基于“读思达”培养化学学科核心素养的教学实践研究

文/陈春发

引言

阅读、思考、表达是学生对化学学科知识进行探究的三个不可缺失的基本流程，三者是相辅相成的。其中有意识地阅读可以引起人们的思考，发人深思会激发表达的欲望，而溢于言表的表达则能使人明智。本文将以苏教版化学必修二“太阳能、生物质能和氢能的利用”一课为例，谈谈如何让学生在对化学知识建模过程中亲历“读思达”，将方法内化为素养。

一、阅读是思考的前提，通过阅读诱发思考、丰富认知内涵

（一）解读教材——认知化学的基本概念与原理、物质的结构与性质

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》要求学生熟练掌握化学概念与原理、物质的结构与性质。学生只有牢固地记忆化学概念与原理、物质的结构与性质，才能形成自主探究化学知识的思维能力。化学课本中的化学概念与原理、物质的结构与性质等内容体现了化学的抽象性、严谨性和实用性，其案例贴近学生的生活、工农业生产，具有典型性和广泛性[1]。学生反复阅读课本，才能将知识融会贯通，掌握化学的语言表达、模型认知与证据推理能力，逐步培养化学学科核心素养。

例如，在教学“太阳能、生物质能和氢能的利用”时，教师可以采用下列方法引导学生理解太阳能的概念。

教师可以先要求学生阅读“太阳能的利用”，再出示与教材不同形式的太阳能的转化图（如图1）。

图1 太阳能的转化

师：你从这幅图中读懂了哪些知识？

教师一改传统直接解读的方法，给足了学生充分表现的机会，通过他们自主阅读教材，自然地从学生的语言中“套”出他们对太阳能转化方式的理解。

生1：太阳能可以转化成各种不同的能量，如热能、风能、生物质能等。

生2：辐射到地球表面的总功率约为太阳辐射面总功率的5×10-10。

师：由图1 还可以发现，自然界中利用太阳能最重要、最成功的途径是什么呢？具体说明其物质、能量转化的方式。

生3：植物的光合作用。在太阳光作用下，植物体内的叶绿素把H2O、CO2转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素，是光能转化为化学能的过程；动物包括人摄入体内的淀粉、纤维素能水解转化为葡萄糖，而葡萄糖氧化生成H2O、CO2，释放热量，供给生命活动，是化学能转化为热能、机械能等的过程。

师：请同学们根据前面所学的热化学方程式的表示方法，写出植物光合作用的热化学方程式（化学原理）。

生4：6H2O(l)+6CO2(g)→C6H12O6(s)+6O2(g)ΔH=+2804kJ·mol-1

设置目的：教师注重引导学生从图片解读与所阅读的教材相关内容结合起来，运用化学特有的语言，实现对太阳能概念的认知。教师是学生探究的组织者、引路人，有利于培养学生从化学知识的角度观察生活与解读生活，为以后对生物质能和氢能等化学概念的学习奠定基础。

（二）解读题目——高中生必须具备的学科素养

课堂练习1：（2021年全国统一招生理科综合乙卷第7 题）我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（ ）。

A.将重质油裂解为轻质油作为燃料

B.大规模开采可燃冰作新能源

C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染

D.研发催化剂将CO2还原为甲醇

师：“碳中和”的概念有几个方面的含义？

生1：活动过程中，CO2排放总量等于CO2减少总量。

生2：活动过程中，CO2排放总量小于或等于CO2减少总量。

师：很好，生2 回答得更准确。从反应原理上可知，“碳中和”的反应特征是什么呢？

生3：CO2不能是生成物。CO2可以是反应物，转化为其他物质……

设置目的：教师灵活地把教材内容与真实情境有机结合，在富有挑战性的练习中，鼓励学生用化学的思维方法解读真实的情境。“碳达峰”与“碳中和”到底蕴含怎样的化学原理呢？教师可以通过CO2在反应中所扮演的角色，引导学生再次细读两个概念的信息，让他们从“能量方式转化中”走出来，回到CO2的质量守恒，使审题的环节成为学生主动观察、思考和交流的过程。

二、思考是释疑的过程，通过思考深化对化学知识的认知

（一）采用解读式的阅读方法，让阅读成为启发思考的源泉

培养学生化学学科素养的核心是教会学生用化学的概念与原理、物质的性质与结构进行思考。思考是对阅读的信息进行深加工的过程，是把众人好的观点和理念内化为自有的建模过程[2]。例如，在“太阳能、生物质能和氢能的利用”课堂教学时，教师可以让学生独立思考、尝试计算。

课堂练习2：某杂志登载“地球的能量资源”一文，记录了到达地球表面的太阳能的主要转化方法，其他可以忽略不计。其数据如表1所示。

表1

问题1：地球对太阳能的利用率约为多少？

问题2：通过光合作用，每天太阳能转化为多少化学能？

设置目的：教师要把思考问题的主动权交给学生，让学生主动参与阅读和思考活动。学生会在阅读中将“到达地球表面的太阳能的主要转化方法”细化，先分为“地球可利用的太阳能”与“地球不可利用的太阳能”，再将“地球可利用的太阳能”细化为“光合作用利用的太阳能”。这样能够打破传统教学模式中各要素相对独立的状态，构建多角度的、充满生命活力的生成体系，有利于学生化学学科核心素养的提升。

（二）创设思考性的质疑情境，让推理成为提高智力水平的阶梯

思维来源于存疑，而存疑来源于质疑的情境。因此，思维离不开对情境释疑的过程。在化学课堂教学过程中，思维的对象存在于与物质的结构、性质、用途息息相关的情境中，从本质上可以看作对现象及质疑的深层次思考，然后提出新的疑问，找出释疑的方法。

课堂练习3：SuperDome 中建有太阳能电站，如图2所示，其中有19 座灯塔。灯塔高30 米，安装5列×16 片太阳电池组件收集太阳光，供晚间照明、白天遮阳。每个灯塔都设有电话和3 个显示屏，耗电124 kWh。

图2 太阳能的利用——太阳能灯塔

问题1：若每座灯塔一天发电约23 kWh，配备6套逆变器和当地电网连接，预期年发电为多少kWh？

问题2：利用本题信息，你还能设计太阳能转化的问题吗？

创设目的：让学生在实践中创新求异。创设思考性的质疑情境，能够鼓励学生在课堂上树立自我挑战的决心，在思想无拘无束的课堂气氛中激活灵感，在完成前面两个课堂练习之后形成一种独特且有效的设疑和释疑手段。判断一个学生在化学方面的智力水平，绝不是看他能够记忆多少物质变化规律和反应原理，而是看他运用化学的概念与原理、物质的性质与结构等方法获得知识的能力。

三、用化学语言表达化学情境，用清晰的表达提升化学思维能力，促进学科素养的形成

（一）创造表达的机会，让学生体验成功的乐趣

表达的形式是多方面的，可以是“说说看”，也可以是“书面表达”。“说说看”是在学生独立思考之后或是组织讨论时的欲望，只有让思考的问题溢于言表，才能让学生体验成功的乐趣[3]。

在课堂练习1 中，很多学生都走进了能力转化方法的“死胡同”。对此，教师通过对“碳达峰”和“碳中和”的化学反应原理引导，充分利用学生已有的知识认知结果，巧妙地引出物质CO2的变化特征才是解决问题的关键。学生在“抢答”问题中就会有新的见解。由此可知，学生对问题情境充满好奇时，就会主动地进行探究和表达，产生创新欲望。

（二）揭示化学的本质，让学生感悟成功的秘籍是完美的表达

在化学学科核心素养中有“模型认知与证据推理”，这说明课堂教学需要对化学知识有所建模，能根据反应原理解释化学现象。化学解决的问题往往都在“求源”上。

例如，在课堂练习2 中，教师可以创设这样的问题：“先写出绿色植物进行光合作用的反应方程式。若每天由绿色植物通过光合作用去除大气中CO2的质量为A。试根据能量（查教材）关系列出A 的计算式。”

这样就可以让学生明确，如果没有能量的数据就不可能列出A 的计算式，同时也揭示了光合作用的化学本质：质量守恒和能量守恒的对立统一。

教师在课堂上应允许学生踊跃发言，相互交流和补充，通过运用正确的化学论据，根据能量关系列出A 的计算式。由于这些应用和推理是由学生想出来的，其思维的灵活性、深刻性得到了拓展，表达能力也随之提升。表达可以让学生对质疑情境进行概念化和模型化处理，直接触摸化学学科的本质，用更精确的表达来辅助自己的推理。

结语

总之，“读思达”课堂教学模式可以有效培养学生的化学学科核心素养。教师应积极转变自身的教学观念，让学生通过阅读、思考、表达提高化学和学科素养。