运用“有效共识”培养化学学科核心素养的探索

2018-10-10毛东海

化学教学 2018年8期

摘要：简介了化学课堂“有效共识”的基本观点，论述了“有效共识”与化学学科核心素养的关系。以“铝及铝合金”一课的教学设计为例，归纳了运用“有效共识”培养化学学科核心素养的做法。

关键词：化学课堂“有效共识”；化学学科核心素养；教学探索

文章编号： 10056629（2018）8003906 中图分类号： G633.8 文献标识码： B

化学课堂“有效共识”是指研究团队在教学研究中共同达成的关于化学课堂有效性的思想认识，包括“内容系统”、“策略系统”两个方面[1～3]。在当前大力推进学科核心素养培养的教育形势下，笔者就运用“有效共识”培养化学学科“核心素养”的话题作了一点思考、探索，向同行们汇报。

1 “有效共识”之“内容系统”中融入化学学科核心素养的探讨

1.1 关于“内容系统”的基本观点

我们认为，合理的教学内容应体现在“四个”层面（见图1）。知识内容，即化学学科中的核心知识；方法内容，即化学学科中典型的研究方法；观念内容，即人们在认识化学的实践活动中形成的一种思维方法或学科观念；文化内容，即除上述三层内容之外，蕴含于化学教学素材中的具有育人价值的思想观念、思维方式或审美情趣[4～7]。

“四层”内容的地位及相互关系，即形成“内容系统”。知识内容是一堂课教学内容的基础，是学科教学最核心的部分；方法内容是落实其他层面内容，并进行方法本质教育的过程设计，是体现一堂课效益的关键；观念内容是深化学科理解、彰显学科思想的时机布局，是凸显学科内涵的重要载体；文化内容是进一步提升学科育人价值的、散点的素材挖掘，是开展立德树人教育的、靈活的机会捕捉。“四层”内容，互动发展、自下而上形成从“知识育人”到“文化育人”的生长态势，不断彰显、拓展学科的育人价值[8～9]。

1.2 “内容系统”与“核心素养”的关系

化学学科核心素养是从化学学科的角度、从人持续发展的必备品格和关键能力的层面提出的素质教育的要求，是一个完整的核心素养体系[10]。我们认为，教学内容的“四个”层面蕴涵或伴生着化学学科核心素养，通过梳理可以显现素养内涵，融入素养培养的契机（见图1）。

“知识内容”中可以融入“宏观辨识与微观探析”的核心素养，对应的知识模块有“分子、原子的构成”，“原子结构基本理论”，“有机物的结构、官能团的性质”等；可以融入“变化观念与平衡思想”的核心素养，对应的知识模块有“化学反应的基本规律”、“溶解平衡、化学平衡的本质”等；可以融入“科学态度与社会责任”的核心素养，对应的知识模块有“化学知识的用途”、“化工产品的工作原理”等。

“方法内容”中可以体现“宏观辨识与微观探析”的核心素养，例如“从宏观的角度感知化学反应的现象”，“从微观的角度认识化学反应的本质”等；可以体现“证据推理与模型认知”的核心素养，例如“通过实验现象推论反应结果”，“将复杂的化工生产转化为简明的装置流程”，“利用分子模型认识分子结构”等；可以体现“科学探究与创新意识”的核心素养，例如“创新的实验设计”、“独特的探究方案”、“对实验意外现象的探究”等。

“观念内容”中可以渗透“宏观辨识与微观探析”的核心素养，例如“元素观”、“微粒观”等；可以渗透“变化观念与平衡思想”的核心素养，例如“变化观”、“平衡观”等；可以渗透“科学态度与社会责任”的核心素养，例如“化学史实观”、“化学应用价值观”等。

“文化内容”中可以培养“科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”的核心素养，例如“科学精神与人文精神、资源意识与环保观念，创新思想、科技意识、生产力观念”等。总之，教学内容的一个层面可以对应核心素养的多个维度，两者之间及与三维教学目标的关系如图2所示。

1.3 聚焦“核心素养”培养的“内容系统”设计

现以“铝和铝合金”一课为例，大致归纳“内容系统”设计的阶段和做法，在此基础上制订三维目标，开展教学方案设计。

第一步，对照课程标准，确定知识内容及核心素养。根据课程标准的要求，我们首先确定本课的知识内容：知道铝的物理性质；理解铝的化学性质（铝与氧气、氯气、氧化铁、盐酸、水、氢氧化钠溶液的反应）；知道铝及其合金的用途。知识内容，力求体现“精度”，适当反映“广度”，充分准备“深度”。然后，从“知道铝及其合金的用途、理解铝的化学性质”中确立“社会责任”、“变化观念”核心素养的培养点。

第二步，根据教学的重点、难点及知识呈现的规律，确定方法内容及核心素养。本节课的重点是理解铝的化学性质；难点是铝与氯气反应的实验。以上知识均需要通过化学实验来论证，因而实验探究法（常规方法）成为首选；同时，为了避免空气污染、提高实验的成功率，对“铝和氯气反应”采用教师本人演示的实验录像进行处理（实用方法）。然后，从“实验探究法”的运用中确立“证据推理”、“科学探究”核心素养的培养点，从制作实验录像的手段运用中确立“社会责任”核心素养的培养点。

第三步，对照学科观念及教学全程，选择观念内容及核心素养。整堂课围绕氯气的化学性质（氧化性）展开教学过程，而氯气的氧化性是由氯原子的微粒结构决定的（氯原子最外层有7个电子，容易得到电子），在这里融入“微粒观”、“结构观”的观念内容恰到好处。另外，实验探究过程中可点到“实验观”、“变化观”的观念内容。显而易见，此处布设“宏观辨识与微观探析”核心素养的培养恰到好处。

第四步，对照文化内容及教学全程，选择文化内容及核心素养。本节课的第一部分内容是简介“铝的发现”。通过学生自主阅读丹麦科学家奥斯特（Hans Christian Oersted， 17771851）、德国化学家维勒（Wohler. F. 18001882）发现铝的故事，可以渗透“科学精神”、“团队合作”的文化内容；而从核心素养培养的角度观之，则可以培养“科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”的核心素养。

第五步，梳理采点、综合考虑，确立“核心素养”的培养重点。以上分析看到，本课中可以融入的核心素养5个维度都涉及到了。根据素养采点的频次，综合考虑素养落实的针对性、可能性和最佳效果，最后确立本课的培养重点——科学探究与创新意识、科学态度与社会责任。

2 “有效共识”之“策略系统”中融入化学学科核心素养的探讨

2.1 关于“策略系统”的基本观点

“策略系统”的研究成果形成于2007～2014年。我们认为，有效的教学策略应包括“六个”关键要素（见图3）。“目标”（即教学目标），对课堂进行方向定位和过程引导。“线索”（即教学线索），是贯穿一堂课的思想、理念或教学发展的关系，体现教师授课纵向推进的思路。“结构”（即课堂结构），是课堂教学的基本框架，体现教学资源的最优化配置。“问题”（即有效问题），是承载教学内容的核心载体，展开教学活动的关键抓手。“环节”（即教学环节），是针对课堂探究点开展的活动程序及教学行为。“方法”（即学习方法），是在探究活动之后，对思维要点或思想方法进行精心归纳及符号呈现[11～16]。

“六要素”之间的关系、运作即形成“策略系统”。首先，“目标”对其他要素进行引领、监控；然后，“线索”启动教学，并以“问题”为抓手推进活动。“核心问题”不断生成纵向结构，“相关问题”不断形成横向结构；对每个“问题”实施精简“环节”之后，进行思想方法的总结和精致符号的固定[17～19]。

2.2 “策略系统”与“核心素养”的关系

化学学科核心素养，立足高中生的化学学习过程，或体现化学学科特质的思想和方法，或从实践层面进行激励创新，或进一步揭示化学学习中更高层面的价值追求[20]。其学习过程的展开、深入与教学策略的实施、干预是密不可分的。下面主要围绕“铝及铝合金”一课，谈谈“策略系统”中融入“核心素养”的问题。

2.2.1 “目标”中“核心素养”的融入

为了强化“核心素养”的培养意识，推动“核心素养”的课堂落实，教学目标中应尽可能融入核心素养的培养重点。这项工作要与前文“内容系统”的设计紧密地结合起来。

例如，在“铝和铝合金”一课中，为了帮助学生理解、接受“铝与氧气、氯气、氧化铁、盐酸、水、氢氧化钠溶液”的化学反应（知识内容），可以设计这样的“过程与方法”目标：在探究铝的化学性质的过程中，感受“提出假设—实验论证—得出结论”的思想方法（针对“科学探究”、“证据推理”）。为了让学生感受“铝”的发现、用途对人类作出的贡献（文化内容），可以设计这样的“情感态度价值观”目标：（1）以铝的发现史料为探究素材，感悟科学家探索科学的艰辛历程和坚韧不拔的科学精神。（2）以有關铝用途的图片资料为学习素材，感受铝、铝合金的重要性能及对人类做出的重大贡献（针对“科学态度与社会责任”）。

2.2.2 “线索”中“核心素养”的融入

一般“知识线索”对应“知识内容”，“方法线索”对应“方法内容”、部分“观念内容”，“思想线索”对应“文化内容”、部分“观念内容”。根据线索的类型、特点及与教学内容的关系，可以设计恰当承载“核心素养”的教学线索。

例如，在“铝及铝合金”一课中，根据实验探究法的“方法内容”，笔者设计了这样的方法线索：将“理论假设—实验论证”的思想方法贯穿于整堂课的教学过程中，其中有教师在演示实验时对“理论假设”和“实验论证”关系予以阐述，有科学家进行科学研究的思路和方法的呈现，有教师组织学生开展“实验方案”的设计及探究活动（针对“科学探究”）。再如，在“影响化学平衡移动的因素”一课中，由于“知识内容”跟“变化观念与平衡思想”的素养内容非常贴近，那么通过设计“知识线索”，形成知识点之间相对缜密、合理的逻辑关系（化学平衡移动的概念→影响化学平衡移动的条件→勒夏特列原理→生活中的化学平衡），就是将核心素养的培养融于其中了。

2.2.3 “问题”中“核心素养”的融入

“问题”是承载教学内容的核心载体，因而也是承载“核心素养”的重要载体。恰当的“问题”设计，不仅可以突出教学重点，而且可以更直接、针对性地体现核心素养的内涵。

例如，在“铝的发现”的教学内容中，笔者设计了两个问题：“科学家发现铝经历了怎样的研究过程？科学家的研究过程给我们怎样的启示？”在“铝的物理性质”的教学内容中，笔者又设计了两个问题：“你的家里哪些地方用到了铝或铝合金？生活中铝的用途体现了铝的哪些物理性质？”以上问题的设计、解决正好匹配了“科学态度与社会责任”、“证据推理”的核心素养。再如，在讲到“可逆反应中的化学平衡”可依次提出的问题有：什么是可逆反应中的化学平衡，它具有什么特征？如何判断化学平衡状态？这样的问题设计直指“变化观念与平衡思想”的核心素养。

2.2.4 “环节”中“核心素养”的融入

“环节”是简约了的教学过程。合理的“环节”设计，不仅可以有效地解决实际问题，而且可以成为落实“核心素养”的有效路径。

例如，在“铝及铝合金”一课中，笔者针对“铝的发现”的核心问题设计了这样的教学环节：提供素材/自主探究—启发归纳/讨论交流—总结评价/感悟提高。具体过程是：教师先提供“丹麦科学家奥斯特、德国化学家维勒”发现铝的故事素材，学生自主阅读感受素材的基本内容；然后，组织学生讨论（科学家发现铝经历了怎样的研究过程？科学家的研究过程给我们怎样的启示？），最后教师总结（第一，科学的道路是坎坷不平的，只有不畏艰险、沿着科学高峰攀登的人，才能达到光辉的顶点；第二，科学研究需要站在巨人的肩膀上，有时需要几代人前赴后继地工作）。这样的教学过程就扎实地落实了“科学态度与社会责任”的核心素养。

2.2.5 “方法”中“核心素养”的融入

“方法”对于“核心素养”的融入，主要表现在文字的合理总结或符号的醒目标注上。其总结的内容，不追求针对“核心素养”内涵的刻意挂钩或牵强联系，而是力求针对其在教学活动中呈现出来的特点进行顺势点化或内涵提醒。

例如，在“铝及铝合金”一课中，笔者对三个探究点分别进行了这样的思想（方法）小结。第1个探究点（铝的发现）——不畏艰难的科学精神、团队合作的智慧力量（针对“科学态度”）；第2个探究点（铝的物理性质）——联系生活实际，用事实论据说话（针对“科学探究”）；第3个探究点（铝的化学性质）——提出假设—实验论证—总结结论（针对“科学探究”、“证据推理与模型认知”）。这样的总结，既针对了课堂的教学目标，又体现了核心素养的培养。

2.2.6 “结构”中“核心素养”的融入

“结构”对“核心素养”融入的影响，主要体现在问题布局的合理性上，需要考量的内容有：是否设计了针对性的问题（一般“核心问题”形成纵向结构，“相关问题”形成横向结构），问题设计的质量如何，问题的结构布点、呈现序列是否合理，问题提出的契机、停留的时间是否明确等等。不合理的结构，不仅会直接影响整节课的教学效益，而且会间接弱化、错失核心素养的培养机会。例如，“铝及铝合金”一课的纵向结构，依次由3个核心问题组成：铝的发现→铝的物理性质→铝的化学性质。这样的结构安排，比较流畅、合理，会对“核心素养”的培养创造有利条件。

2.3 聚焦“核心素养”培养的“策略系统”设计

针对“核心素养”培养的“策略系统”的设计，大致可经历从“定位目标”到“撰写教案”六个阶段（见图4）[21]，从中厘定“核心素养”的培养重点。策略设计需要遵循“四条”原则：第一，主体性原则。课堂主体是达成以课程标准的要求为底线的教学目标，不是将“核心素养”的落实作为策略设计的主要依据。第二，时机性原则。“核心素养”的体现需要抓住教学素材的针对性、教学方法的匹配性，不是所有的教学内容、教学过程都适宜融合核心素养。第三，表现性原则。“核心素养”的培养，需要借助显性化的教学素材或教学活动，需要教师恰当的提醒或点拨，让学生感受到核心素养的内涵和本质。第四，综合性原则。核心素养的体现，不是越多越好，应综合考虑、选择重点，捕捉最具针对性、合理性的核心素养来落实、培养。特别是，不能因此而影响一堂课整体目标的达成。

3 聚焦“核心素养”培养、“有效共识”观点的教学设计与实践案例

下面以“铝及铝合金”一课为例，介绍聚焦“核心素养”培养、体现“有效共识”观点的教学设计与课堂实践[22]。

3.1 教学目标中紧密融合针对性强、重点落实的“核心素养”

“知识与技能”目标是“知道铝的物理性质，了解铝的用途，理解铝的化学性质”。其中的“用途”，对应了“社会责任”的核心素养。

“过程与方法”目标是“以鋁原子结构示意图为探究素材，感受‘结构决定性质的学科思想；通过对铝的化学性质的实验探究，感受‘提出假设—实验论证—得出结论的思想方法”。其中，分别对应了“宏观辨识与微观探析”、“科学探究与创新意识”、“证据推理”的核心素养。

“情感态度与价值观”目标是“通过铝的发现史及用途资料的的探究活动，感悟科学家攻艰克难的科学精神和化学对人类做出的重大贡献”。其中，对应了“科学态度与社会责任”的核心素养。

本课的教学重点是“理解铝的化学性质”；教学难点是“铝与氯气”的反应（该实验成功率低，而且会造成空气污染；采用自制实验录像解决）。

3.2 课堂结构中合理布局、教学过程中有序落实“核心素养”

从课堂结构中可以看出，本课的教学内容（铝的发现→铝的物理性质→铝的化学性质），由浅入深，层层递进，形成了本节课的知识线索、主要线索；同时，教学环节中埋伏着一条辅助线索，即：“理论假设—实验论证—得出结论”的方法线索，其蕴含着“科学探究”素养的培养契机。

整个教学过程以“问题”为抓手有序展开、逐渐推进，“核心问题”不断生成纵向结构，“相关问题”及其探究过程不断形成横向结构。在“问题”的解决过程中，“核心素养”逐步得到落实、培养。

第1阶段由问题1、问题2的探究活动组成，为培养“科学态度与社会责任”的核心素养服务，同时“自主—探究”的体验、思想启示为学生感悟这种态度、责任提供支持。此阶段用时3～5分钟，过程简洁、明了，总结深刻、到位（不畏艰难的科学精神、团队合作的智慧力量），达到了育人效果。

第2阶段由问题3、问题4的探究活动组成，为培养“社会责任”、“证据推理”的核心素养服务，同时“自主—探究”中的生活情景、讨论气氛对其内涵进行强化。此阶段用时5～8分钟，情景图片生动、针对性强，激发了学生的学习兴趣和探究欲望。教师在及时点拨中有序归纳核心知识，点化“核心素养”的内涵。

第3阶段由问题5、问题6的探究活动组成，为培养“宏观辨识与微观探析”、“科学探究与创新意识”、“证据推理”、“社会责任”等核心素养服务。其中，铝热反应用于“修补钢管、爆炸建筑物、冶炼难熔金属”的用途介绍、“铝制品不能用来盛放酸性、碱性食品”的生活常识教育，均强化了“社会责任”。此阶段用时20～25分钟，采用“引导—探究”范式强化学生的学习体验和认识过程，教学过程流畅，探究活动深入，课堂气氛活跃，教育效果令人满意。

总之，化学课堂“有效共识”包括“内容系统”、“策略系统”两个方面，它富含化学学科“核心素养”的内涵和培养机会。只要充分认识两者之间的关系，把握化学课堂的特点，发挥教育团队的智慧和力量，就一定能够在“有效共识”的深化研究中不断推动化学课堂的内涵发展，从而提升以“核心素养”为重要标志的化学课堂的教育质量。

参考文献：

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