核心素养视角下高中化学必修教材栏目的使用策略

周业虹

《普通高中化学课程标准（2017年版）》中指出：“化学教材应为教师提供丰富的教学素材和可借鉴的教学策略和教学方法，为教师有效开展教学活动提供帮助”。［1］依据课程标准编写的教材是落实知识、提升素养的载体，是教与学的重要依据。教材作为一种动态的课程资源，除了正文、插图、练习题，还设置了很多栏目，如人教版《普通高中教科书化学必修第一册》（以下简称《必修第一册》）中的“思考与讨论”“实验”“探究”等活动性栏目、“科学史话”“化学与职业”“科学·技术·社会”等拓展性栏目、“方法导引”“整理与提升”等提炼学科方法和学科核心素养的栏目，这些栏目不仅使版面变得生动活泼，更重要的是它们是教材的组成部分，是对教材内容的进一步补充和拓展，较好地突出了教师、教材、学生三者间的交互性，为教师的教提供了丰富的素材，为学生的学指明了方向。

教师在教学中应关注栏目的内容，充分挖掘这些栏目所蕴含的知识和学科核心素养价值，将其合理而有效地融入课堂教学。下面以《必修第一册》［2］中的一些栏目为例，来探讨其使用过程中教学策略问题。

一、活动性栏目的教学策略——在活动参与中引导学生理解知识，提升能力

活动性栏目主要有“思考与讨论”“实验”“探究”“实验活动”和“研究与实践”等，其中“实验活动”是课程标准中规定的学生必做实验。这些栏目的设计意在通过引导学生参与活动，培养其问题意识、探究能力，尝试让学生发现问题，围绕问题的解决进行深入思考，在讨论中理解知识，在探究中获取证据，在实践中提升能力，最终不仅使所学知识得以巩固，而且也能使学科核心素养得以发展。因此教学中要突出参与性。

（一）在“探究”中获取证据，发展科学探究能力

探究是一种重要的活动形式，是化学学科核心素养的五个维度之一。教师应结合相应的化学知识，依据在“科学探究与创新意识”素养中的相关要求，关注学生的实际情况，以教材中的探究活动为载体，有效地组织和实施探究教学，在活动中努力增进学生对科学探究的理解，渗透科学方法教育，发展科学探究能力。

例如，第二章第一节中钠与水反应的探究。这是学生在高一化学学习中的第一个探究活动，它与学生在初中学习的金属所具有的相似的化学性质，对于学生认识典型金属的特殊性质具有重要意义。探究的开放度较大。在前一章中，学生学习了物质分类和化学反应分类的知识，因此在该栏目中首先提示学生从物质组成和氧化还原反应的视角先预测反应的产物，之后引导学生亲历探究过程，让学生在探究中观察和描述实验现象，对获得的证据从宏观和微观两个视角进行分析，最终得出结论。在参与探究的过程中，学生可能会观察到冒烟、有火光、有气味等“异常”现象，对于这些生成性的问题，教师要引导学生分析其原因，使学生保持较高的学习热情。在该探究活动中，观察法、对比法、类比法、归纳法等各种科学方法交织进行。

在探究活动结束后，教师要对该过程进行总结，帮助学生形成预测——实验——分析——结论的探究思维模型。

（二）借助“思考与讨论”，培养问题解决能力

问题是学生思维的源泉，是师生交流、生生交流的起点，是有效进行课堂教学的重要环节。教学过程中精心设计的问题能够使学生产生好奇心，启发学生积极思考，营造良好的课堂氛围，并在交流讨论中运用已掌握的知识，结合实际情境，通过讨论、推理，不断完善、修正自己的认识，最终达到主动建构知识的目的。

《必修第一册》中的“思考与讨论”是将《普通高中课程标准实验教科书必修1》中的“思考与交流”和“学与问”两个栏目进行了整合。栏目中的内容有的是根据学生的前概念设计问题，引导学生学习新知识；有的是对所学知识进行梳理、归纳，促使学生形成结构化的知识体系；有的是让学生关注科学家的研究过程，帮助学生形成正确的物质观、价值观等等。教学中应结合具体的内容，选择相应的教学方式，组织学生完成思考与讨论活动。

例如，第三章第一节中的一个“思考与讨论”中有如下问题：“请你用图示的方法归纳Fe、Fe2+和Fe3+三者之间的相互转化关系，并与同学讨论。”为什么提出这个问题呢？学生在前面学习了铁单质、亚铁盐、铁盐的相关性质，这些内容是以物质的类别为线索展开的，学习后学生获得的知识在头脑中是零散的、碎片化的。如何帮助学生将不同类别的物质之间建立联系？如何帮助学生形成对铁及其化合物知识的系统性认识呢？该栏目提示学生关注物质在转化过程中的价态变化，以化合价这一线索将知识进行梳理，由此让学生在交流与讨论中形成认识物质转化的又一个视角，同时发展了学生“宏观辨识与微观探析”这一学科核心素养。与该“思考与讨论”相呼应，在本章的“整理与提升”中，教材帮助学生勾勒出了这两条认识线索，如图1是从物质类别的视角认识物质间的转化关系，如图2是从元素价态的视角认识物质间的转化关系。

图1 从物质类别的视角认识物质间的转化关系

图2 从元素价态的视角认识物质间的转化关系

结合“思考与讨论”和“整理与提升”的内容，教师在教学中可以引导学生进行思考、梳理，尝试总结归纳，以绘制思维导图等形式，抽取出研究金属及其化合物的一般思路，建构基本的思维模型，为进一步学习其他元素化合物知识奠定基础。

可以说，这个“思考与讨论”栏目的内容，对于学生形成知识关联的结构化、认识思路的结构化及核心观念的结构化都起到了重要的作用。

又如，在第二章第三节中有如下思考与讨论：“从氯气的发现到氯被确认为一种新的元素，时间长达三十多年，其间经历了数位科学家的不懈探索。你从这一史实中得到什么启示？”显然，这个内容是让学生体会科学家不畏困难、坚持不懈的科学研究精神，在教学中应将其融合到氯气性质的学习中。可结合教材中相关的化学史实设计如下教学活动。

活动1：让学生阅读教材正文及“资料卡片”，获取氯气的一些物理性质。

活动2：围绕“思考与讨论”，学生分组交流，感受科学家勇于探索、执着追求的精神。

活动3：再次阅读教材化学史资料，得出氯气的实验室制法。

活动4：结合“练习与应用”第9题，讨论如何正确看待氯气的制备与研究。

这些教学活动，将“思考与讨论”栏目的内容与氯气性质的学习有机结合，也突出了“科学态度与社会责任”这一学科核心素养。

（三）在“研究与实践”中应用知识，培养科学态度与社会责任意识

化学不仅与人类的生活密切相关，而且已经发展成为生命、材料、能源、环境等各个领域科学研究的重要基础，成为推进科学技术进步和现代社会文明的重要力量。［1］让学生进一步关注化学在社会发展中的重要价值，面对与现实社会中有关的问题时能做出合理的分析和正确的价值判断，是化学教学要达到的目标之一。

“研究与实践”这个栏目可以引导学生积极参与科学研究活动，以类似项目学习的方式展开，通过调查了解应用、分析认识原理、研究解决问题、汇报分享成果，以此突出“科学态度与社会责任”这一学科核心素养。

《必修第一册》中有“了解纯碱的生产历史”“检验食品中的铁元素”和“认识元素周期表”三个“研究与实践”。教学中，应结合相关的教学内容进行合理设计。

例如，“了解纯碱的生产历史”这个活动的设计是让学生查阅资料，了解纯碱的生产历史，感受化学工业发展过程中技术进步的重要性，体会建设生态文明的意义。在具体实施过程中可采取以下两种处理方式。

1.以研究性学习的方式进行

将学生分成若干小组，给每个小组布置研究任务。任务可参考如下：①让学生查阅资料，了解三种制碱法，了解侯德榜先生的事迹；②比较三种制碱法的差别，按照出现的时间先后，说明后一种方法与前一种方法相比的优越性；③对于学有余力的学生，可引导学生关注侯德榜制碱法的反应原理，尝试进行实验模拟，并结合物质的溶解度数据分析得到大量碳酸氢钠的原因；④从生态文明的角度，评价侯德榜制碱法的意义；⑤指导学生撰写小论文，或者完成研究报告，利用班级墙报、班会交流、微信推送等多种形式，呈现他们的研究成果。

2.将研究内容与课堂教学结合

可参考如下教学思路：①在学习碳酸钠的性质之前，提前布置任务，让学生分组完成“研究与实践”栏目的内容，并将查阅的资料制作成PPT；②在课堂教学中提出问题，为什么侯氏制碱法会得到高度评价呢？由学生在课堂上展示已制作好的PPT 进行介绍，宣扬侯德榜先生的重大贡献及爱国主义精神，引导学生认识化学对创造更多物质财富和精神财富、满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献；③教师适时提出问题：碳酸钠有何用途？它有哪些性质？以此展开对碳酸钠性质的研究。

无论采取何种教学方式，最终要达到的目的是相同的，即引导学生在活动参与中了解科学研究的基本方法，感受知识的应用价值，体会化学对人类社会做出的积极贡献，学习科学家的研究精神。

二、拓展性栏目的教学策略——积极引导阅读，提取有效信息

拓展性栏目主要有“科学史话”“科学·技术·社会”“资料卡片”“化学与职业”和“信息搜索”等，这些栏目的内容是对教材正文内容的拓展和延伸，目的是在掌握必备知识的前提下，供学有余力的学生在更广阔的视野之下，了解化学科学的发展，激发学习的求知欲；了解化学科学史，感受科学家不懈探索、执着追求的精神；了解化学与生产、生活的广泛联系，体会化学科学的魅力；了解与化学有关的职业，建立化学学习自信。因此，在进行相关内容的教学时，应积极引导学生阅读这些栏目，从中提取有效信息。在课时允许的条件下，教师也可以选择一些拓展性栏目的内容融入课堂教学中。现以“化学与职业”“科学·技术·社会”两个栏目为例进行说明。

（一）通过“化学与职业”栏目，建立化学学习自信

随着科学技术的发展，社会对于人的素质要求越来越高。中学生正值人生观、价值观形成时期，如何在中学教育中让学生学会学习、学会生活、学会做事、学会交往，为未来职业打下基础，是中学教育面临的一个重要问题。作为化学教师，在化学教学中落实知识、发展学科核心素养的同时，也应对学生进行适当的职业教育。

例如，第二章第二节在学习了氯离子的检验方法后，针对生活中很多行业中的水质检验问题，设计了“化学与职业”栏目，内容为“水质检验员”，其中从化学的角度介绍了水质检验员的工作，突出工作重要意义的同时，使学生感受到化学的学习内容与未来职业的关系。教学中可将其作为情境素材线索，将其有机地融入氯气的学习中。有关教学可参考如下。

布置任务1：阅读“化学与职业”栏目，了解水质检验员的工作。

提出问题：自来水中为什么会有氯离子？

教学活动：学习氯气的性质，重点学习氯气与水的反应。

布置任务2：阅读“思考与讨论”栏目，了解氯气可用于自来水的杀菌、消毒。

解决问题：自来水中为什么会有氯离子。

布置任务3：小组代表介绍医药、污水处理、自来水、食品加工、造纸、实验室、餐饮等各个行业中水质检验员的工作内容（课前查阅），明确学习离子检验的职业价值。

《必修第一册》每一章内容中都有“化学与职业”栏目，具体内容见表1。

表1 . 《必修第一册》中的化学与职业

在教学中，针对这些栏目的内容，无论是布置任务让学生自主查阅资料进行了解，还是教师将其作为情境素材引入课堂教学，教师们都要充分挖掘该栏目的教育价值，引导学生关注职业内容与相应化学知识间的关联，建立化学学习自信。

（二）通过“科学·技术·社会”栏目了解化学发展动态，激发学习热情

该栏目的内容大多取材于人们关注的社会热点问题、新科技知识、新材料的研发等，反映了化学科学、技术和社会生活之间的联系，体现课程标准中对学生提出的“科学态度与社会责任”这一学科核心素养的要求。教学中可结合教学实际引导学生课上或课下进行阅读。

数字化实验是目前一种非常好的实验方式，它借助于传感器、计算机、数据采集器等设备，将微观不可见的实验现象以直观的形式动态地呈现在学生面前，使一些原来教师在课堂上用语言反复描述而学生依然不能理解的抽象的化学反应、化学原理等变得清晰易懂，这样的实验既突出了宏观与微观相结合，又为学生寻找证据进行分析推理提供了有利的保证。限于硬件条件，很多中学无法在化学教学中引入了数字化实验。于是，在第二章第二节氯气的性质之后，教材中以“科学·技术·社会”栏目的方式引入了“验证次氯酸光照分解产物的数字化实验”。次氯酸的分解反应是氯及其化合物教学中的重点和难点，由于光照强度的原因，课堂上进行演示需要花费较长时间。因此，绝大部分教师都是描述实验过程，随后直接给出次氯酸分解产物。在这个栏目中，呈现了数字化实验中得出的次氯酸分解过程中氯水的pH 变化、氯离子浓度变化、氧气的体积分数变化的三条曲线，学生通过分析曲线的变化即可获得次氯酸分解反应的产物，以此顺利突破教学难点。

由此可见，合理地利用这些拓展性栏目，引导学生积极阅读，并将它们适时地引入课堂教学，有利于突破难点知识，帮助学生树立学习自信。

三、方法性栏目的教学策略——结合知识提炼方法，建构模型

方法类栏目主要有“方法导引”“整理与提升”等，这些栏目意在帮助学生结合所学习的化学知识，提炼在学习和研究中用到的学科方法、学科核心素养、认识物质的视角等，促使学生掌握科学方法，提炼科学本质，体会科学过程。《必修第一册》的“方法导引”栏目具体内容见表2。

表2 . 《必修第一册》中的方法导引

可以看出，这些方法对于学生用科学的思维方法认识化学物质和化学原理、用科学的实验方法探究物质的性质和变化规律、形成对化学反应和化学物质的合理认知都具有重要意义。

例如，学生在初中阶段学习了氧气、二氧化碳这两种典型气体的制取方法，在第二章第二节中教材介绍了氯气的实验室制法。在学生积累了这些感性认识的基础上，教材先以“思考与讨论”的形式提出问题，引导学生思考“在设计实验室制取气体的装置时，应考虑哪些方面？”在学生经过讨论，其思维进行充分碰撞后，“方法导引”中呈现了制取气体的装置选择及其依据，帮助学生建构了思维模型，为日后进一步学习氨气、乙烯等气体的制取方法奠定基础。

又如，我们在研究化学反应时要用到预测这一科学方法，依据钠的性质预测钾的性质，从氧化还原反应和元素组成的角度预测钠与水反应的产物，依据氯气与水的反应预测氯气与氢氧化钠溶液反应的产物，等等。那么，什么是预测？“方法导引”中对其进行了科学描述。

“整理与提升”栏目不同于以往教材中对每一章知识的归纳与整理，它既有对知识的结构化整理，又有对认识物质和反应的视角的提炼，最终要达到的目的就是实现化学知识的结构化、认识思路的结构化及核心观念的结构化。

例如，第二章的“整理与提升”在归纳物质间的转化关系时，勾勒出如下两条线索：

（1）以不同类别物质间的转化为线索，认识钠及其化合物。

图3 钠及其化合物的转化关系

（2）以含不同价态同种元素的物质间的转化为线索，认识氯及其化合物。

图4 氯及其化合物的转化关系

可以说，这两条线索贯穿在所有元素及其化合物的学习中，为学习氯、铁、硫、氮等元素的知识指明了方向。在教学中，可以在提出问题的基础上，引导学生尝试以思维导图的形式先自行勾画出类别、价态两条线索，然后经过班级内的分析评价，让学生进一步完善，最终再展示“整理与提升”中的内容。

又如，在第一章的“整理与提升”中对氧化还原反应核心概念的发展进行了如下整理：

图5 氧化还原反应概念的发展

我们看到，这个核心概念的发展关系中突出了宏观与微观相结合的认识视角。建议在进行氧化还原反应的教学时，应将这一认识视角进行渗透，并在学习中逐步予以强化，最终帮助学生建构氧化还原核心概念的思维模型。

综上所述，教材中设计了丰富的栏目，而每个栏目承担着不同的功能。在教学中，教师应努力研读教材，挖掘各栏目的教育和教学价值，在利用教材正文进行教学的基础上，充分发挥各个栏目在知识的建构、学科核心素养的发展中的重要作用。我们也应注意到，教材中的栏目固然重要，但是要真正指导学生进行知识的建构、素养的发展，还需要教师在运用教材栏目的过程中逐渐补充完善和优化整合，在教学过程中设计好教学方法和策略。［3］只有这样，教师才能真正实现关注教材知识的价值，挖掘教材栏目的功能，创造性地开发和使用教材。［4］