基于学科素养培养的初中化学课堂教学

刘秋芳 张贤金 吴新建

[摘 要]

学科素养的培养要通过具体的化学知识学习来实现。以人教版“水的组成”课堂教学为例，探讨教学的每个环节，教材资源的挖掘，培养学科素养中学科方法、学科思维、学科能力，并发展学生学科情感，深化学科知识理解。

[关键词]

初中化学；学科素养；学科情感

人教版九年级《化学》第四单元课题3“水的组成”中，通过实验探究水的组成，再从微观角度剖析水的构成，并根据组成元素的不同对纯净物进行分类。本课题蕴藏丰富的学科思想，教师应抓住学科本质，把握好教材资源，培养学生的学科素养。学科不同蕴含的学科素养不同，不同教育研究者对学科素养有不同的定义，但在具体学科素养的构成要素上，“学科素养=学科情感+学科方法+学科能力+学科思维+学科知识”成为各学科界定学科素养的通用公式。本文以“水的组成”教学为例，谈谈化学学科素养的培养。

一、巧妙引入，发展学科情感

本课题的教学设计是笔者在地级市开设公开课的教学过程，由于是异地开课，学生较为陌生，为了迅速调动学生的热情和注意力，凝聚人心，引入环节是用心理团队游戏“异掌同声”：教师按这个节奏“××× ××× ×××××××”击掌一遍，请学生认真倾听，再全班一起击掌，节奏不对的学生给予“爱的鼓励”。课堂上学生认真倾听，击掌节奏整齐划一，瞬间感受到全班学生拧成一股绳的强大力量。教师再讲解节奏内容是“人是铁，饭是钢，一天不喝渴得慌”，是笔者所在学校学生设计的节水口号，说明水的重要性并引入课题。教学过程中师生情感融为一体，一同感受学科的魅力，激发对学科的热爱情感，才能有较好的教学效果。

二、史学介绍，培养学科方法

充分利用教材资源（即资料卡片“水的组成揭秘”），展示科学家的图片与研究成果，引导学生阅读课本。教师再以问题形式引导学生探究“水的组成发现史”。

问题1.英国的化学家普利斯特里认为的“可燃空气”是什么？他常表演魔术：用蜡烛点燃“空”瓶子，会发出巨大的声响。表演了无数次魔术后，普利斯特里发现瓶壁上有不少水珠！水珠是哪来的？你能解释吗？

问题2.同时期卡文迪许做了什么实验？有什么新的发现？他们有没得出正确的结论？原因是什么？

问题3.拉瓦锡的这个实验有什么突破？得出什么结论？

问题4.沿着科学家研究的轨迹认识水的组成，带给我们什么启示？有什么收获？从情感上、化学学习方法上谈谈自己的看法。

学生小组合作学习，展开激烈讨论。部分学生代表分享了：普利斯特里的好奇心，对自然界的物质有强烈的探索欲望，及对新鲜事物高度热情，同时不忘记对细节现象的探讨都值得我们学习；卡文迪许对普利斯特里的实验更加细致、严密的分析，并把结果与拉瓦锡分享，拉瓦锡最终才能得出正确的结论。让学生置于几位科学家的研究情景中，通过对水的组成发现史的探究，让学生体会到科学探究的严谨性、曲折性，科学家们在研究过程中的锲而不舍、实事求是的科学精神，渗透学科思想方法。基于学科本质的教学就是基于学科思想方法的教学。讨论至此，学生很容易联想到拉瓦锡研究空气成分的学科思想方法，都是通过分与合、合与分的思想得出结论，归纳出研究纯净物组成的方法。

三、实验探究，增强学科能力

模仿科学家的实验，学生探究氢气在空气中燃烧和水的通电分解实验。教师按图1装置演示：实验室制取氢气、用排水法收集氢气并检验氢气的纯度、点燃纯净的氢气（尖端玻璃管和铜管各试一次，用铜管时用黑纸作背景）、点燃不纯的氢气。学生带着问题观看实验；水的通电分解实验则由学生带着问题分组实验探究：

1.实验过程中你观察到哪些现象？（电解水实验前五分钟内一分钟记录一次正、负极的气体体积）

2.书写反应的文字、符号表达式。

3.请你试着小结一下氢气的性质，并说明是怎么得出的结论。

4.通过这两个实验你能得出什么结论？

化学的学科能力要通过化学知识学习的过程培养，不能用结论性的知识让学生去记忆，应引导学生动手操作。培养学生大胆质疑，勇于探索的精神，在水通電分解的分组实验中大部分学生都能提出疑问，为什么在前五分钟负极气体与正极气体体积比大于2∶1？随后越来越接近2∶1。经过小组讨论学生知道与溶解性有关，不明白溶解是有限度的，但是让学生的认知产生冲突，展开激烈的讨论，课堂气氛活跃，教学效果理想，培养了学生收集信息、处理信息的实验能力。此外，学生根据氢气中含有氢元素、氧气中含有氧元素，分析推理出水中含有氢氧元素，建立元素守恒观为今后质量守恒定律的学习打基础。

四、三重表征，培养学科思维

“知其然并知其所以然”，透过现象看本质。教师继续追问：水的符号为什么是H2O？科学家是怎么得出这个符号的？给你一个梯子“同温同压下，体积比等于分子个数比”当个小小科学家，分析下水分子中氢氧原子个数比是多少？同时提供红萝卜小球若干当作氢原子，白萝卜小球若干当作氧原子（稍大些），牙签。让学生联结出两个水分子模型，说说它们是怎么变成氢分子和氧分子的？学生像搭建积木一样玩模型，很快理解了化学变化的微观本质，并用自己的语言表达出来，虽然表达不是非常规范，但学生真切感受到化学特有的“宏观—微观—符号”三重表征学科思维方式。最后教师展示出2014年，中国科学家在电子显微镜下看到了水分子的面貌。明确分子是真实存在的，科学家的研究以客观事实为依据，不能凭空捏造。学科思维的建立不是一蹴而就，需要慢慢培养，教师要把教材中的思维显性化，科学家研究的思维过程形象化，并让学生去感受、体验、实践，才能在学生头脑中形成化学学科特有的思维。

五、分类学习，深化学科知识

化学初学者，对化学最感神秘的地方是实验室，对化学最感兴趣的是化学实验和化学药品，当然最头痛也是这么多物质怎么学得完？在这里教师卖个关子，教学生们一个法宝，将实验室众多药品进行分类，物质一类一类地学，每类物质学习一种典型物质，再以点带面，学习它们的组成、构成、性质以及变化规律。那如何将物质分类呢？教师展示一些药品，观察瓶外的标签上注明的物质名称与符号，并记录，分小组讨论它们要怎么“站队”才能有共同特征？并说明共同特征是什么？即分类的标准。展示的药品有：蒸馏水（H2O）、二氧化锰（MnO2）、氧气（O2）、铁（Fe）、氯酸钾（KClO3）、高锰酸钾（KMnO4）、二氧化碳（CO2）、铜（Cu）。学生分类标准很多，有的按状态来分、有的按元素种类来分、有的按元素中是否含氧元素来分，等等。学生的思维是发散的，学习热情高，教师先给予表扬；分类没有好坏和对错之分，但怎么分类更能体现化学特点，更有利于化学的研究呢？以上都有什么共同点？这些物质都是由什么组成？最终锁定纯净物的分类按组成元素的种类作为划分标准。知识的建构要符合学生的思维特点，鼓励原生态的思维，同时要改造并提升，才能建立新的知识，重设新的知识结构，也只有学生自己去打破旧知识框架，经过内化、整合形成新知识体系，学生才能真正地成长。

当然，学科情感、学科方法、学科能力、学科思维、学科知识绝不是孤立的，每个教学环节，每堂课，每个教学细节都可以相互渗透。学生学科素养的培养的关键因素在于教师，在于教师对本学科的理解、对教育的认知，对学情的把握。时代在改变，学生在变化，教育工作者任重道远，应孜孜不倦地提升自身的素养，才能形成学生学科素养。

[参 考 文 献]

[1]岳辉，和学新.学科素养研究的进展、问题和展望[J].教育科学研究，2016（1）.

[2]余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海：上海教育出版社，2017.

[3]黄威，张贤金，吴新建.基于“物质分类”教学形成“分类观”的实践[J].化学教与学，2015（1）.

（责任编辑：张华伟）