苏教版高中化学新教材“学科提炼”栏目分析与教学建议

2022-06-07万盈盈严文法

化学教学 2022年5期

万盈盈严文法

摘要： “学科提炼”是苏教版高中化学新教材新增的栏目，通过分析发现该栏目具有“标题醒目、位置特殊、凝练准确”的设计特色和“聚焦核心知识、注重结构化和显性化表征、重视学习进阶设计以及建构大概念”的内容特点。在此基础上探讨了栏目对学生化学学科核心素养发展的教育价值，并提出了栏目使用建议。

关键词：苏教版化学新教材; 学科提炼; 栏目分析; 教学建议

文章编号： 1005-6629（2022）05-0014-06

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）基于学科本质凝练了五大化学学科核心素养，从指导原则、内容选择、编排呈现等方面对教材编写给出了具体建议[1]。教材是课程标准的具体化，也是教师教和学生学的主要依据，更是实现课程目标、培养学生化学学科核心素养的重要载体[2]。依据新课标理念、内容要求和编写建议等，苏教版高中化学新教材（以下简称“新教材”）设置了“目标预览”“温故知新”等桥梁性欄目、“选择决策”“调查研究”等活动性栏目、“拓展视野”“科学史话”等资料性栏目以及“学科提炼”“方法导引”等工具性栏目，发挥了化学教材对学生核心素养发展的重要作用。“学科提炼”栏目是新教材新增的特色栏目，首次将学科思维和思想方法提取、凝练并外显为专门栏目，凸显学科核心知识、大概念的统领作用，强调对学科本原性、结构化的认识和理解。本文以“学科提炼”栏目为研究对象，重点分析该栏目的设计和内容特点，讨论其教育价值，并为栏目的有效使用提供借鉴。

1 “学科提炼”栏目整体设计分析

在教材的编制过程中，每一个栏目的位置设计、内容选择以及呈现形式，都渗透着新课标的教育理念，体现了编写者的设计思想和学科认识，同时它们作为教材的重要组成，搭建了学科知识的发展平台，提供了丰富的教学资源，有助于“教、学、评”的实施[3]。而如何在教学中真正发挥栏目的教育价值，还需要用心挖掘栏目背后的设计特点及意图。

1.1 栏目编者立意分析

教材主编王祖浩教授在“写给同学们的话”中提到，“学科提炼”栏目旨在以简洁的语言介绍与化学核心知识相关的基本原理、思想方法等，探索化学科学的学科本质，从而揭示化学知识的认识功能[4]。编者意图反映了栏目的定位，即“学科提炼”栏目是促进学生知识建构和素养发展的工具性栏目，通过介绍核心知识所承载的学科方法、思维、观念等，引导学生探索学科内在逻辑、增进本原性的学科认识，培养学生的化学学科核心素养。所以，栏目从定位上不仅重视了化学知识的学科价值，还重视了化学知识在素养培育中的意义，这是教材编写对落实“素养导向”教育理念的具体体现，也是本次教材修订的特色之处。

1.2 栏目编排设计分析

新教材共设置了39处“学科提炼”栏目，其中必修教材19处、选择性必修教材20处（具体分布见表1所示）。从设计形式来看，栏目以醒目的标题和凝练的内容来展开，以“物质的量”为例，栏目标题准确概括了物质的量的学科特质——“物质的量是宏观与微观联系的桥梁”，直接点明了其素养生长点;具体阐述虽然简短，但内容精炼且立意深远，不仅介绍了物质的量的本体价值是建立宏微联系的重要物理量，帮助学生理解概念本质，还强调了物质的量在化学计量方面的教育价值，使学生能基于物质的量建立化学计算系统认知。从编排位置来看，该栏目基本位于每单元、每专题的末尾，具有归纳知识体系和升华内容意义的双重价值，也为后续的进阶学习构建开端、搭建支架，有助于学生的深度学习，比如“氧化剂和还原剂的判断”就安排在“常见的无机物及其应用”专题的最后，有助于引导学生自主归纳并建构围绕核心概念的认知体系，同时也为接下来的“微观结构与物质多样性”专题学习提供宏观现象与微观结构的双重分析视角。综上，栏目在设计上呈现了“标题醒目、位置特殊、凝练准确”的特点，从学科本质的探索视角出发，强调了认识方法和学科思维的归纳总结。

2 “学科提炼”栏目内容特点与教育价值分析

“学科提炼”呼应了新课标强调的“以发展化学学科核心素养为主旨”的编写原则以及“围绕核心概念，建构认识模型，外显思维过程和方法，有利于彰显核心知识的素养化发展价值，促进知识向能力和素养的转化”[5]的设计建议，从内容主体、内容呈现、内容逻辑等方面分析可以发现栏目具有以下特点和教育价值。

2.1 以核心知识为主体，统领学科内容，彰显素养化功能价值

“学科提炼”选择了物质的量、氧化还原反应等核心概念，物质转化、化学计算等基本原理，物质分类、控制变量等思想方法，化学平衡、模型建构、演绎归纳等思维方式以及绿色化学、科学态度等价值观念等作为内容主体，聚焦了核心知识对学科素养发展的功能。一方面，核心知识是学科体系的主线，具有一定的学科统摄力，能让学生从大量碎片的具体知识学习转向“少而精”的核心知识学习，从而掌握学科的关键脉络和基本结构[6]。另一方面，核心知识具有发展素养的认知功能。核心知识是学科核心素养在学科知识中的具体表征，为学科核心素养融入学科内容提供了固定锚点，使其能明确嵌入到课程教学当中[7]。比如必修2专题8“有机合成中的绿色化学思想”和选择性必修3专题3“绿色化学产品的设计思路”不仅介绍了设计有机合成路线的核心知识，还包含了基团定位、效率提升、官能团保护、绿色化学等关键问题，能发展学生的全局思维和解决综合有机化学问题的能力，培养学生科学态度与社会责任的学科素养。

因此，栏目将核心知识作为提炼主体，充分发挥核心知识素养化的认知和统摄价值，为学科观念的形成奠定基础，也为实现素养发展的根本目标建构路径和平台。这既与新课标“教材内容应精选学科基本概念、原理等化学核心知识[8]”的建议一致，也体现了新教材在内容选择上着力处理知识、能力与素养之间的协同发展关系，有效促进了学科核心素养在课程中的落实。

2.2 以结构化和显性化为表征方式，建构认识模型，促进自主迁移

在栏目内容的呈现方式上，“学科提炼”体现了结构化和显性化的特征。结构化是实现学科知识向学科素养转化的关键，可以形成对化学知识及思维方式的概括性同化和系统性认识，使学生的认识思路水平从孤立到系统，以构建科学完整的认知体系[9]。比如选择性必修2专题2对原子核外电子排布的构造原理进行知识关联的逻辑组织、基于模型构建的核心观念对原子结构知识的结构化概括以及选择性必修3专题5从官能团、结构、碳链等学科基本角度对逆合成问题进行认识思路的整合提炼等都体现了栏目对于教学内容结构化的价值追求。“学科提炼”栏目还运用了一些外显的组织路径来表征物质变化、元素知识等内容的认识视角，比如栏目设计的“化学反应中的计量关系图示”“有机物中的官能团及特征反应表格”等，这能优化学生的认知图式，促使学生构建认识、分析和解决问题的思维框图，使学生在面对不同复杂和陌生程度的真实情境问题时能有效地关联知识和提取方法，实现学科知识和科学方法的自主迁移。“硫及其化合物的相互转化”一节的“学科提炼”栏目就典型地表现出“结构化”和“显性化”的两大特点，它不仅从化合价变与不变两个视角揭示硫元素转化问题的内在逻辑，提炼问题的结构化认识思路，还用框图的形式将认识思路显性化和一般化（具体见图1），这种外显的认识思路就好比动态的学习手段，能让学生从总结同种元素不同类别物质间的转化规律进阶到不同元素的物质之间，从而将所学的元素化合物知识逐级建构成一个有机整体。

2.3 以学习进阶为路径，认识科学本质，促进素养的逐级和融合发展

学习进阶是对学生在各学段学习同一主题的核心概念时所遵循的典型学习路径的描述[10]，被认为是解决评价、课程和教学连贯性的有效工具[11]。“学科提炼”栏目在内容的逻辑编排上考虑了学生的认知发展水平，设计了核心知识与思路方法的进阶路线，体现了学习进阶的设计特点。具体有两种形式：一种是核心知识在某一主题内部的内容逻辑，以图2所示的“氧化还原反应中的守恒”主题的内容设计为例，就是从守恒的观念视角揭示了氧化还原反应从物质到元素再到微粒的认知进阶，体现了对化学反应由表及里、由宏观到微观，逐渐深入氧化还原反应本质的认识过程;另一种是某一核心知识在不同专题、不同单元多次出现的层级设计，以图3所示的“常见的无机物及其应用”的主题为例，栏目设计的学习进阶为：在必修第一册专题3中，栏目首先对氯气发现和制备的科学史提炼了“技术应用促进科学发展”的学科价值，强调了技术创新对化学科学的重要作用，接着对“氯气及氯的化合物”单元进行基于守恒观的结构化凝练，使学生初步构建氧化还原反应的认识框架，然后先从物质类别和元素价态变化的角度对含硫元素的物质转化进行氧化还原知识的变式运用，再从化合价的角度对“氧化剂和还原剂的判断”进行思路方法的提炼总结，从氧化还原和物质转化的两个方面贯穿专题4的学习，强调了知识工具化、功能化的价值，促使学生发展从氧化还原视角认识物质性质，最后在必修第二册专题7和专题9中，在已有的物质转化认知基础之上更重视对化工社会背景的考虑和科学探究活动的设计，进一步深化对氧化还原、物质转化等知識的理解，体现了从知识学习的概念原理水平向应用实践、迁移创新等系统设计的水平进阶和更高层面的价值追求，发展了学生对科学本质的认识。

这种编排方式也证明了知识在不同阶段所统摄的基本知识“群”并不相同[12]，只有遵循了认知的进阶性规律，才能逐级建构科学知识体系、巩固科学方法、提高科学能力并发展科学思维，使学生在一个持续进步的过程中实现学科核心素养的融合与进阶发展。

2.4 以学科大概念为中介，发展对化学学科的本原性理解，促进从知识到素养转化

“学科提炼”栏目在设计过程中凸显了“分类观、元素观、微粒观”等学科大概念（化学学科核心观念），重视运用学科大概念发展学生对学科本原的理解和学科思维的形成，促进知识到素养的转化。这体现了新课标强调的“以大概念统整各学科课程内容，以学科大概念为核心促进学科核心素养的落实”[13]和2020年最新修订的普通高中课程方案提出的“重视学科大概念的核心作用”[14]基本理念。

“凸显大概念”设计能够发展学生深度的学科理解。大概念是最能代表学科本质和学科基本结构的认识，可以说是“知识背后的知识”或者“知识的知识”[15]。它是借助核心知识由浅入深地揭示出来，是核心知识提炼、总结和升华的结果[16]。栏目精选了很多重要的核心知识作为主体，这使学生不只是停留在具体、浅层的知识学习层面，而是通过深度思考感知到知识背后所蕴含的学科特质，形成对化学学科的本原性认识和理解，促进知识深层化和思维结构化。此外，“凸显大概念”设计还能促进具体化学学科知识到化学学科核心素养的转化。学科核心素养是基于学科知识到学科大概念的持续建构和转化[17]，因而在达成素养培育的根本目标中，大概念就发挥了重要的“中介”作用，它既作为核心知识的组织框架，突破了琐碎、零散的知识，促进了知识内在关联的发生，又作为学科素养的具体表现形式，有效映射了学科素养的具体内涵，成为促进素养形成的主要推动力量[18]。以“元素周期律中蕴含的思想”为例，栏目依托元素周期律和元素周期表的核心知识，从学科本原角度对“原子结构”“元素位置”“物质性质”的三者关系提炼了“结构决定性质、性质反映结构”的大概念，将学生的元素观进一步深化到“位-构-性”的系统认识水平，促进了“宏观辨识与微观探析”的素养发展。所以大概念的构建和形成过程，既是深度理解和学习的过程，也是学科核心素养得以形成和发展的过程。我们可以用图4来表示以上分析所体现的大概念与核心知识、学科素养之间的关系。

3 “学科提炼”栏目教学建议

3.1 把握栏目设计意图，领悟栏目教育价值

教材不仅是一种重要的教学资源，更是一种教育理念的物化，其中的每一个栏目都有意义指向。“学科提炼”是新栏目，“新”一方面体现在“内容新”，因为它以栏目为载体不仅精心选择了很多蕴含学科价值和学科素养的化学核心知识，更是准确凝练了知识所承载的学科思想、学科观念、学科素养;另一方面体现在“价值新”，在“立德树人”“核心素养”等育人方针的背景下，栏目的立意、内容、形式等方面都充分体现了新时代、新理念、新目标的引领，对化学教、学、评活动的进行和学生化学学科核心素养的发展有着重要的指导和教育意义。因此，教师要从看似静态的栏目文本中感知到动态、深远的教育价值，理解栏目编写者的设计意图，把握栏目设计的新意所在，认识到栏目所设计的核心知识的认知统摄价值、学科大概念在素养培育中的“中介”价值、进阶式编排对素养的逐层发展价值以及结构化和显性化呈现对认知框架的构建价值，让栏目价值能够落地于实际教学。

3.2 深挖栏目内容，发挥教学实践智慧

在教学实践中，部分教师往往以知识的直接传授或者技能的反复训练为主，缺乏对知识所承载的素养生长点的挖掘，未能冲破浅层学习的桎梏，这不利于学生学科核心素养的培养。“学科提炼”新栏目为教师的素养教学和学生的素养发展提供了重要资源，但要真正发挥好栏目的教育教学价值，还需要教师在领悟栏目设计意图的基础上，深入挖掘栏目主题所蕴含的学科知识、核心观念和核心素养，发现其内容的认知化、工具化、素养化价值，审视栏目内容与上下文之间的联系，突破原有的知识结构和思维框架，重新确立认识视角进行教学设计，发挥教学实践的智慧，活用且用活栏目内容，引导学生思维不断深化、认知不断发展、素养不断提升。

以必修第二册专题6第一单元“化学反应速率与反应限度”的教学为例，教师可以从科学方法视角和学科观念维度对这节内容进行深化。教师一方面可以创设食物腐败、钟乳石形成等与化学反应速率相关的生活情境导入化学反应速率的概念教学，再基于教材提供的“控制变量法”的栏目内容对“探究其影响因素”的实验探究活动进行科学研究的方法总结，让学生明确科学探究的思想方法并提升探究技能。另外，教材在单元末尾从反应速率、反应限度等方面对“化学平衡思想”进行了提炼概括，教师可以借鉴这一编排逻辑，充分发挥化学平衡这一核心观念对前面知识学习的功能价值，发展学生从反应速率相等的反应表象到动态平衡的反应实质的认识进阶，并从对立统一的关系和定性定量的方法去揭示化学反应的本质特征，帮助学生明确化学反应的认识角度。在整个教学过程中，教师要引导学生积极主动地参与实验探究活动和高阶思维活动，实现控制变量思想和化学平衡观念的建构。

3.3 拓展栏目立意和内容，外延栏目教育价值

“学科提炼”栏目虽然是新教材的主要栏目之一，但教材篇幅、内容编排必然决定了栏目内容是精华，更是范例，如果仅以栏目中的内容开展教学，显然无法满足学生终身发展的学习需求。因此，教师在教材使用中要做一个发现者和思考者，不仅要准确解读栏目内容和思想本身，还要基于对栏目的理解去发现、挖掘并精选教材中更多有价值的新素材，把栏目的价值外延到整个教学当中，主动将化学知识、思想方法与化学学科核心素养联系起来并运用于实际教学，实现学生的素养发展目标。比如，在必修第一册专题3“技术应用促进化学科学发展”和选择性必修1专题1“电解——人类创造新物质的重要手段”这两个栏目中均强调了电解知识与技术思想的融合，承载了发展学生“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等素养的重要价值，这也启示教师在讲解侯氏制碱、海水提溴、硫酸工业制备等体现技术思想的知识时，可以引导学生从技术应用、科学精神等视角拓展对知识的理解，发展学生的技术创新意识。

参考文献：

[1][2][5][8][13]中华人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准（2017年版）[S]. 北京：人民教育出版社， 2018.

[3]周业虹. 核心素养视角下高中化学必修教材栏目的使用策略[J]. 天津师范大学学报（基础教育版）， 2021， 22（1）： 38～42.

[4]王祖浩主编. 普通高中教科书·化学（必修第一册）[M]. 南京：江苏凤凰教育出版社， 2020.

[6]芦瑾，嚴文法，田婷娟. 中学化学核心概念初步遴选研究[J]. 中学化学教学参考， 2019，（13）： 9～13.

[7]

[18]李刚，吕立杰. 大概念课程设计：指向学科核心素养落实的课程架构[J]. 教育发展研究， 2018， 38（Z2）： 35～42.

[9]武衍杰，江合佩，杨伏勇. 基于化学教学内容“结构化”的项目式教学——以“人工固碳”为例[J]. 化学教学， 2021，（3）： 44～50.

[10]National Research Council. Systems for State Science Assessments [M]. Washington， D.C.： The National Academies Press， 2005.

[11]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， 8（2）： 81～87.

[12]童文昭，邹国华，王后雄. 化学核心概念教学的思路与实践[J]. 教学与管理， 2019，（13）： 69～71.

[14]中华人民共和国教育部制定. 普通高中课程方案（2017年修订）[S]. 北京：人民教育出版社， 2020： 4.