基于系统思维的化学深度教学研究

冯金洪

【摘要】本课以《糖类》教学为例，从系统思维的视角，实施以思政教育与思维培养为重点的深度教学，实现了化学核心素养的“落地”。为素养为本的化学教学找到了一条有效的路径。

【关键词】糖类;系统思维;深度教学

一、问题的提出

深度教学是指教师借助一定的活动情境，带领学生超越一般的、表层的知识符号学习，进而进入知识内在的逻辑形式和意义领域，挖掘知识内涵的丰富价值，完整地实现知识教学对学生的发展价值。郭元祥[1]指出，“深度教学让高阶思维发生，让价值观成为灵魂，从而使学生学科素养在知识结构化、思想体系化、能力表现化、经验连续化中得到真切的促进”。高阶思维能力通过培养学科核心观念、思想方法和综合解决问题能力的思维来培养，价值观通过培养正确的世界观和方法论的思政教育来形成。思政教育与思维培养融合推进，实现化学学科的育人价值。

张顺清[2]指出，“系统思维方法是一种运用系统观点来分析综合、考察认知事物的思维方法。系统思维是把认识对象作为系统，从系统和要素、要素和要素、系统和环境的相互联系、相互作用中综合地考察认识对象的一种思维。在一定程度上说系统就是整体，系统思维就是整体思维”。

综上所述，基于系统思维的化学深度教学研究，是建构基于系统思维，突出以学科思政教育与学科思维培养为特征，实现核心素养“落地”的深度教学课堂。

本研究以人教版化学必修2的《有机化合物》的《糖类》教学为例。

在中国知网上以《糖类》教学为主题搜索并分析相关的文章发现，研究方向都是指向核心素养培养的策略研究，一是跨学科融合实施的教学研究，如王英彤，王秋，石峰[3]以“探秘无糖饮料”为主题的跨化学生物两学科的主题教学设计;二是项目式教学的策略研究，如熊景春，徐浩年[4]以“食物中的糖类在人体中的转化”为项目的高中化学“糖类”的项目式教学;三是以真实情景与问题解决为指引的教学研究，如覃稔，徐潇潇，许燕红[5]融入地方特色资源的中学化学教学设计;王飞[6]以苏教版必修2《糖类》新授课为例，运用多元教学方式，探索素养为本的化学课堂教学。以上研究都未见在系统思维指导下的深度教学研究。

二、教材分析

学生在学习有机化学基本概念及典型代表物甲烷、乙烯、乙醇、乙酸等内容后，具备了一定知识与素养基础。《糖类》教学包括五条主线：一是知识线：糖的分类、葡萄糖、淀粉、纤维素的结构（只要求葡萄糖）、性质、用途。二是素养线：宏观辨识与微观探析素养只在葡萄糖的性质教学中培养;变化观念与平衡思想素养在淀粉、纤维素应用在生产酒精等过程中培养，且主要是变化与联系的素养。本课重点是通过葡萄糖、淀粉、纤维素的应用，培养科学探究与创新意识以及科学态度与社会责任。三是思政线：由糖类联系粮食生产，培养国家粮食安全意识。葡萄糖、淀粉、纤维素在生活、生产中的应用，培养可持续发展、绿色发展观;培养化学要造福人类的价值观。四是思维线，重点是科学探究思维、系统思维的培养。五是情景线：粮食安全情景，葡萄糖应用情景，淀粉与纤维素应用情景。

三、教学目标

1.思政教育目标

（1）通过糖类联系粮食生产与粮食安全，认识粮食对国家安全的重要性，提升学生的国家安全观。

（2）通过淀粉、纤维素生产酒精的学习，认识绿色能源，认识自然资源的综合利用，培养可持续发展、绿色发展观。

（3）通过葡萄糖的分子结构、化学性质及淀粉水解的探究，通过由淀粉、纤维素生产酒精的反应原理与流程的推导，深刻理解马克思主义哲学中“事物的联系与发展”“实践与认识”等原理，掌握正确的方法论。

（4）通过从化学的视角分析鲁迅的名言“我吃的是草，挤出的是奶和血”，联系鲁迅的品格，培养学生的奋斗与奉献精神。

2.教学与思维目标

（1）了解糖类的组成，代表物葡萄糖、淀粉、纤维素的主要性质及在日常生活中的应用。

（2）认识糖对人体的重要性，以葡萄糖的热化学方程式来显示其作为人体能源物质的价值。

（3）通过实验探究分析葡萄糖的重要性质，通过设计判断淀粉的水解情况的探究实验。掌握科学探究的基本思维方法，形成严密的逻辑思维能力，提高科学探究能力。

（4）通过糖类的组成、结构特点、性质、应用的学习，培养系统思维能力。通过由淀粉、纤维素生产酒精的反应原理与流程的推导，深入理解有机物“联系与转化”的系统思维模型。

四、教学策略

本课基于系统思维和“结构、性质、应用”为核心观念，系统设计教学。以真实情景、真实问题引领，探究解决真实问题。课堂结构图如下：

五、教学过程

1.初探基本营养物质

[情景1]2020年5月23日，习近平总书记在看望参加全国政协十三届三次会议的经济界委员并参加联组会时强调：对我们这样一个有着14亿人口的大国来说，农业基础地位任何时候都不能忽视和削弱，手中有粮、心中不慌在任何时候都是真理。这次新冠肺炎疫情如此严重，但我国社会始终保持稳定，粮食和重要农副产品稳定供给功不可没。

[问题]（1）请说明粮食对国家安全的重要性。

（2）常见的粮食中含有哪些营养成分？基本营养物质有哪些？

[思政教育、课堂教学与思维培养]

（1）通过情景1，理解认识粮食对国家安全的重要性。

（2）形成基本营养物质框架。

2.深探葡萄糖

3.系统探寻淀粉、纤维素

六、评价与反思

系统思维理论对化学教学有重要的指导作用。本课运用系统思维整体设计教学，有利于系统推进化学五个维度的核心素养的“落地”，有利于培养学生的系统思维能力。用系统思维与深度教学理论整体推进核心素养“落地”，为素养为本的化学教学找到了有效的路径。

高中化学教育要注意发挥高考非重点考查内容的育人价值。《糖类》的内容在高考中虽考查的不多，但蕴含丰富的教育内涵，要充分发挥这些教学内容的育人功能，真正实现由化学教学到化学教育的转变。

【参考文献】

[1]郭元祥.“深度教学”：指向学科育人的教学改革实验[J].中小学管理，2021（5）.

[2]张顺清.基于系统思维的化学教学—以“ 元素化合物、化工生产、化学实验”为例[J].中学化学教学参考，2020（12）.

[3]王英彤，王秋，石峰.新课程背景下高中化学跨学科主题教学设计—“探秘无糖饮料”[J].化学教学，2021（8）.

[4]熊景春，徐浩年.高中化学“糖类”的项目式教学—食物中的糖类在人体中的转化[J].安徽教育科研，2020（21）.

[5]覃稔，徐潇潇，许燕红.融入地方特色资源的中学化学教学设计—以“甘蔗的综合利用”为例[J].化学教育（中英文），2020（7）.

[6]王飞.素养为本的“糖类”教学[J].中学化学教学参考，2021（4）.

【基金项目】本文是广州市教育科学十三五规划一般课题《基于化学核心素养的高中单元深度教学实践研究》的阶段性研究成果，课题编号：201912085。本文是广州市教育学会重点课题《“两思”课堂的理论与实践研究》的阶段性研究成果，课题编号：KTLX1202020008。