中学化学“物质化学反应与能量”模块学习进阶的研究

孙悦 赵丽娜

[摘 要] “物质化学反应与能量”模块是中学化学基本理论的重要组成部分。为了根据学生认知发展的不同阶段进行有针对性的教学，本文从中学课程标准、化学教材以及学生的认知发展水平方面对“物质化学反应与能量”模块的学习进阶进行分析，梳理出学生在中学各个阶段学习进阶的目标，并提出相关的教学策略，以期促进中学化学教学的发展，为日后的化学教学研究奠定一定的基础。

[关键词]中学化学;学习进阶;教学策略

学习进阶是2004年由史密斯等学者在向NRC提交的报告中首次提出的，是科学教育领域的一个伟大创举。它被定义为“在学习的各个阶段，学生学习同一主题概念时所遵循的一条连贯而典型的学习路径。”如今，学习进阶已经成为国外学者广泛关注的焦点并被应用于教学领域，我国教育界的一些专家也开始从引用国外的资源到逐步开展一些实质性的、有意义的学习进阶探索，促进了我国教育领域的发展和变革。

在中学化学教学中，“物质化学反应与能量”模块内容占有重要地位，多个学段均有涉及。由于该模块的知识点过于繁杂，学生容易混淆，因此，需要用进阶的方式将知识系统化、方法具体化，以完善学生的知识结构体系，促进学生对该模块知识点的学习与掌握。

一、中学“物质化学反应与能量”模块的学习进阶分析

1.基于中学课程标准的学习进阶分析

《中学化学课程标准》对学生在不同阶段学习“物质化学反应与能量”这一模块提出了相关要求，从中可以看出，《中学化学课程标准》是根据学生的心理发展特点、认知发展规律和化学学科知识学习的难易程度制定的。这就要求教师做好学生学习各阶段的衔接工作，在设计教学方案时要有层次性，以学生已有经验和掌握知识的实际情况作为出发点，由简单、浅显的内容不断向复杂、高深的内容过渡，循序渐进地引导学生掌握知识，进而帮助学生完善“物质化学反应与能量”模块的结构内容体系。

2.基于中学化学教材的学习进阶分析

通过对人教版中学化学教材关于“物质化学反应与能量”模块的相关内容进行梳理，可以得知其主要内容包括化学能与热能的转化、化学能与电能的转化、化学反应速率以及可逆反应的化学平衡四个部分，对学生应掌握的学习内容分析如下：

（1）化学能与热能的转化部分：初中阶段通过石灰石与水反应放出热量，初步得出化学反应伴随能量变化，并且能量变化的表现形式为热量的变化;到高中必修阶段利用酸与碱的中和反应等三个系列实验理解吸热反应和放热反应的概念;高中选择性必修阶段通过对反应物和生成物能量的比较分析，能够从能量变化的角度认识吸热反应和放热反应。

（2）化学能与电能的转化部分：初中阶段了解到金属具有导电性;进入高中必修阶段通过铜锌原电池实验认识到化学能可以转化为电能，形成原电池的概念，同时，认识干电池、充电电池、燃料电池三种化学电源;高中选择性必修阶段则通过氯化铜溶液的电解等实验掌握原电池、电解池的基本原理，正确判断正负极及书写电极反应方程式，并掌握一次电池、二次电池和燃料电池的电极反应。

（3）化学反应速率部分：初中阶段并未涉及;到高中必修阶段通过对过氧化氢分解实验的分析，形成化学反应速率的概念，并初步了解影响化学反应速率的条件;高中选择性必修阶段利用锌粒与硫酸溶液反应实验测定化学反应速率并掌握其计算方法，同时，经过一系列实验深入探究影响化学反应速率的因素。

（4）可逆反应的化学平衡部分：初中阶段只是学习了一些可逆反应，并未涉及到化学平衡;进入高中必修阶段后，初步建立化学平衡的观点，认识到化学反应的进行是有一定限度的;高中选择性必修阶段通过氯化铁与硫氰化钾反应等实验判断化学平衡移动的方向，计算化学平衡常数，并利用自由能变化判断化学反应是否可以自发进行。

“物质化学反应与能量”模块内容在初中、高中必修和选择性必修中均有体现， 既有学习的阶段性， 又有必修、选择性必修的层次性。在内容上前后有交叉和重叠，学生对于概念的形成和发展呈现阶梯式发展的状态。必修2的内容既是对初中化學相关内容的提升与拓展， 又是为选修4《化学反应原理》的学习奠定基础。

3.基于学生认知发展的学习进阶分析

“物质化学反应与能量”模块教学内容贯穿于中学化学教学的不同阶段，有助于学生建立起化学能量观，掌握化学反应与能量之间的相互联系。但由于该部分的内容繁杂，核心概念较多，在进行教学时不应是零散知识的简单堆砌，而应在学生已有认知的基础上准确把握深广度，体现教学的层次性，使学生在每个阶段的学习都能达到相应的进阶发展目标。

4.中学“物质化学反应与能量”模块学习进阶的构建

通过对中学“物质化学反应与能量”模块的分析，基于学习进阶理论对学生在不同学习阶段应掌握的核心知识及达到的进阶目标进行构建（如图），可以帮助教师系统地把握该部分内容体系，促进学生对相关知识的学习与理解。

二、基于学习进阶理论的中学“物质化学反应与能量”模块的教学策略

1.了解学生前概念，帮助学生牢固掌握知识

所谓前概念就是学生根据在生活中观察到的现象及积累的经验而形成的自己对事物的观点和看法，它与学生所处的年龄阶段和认知结构有着密切的联系。有些前概念具有一定的正确性，在一定程度上可以促进学生对知识的吸收和理解，但也有一些不正确的前概念会对学生产生误导，使其形成错误的认知，影响教学的顺利进行。因此，在教学之前教师要对学生的前概念有所了解，以便制定相应的教学策略，帮助学生纠正错误的观念，强化正确的认知。同时，在教学时要善于引起学生的认知冲突，鼓励学生勇于发现自己的错误，这样学生获得的新概念才能更加深刻，才能牢固掌握所学知识。

2.分析学生学习水平，选用恰当的教学方法

教师应根据学生的心理和认知特点，选择适合学生的教学方法，这样才能游刃有余地进行教学活动。首先，教学前要分析学生的学习水平，选用的教学方法要与学生对知识的接受能力相契合，促进学生对知识的吸收与理解。其次，选用的教学方法要有利于激发学生的学习兴趣，在头脑中形成深刻的印象，加深对知识的记忆程度。最后，在教学时要营造出一种积极活跃的课堂氛围，选用的教学方法要能够调动学生学习的内驱力，引导学生积极参与教学活动，提高教学成效。

3.制定教学方案，适应学生的阶段性发展

教学方案编写得合理与否直接影响学生对知识的掌握程度。因此，在编写教学方案时教师要考虑到学生的年龄特征和认知特点，制定出适合学生阶段性发展的教学目标。在处理重难点时，要以学生的实际情况作为出发点，做好学情分析，帮助学生找到教材各个部分之间的联系，从而突出教学重点、突破教学难点，引导学生高效地理解知识。在编写教学方案时，要尽可能联系学生之前所学的知识，做好新旧知识之间的衔接，循序渐进地安排好各个教学环节，深化课堂结构，提高教学效率，促进学生的学习与发展。

参考文献：

[1]刘晟，刘恩山.学习进阶：关注学生认知发展和生活经验[J]. 教育学报，2012，（08）.

[2]曹满莉，胡志刚，严业安.中学化学 “氧化还原反应”学习进阶中教学时机的把握[J].化学教与学，2019，（09）.

[3]童文昭，邹国华，杨季冬.基于学习进阶视角的化学核心概念的界定——以 “物质结构”为例[J].化学教学，2019，（02）.

（责任编辑 赵永玲）