的认识逐步走向建构系统化的知识。

1. 核心知识是统领者与链接者

初中化学课程中物质性质教学的核心知识主要是由“核心代表物”承载的，这些“核心代表物”有三类，即身边的代表性物质、学科发展的代表性物质、各物质类别的代表性物质，因此，在教学中我们要整体规划，充分挖掘这些物质所承载的认识物质的科学思想和方法，实现以多角度认识物质为根本目标，以认识物质的性质为主要认识目标，并将对物质的理论认识转变为真实情境中的认识。例如，“氧气”和“二氧化碳”是初中化学中的核心代表物，以这两种物质作为载体，要充分挖掘其承载的学科价值，研究恰当的学习方法，提高学生的科学素养。在“氧气的性质”教学中，教师要善于帮助学生构建从化学学科的视角认识物质的框架，即学科方法。从教材的编排体系可以看出，氧气是第一次接触到的纯净物，而且学生刚刚熟悉了化学变化的概念，初步理解了化学是研究物质的组成与结构、性质与变化、用途与制法，在这样一个前提下，面对氧气的性质教学，就有必要适当系统地呈现给学生学习或研究物质性质的学科方法，即从哪些方面研究、怎样通过实验来研究、怎样观察实验现象、怎样验证实验结果、怎样分析研究结论等，这些问题是“氧气的性质教学”必须承载的，这样会给学生今后研究和学习新物质提供基础，做好铺垫。因此，“氧气的性质教学”要更加侧重于学科的逻辑性、实验的规范性，更加注重科学严谨的推理思维的培养以及对实验结果的比较思维的培养。可以说，“氧气的性质”教学对学生而言具有“以一应百”的优势与潜能，在学科知识上具有统摄功能。

2. 核心知识有再生力与生发力

“二氧化碳的性质” 是安排在“氧气的性质”之后的，教学中，教师要尽力引导学生运用已经初步构建的认识物质的框架。具体来说，教学中设计的问题应侧重于怎样分析实验结果、怎样自主设计实验验证猜想、怎样归纳研究结论等。设计教学过程可以通过解释性或说明性的问题作为任务驱动，激发学生好奇心和求知欲，在学生逐步解决相关问题之后，恰好是学生整体形成了二氧化碳的性质的过程。在这个过程中，学生会自觉运用“学科方法”，教师的教学明线是“问题导航”，学生的学习暗线是“认识二氧化碳”，教师的导学重点在回归“学科方法”，学生的领悟难点在理解“学科方法”。 这样，学生在今后学习其它物质的性质时就能自觉运用“学科方法”，可以说，核心知识具有衍生功能，一切外围知识都是学习者逼近核心知识，最终将之消化、理解的垫脚石与助跑器。

二、关注认识方式在物质构成的教学中的导向和引领价值

认识方式是个体在知、觉、思维、记忆和理解问题等认知活动中加工和组织信息时所显示出来的独特而稳定的风格，科学的认识方式是人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段。《义务教育化学课程标准（2011版）》对《物质构成的奥秘》的内容标准有这样的阐述：从宏观到微观、从定性到定量，体现了化学学科发展的趋势。对物质组成的微观研究和定量研究使化学逐步成为能在实验和理论两个方面同时发展的一门自然科学。本主题的教学价值在于培养学生由表及里、由现象到本质、由宏观到微观的科学认识方式，锻炼学生的推理逻辑思维和理论思维。教学中，帮助学生建立微粒的观念是难点，对教师的要求也最高，如果处理不当，学生在此就出现分化。这就需要我们妥善运用观察、想象、类比、模型、探究和实践活动等方法，帮助学生逐步理解化学现象的本质，使学生逐步实现由单一的定性、定量、宏观、微观的认识逐步走向定性与定量相结合、宏观与微观相结合的认识。

1. 实验探究是形成科学认识方式的基础

实验探究，可以激发学生的学习兴趣和求知欲望。《物质构成的奥秘》主题中的三个核心概念的教学适宜按“分子→原子→元素”顺序展开，在“分子、原子”中不仅要充分利用师生能做的实验，激发学生的学习兴趣，这些实验有氨分子的运动、比较空气和水在被压缩时的体积变化情况、观察并解释浓氨水和浓盐酸相互接近时的“空中生烟”现象、酒精和水的混合、品红的扩散等，这些简单可行的实验是引导学生走进微观世界的好帮手。而且还要利用科学家们做过的实验视频，激发学生的求知欲望，这些实验有STM（扫描隧道显微镜）与“原子操纵”技术，卢瑟福的粒子散射实验等，这些实验虽然学校不能做，而视频资料就能展示科学的进步，化学技术的发展，化学家们的追求，微观世界的真实，这些无疑会帮助学生打开微观世界的大门，更会激发学生进一步研究微观世界的兴趣和欲望。因此，以实验探究引导学生去认识宏观到微观的一些具体现象和实例，引导学生承认微观粒子的存在，进而慢慢步入了微观世界，这是帮助学生形成科学认识方式的基础。endprint

2. 理论建立是形成科学认识方式的关键

理论建立，能够培养学生的逻辑思维和创新能力。本主题教学中对学生理论思维的锻炼是难点，这需要在进行《原子》和《元素》教学时更加注意。对于《原子》的教学，适宜以时间为序展开：古代东方哲学的阴阳五行论→德谟克利特的古典原子论→牛顿的粒子学说→道尔顿的原子理论→阿伏加德罗分子理论→汤姆逊发现电子（原子的枣糕模型）→卢瑟福行星模型→发现质子和中子（原子核模型），有利于引导学生在具体的科学史实中了解科学家的严谨求实的科学态度，不断领悟科学家们的“提出问题、实验分析、建立模型、解释现象”逻辑思维，在潜移默化中培养并提高学生的想象能力、创新能力，锻炼理论思维。

本主题的学习是让学生对物质的微观结构有所了解，在此基础上学生才能理解物质及其变化的本质，才能理解物质的多样性和统一性，才能理解物质变化的客观性和复杂性，才能形成化学的基本观念并发展探究物质及其变化的兴趣。通过实验和理论两个方面的相互作用，实现“宏观世界”与“微观世界”的相互“穿越”。在未来的学习过程中，要充分利用本主题所学知识，体现这些知识的价值，如对质量守恒定律的微观解释、金属与酸或盐溶液的置换反应的实质分析、复分解反应的条件、离子共存等问题的本质分析等。可以说，本主题的学习是基础，是帮助学生形成科学认识方式的关键，后续的应用更是实践与巩固。我们的教学中就是要让学生意识到：科学的发展就是一个不断追求事物本质的过程，就是一个不断建立科学理论的过程，就是一个不断完善事物解释的过程，就是一个不断否定阶段结论的过程。

三、突出化学观念在物质的化学变化教学中的稳定和层次作用

观念的形成不是一蹴而就的，它需要经过基础知识→核心概念→基本观念→应用于解决实际问题→基本观念→……几个反复过程方能形成一种较为完善的基本观念，基本观念一旦形成后就具有极强的稳定性。化学观念引领教学，不是向学生头脑中灌输既定的事实和程序，而是创造一定的环境让学生积极建构自己的经验，重视问题的驱动。观念的层次性是受学习者的认知水平的高低和知识经验的多少影响的。一般说来， 学习者的认知水平越高，知识和经验越丰富，越容易形成内容更完善、层次级别更高的观念。

1. 化学观念有助于增进学生对化学知识的学习和理解

《义务教育化学课程标准（2011版）》指出：“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学，其特征是研究物质和创造物质。化学变化是化学研究的主要内容，它对认识和确定物质的组成、结构有着不可替代的作用。”化学学科有一套自己的“化学语言系统”——化学方程式、离子符号、微粒结构示意图等，这样的符号系统就是把化学变化从具体到抽象，有利于学生从微粒的角度、从本质的角度认识化学变化，从而建立系统的、定量地认识化学变化的方法。

例如，在物质的化学变化主题中关于“化学方程式的书写”是初中化学学习的重要内容，《义务教育化学课程标准（2011版）》是从三条线索逐步引入的：第一条是通过实验和生产生活中的事例认识典型的化学反应，掌握化学变化的判断方法，知道化学反应一定是生成了新物质，并初步熟悉新物质的检验方法，帮助学生建立起正确表述化学变化的几个环节，即描述反应物、生成物、反应条件以及反应过程中伴随的现象，为书写化学方程式奠定了变化本质基础；第二条是认识物质的构成和组成，学会元素符号和化学式的意义和写法，化合价的应用，使学生学会书写符号并了解规则，理解符号意义，为书写化学方程式奠定了符号系统基础；第三条是理解质量守恒定律，利用相对原子质量、相对分子质量进行物质组成的简单计算，从而帮助学生建立质量观、元素观、守恒观，为书写化学方程式奠定了质量守恒基础。充分认识这三条线索，就可以在教学中要达到以下目标：使学生了解研究化学变化的科学方法，逐步发展对“物质的化学变化”的本质认识和规律认识，逐步形成“物质可以变化的”观点。因此，没有变化本质的基础，就不能客观地反映化学变化；没有符号系统基础，就不能对客观的化学变化进行抽象地转化、描述；没有质量守恒基础，就不能对客观的化学变化进行定量的研究。

2. 化学观念有助于提高学生发现问题和解决问题的能力

观念的作用在于指导实践。中学化学基本观念的形成为学生提供观察周围事物的一种心理范式和思维习惯，能使学生自觉地利用化学的视角审视所见所学。中学化学教育一个非常重要的任务就是培养学生发现问题和解决问题的能力，化学基本观念形成后，它反过来能指导学生用化学的观念观察和分析有关的化学问题。

例如，在物质的化学变化主题中关于“化学计算”是初中化学学习的难点之一，化学计算的教学承载着化学课程的两个方面功能，一是认识和确定物质的组成、结构，二是从定量的角度认识化学变化，揭示物质的性质及其变化规律。通过化学计算的教学，可以帮助学生理解化学学科的本质，提高学生的化学科学素养。初中学生学习依据化学方程式的计算需要一个循序渐进的过程，即由简单的化学方程式的计算逐步走向运用元素守恒的计算，由掌握化学计算的规则、方法、技巧逐步走向获得解决问题的方式方法的认知策略，其难度与要求应该低于高中阶段，决不能用过高的要求吓跑学生。教学中，我们要帮助学生夯实化学方程式的意义，精准理解质量守恒定律，突出物质转化以及元素守恒的关系式的意义，学会寻找质量比例关系，真正从定量的角度认识化学变化，解决化学实际问题。

《义务教育化学课程标准（2011版）》指出：“义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念；引导学生体验科学探究的过程，启迪学生的科学思维，培养学生的实践能力；引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系，理解科学的本质，提高学生的科学素养。”教师可以对照《义务教育化学课程标准（2011版）》，从教材的整体体系上研究教学法，研究时应侧重于如何解析教材思路、怎样优化教学思路以及怎样恰当地对教材作适度演绎，将教学设计中的静态构成要素（教学内容的确定、教学情景的设置）和动态构成要素（教学活动的组织、学习过程的指导）有机结合起来，回归化学教育的本原，从化学的视角理解化学课程，实施有效教学，课堂教学既要深入到“情景性问题”和实践活动所涉及到的实质性主题之上，又要使学生浸润于“化学学科的本质”当中，让课堂充满浓厚的“化学味”，让初中化学课程成为“科学教育的重要组成部分”，逐步使学生从化学的角度初步认识物质世界，提高学生运用化学知识和科学方法分析、解决简单问题的能力，为学生的发展奠定必要的基础。

参考文献

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