基于学科关键能力培养的初中化学教学探究

王曼玉

摘要：近年来，培养学科关键能力已经逐步成为课堂教学的核心目标。化学是一门以实验为基础的学科，科学探究与化学实验是培养学生核心素养和学科关键能力的重要载体和方法。以生活中熟悉但未深入了解的维生素C（简记为Vc）为切入点，通过Vc初体验、Vc再探究、反思提升三个教学环节融入科学探究的一般过程，增强学生对科学探究的理解，逐步提升学生核心素养和化学学科关键能力。

关键词：学科关键能力；科学探究；维生素C ；核心素养

文章编号：1008-0546（2023）07-0060-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.07.011

何谓关键能力？依据《关于深化教育体制机制改革的意见》可知，所谓关键能力指的就是能支撑终身发展、适应时代要求的能力”。随着课改的推进，课堂教学的核心目标不再是传授基本知识和技能而是强化培养学生的学科关键能力和学科核心素养。

一、初中化学学科关键能力分析

学科关键能力是学科能力的有机构成部分，是指学生在学科课程的学习过程中形成的具有典型的学科特性、与特定的学科素养相关联的特殊学科能力。[1]笔者认为学科关键能力可以分为：阅读能力、思考能力、表达能力。阅读能力即信息的输入，能基于情境信息提出或者发现具有研究意义的化学学科问题；思考能力即信息的加工，能合理地运用、迁移、构建相关知识，解决问题；表达能力即信息的输出，可以用恰当的方式，准确的化学用语等进行表征，见图1。

学科关键能力是学科素养在特定形式下的具体内涵和技能表现。[2] 初中化学学科的关键能力主要有：化学表征能力、关联概括能力、实验探究能力、证据推理能力、模型认知能力、提出问题能力等。[3] 依据其他教师的研究成果及个人的体会，对化学学科关键能力的分析表示如图2所示。

结合上图可知思考能力是化学学科关键能力的核心要素。所以在教学中可以创设以实验为主的科学探究，以情境为载体、以问题为驱动、注重启发和互动、激发学生对学科的兴趣、引导学生在观察、实验和交流讨论中形成对知识的深刻理解，逐步渗透化学学科核心素养，提升化学学科关键能力。[4]

二、基于学科关键能力培养的教学探究

“Vc的性质探究”一课以科学探究为手段，逐步引导学生在“做中学”。通过小组合作、实验探究，加深对科学探究过程的认识，进一步提高提出问题、证据推理、实验探究、关联概括、模型认知以及化学表征等化学学科关键能力。

具体课例如下：

【引入】播放视频：维生素保健品，并展示药店中各种维生素保健品的图片

【提问】各种各样的维生素保健品，其中以含有Vc的种类最为繁多，同学们对于Vc有哪些了解？

设计意图：创设真实的情境，引起学生的好奇，继而从化学视角提出具有探究意义的问题，为新课的展开奠定基础。

环节一：Vc初体验

【展示】展示一瓶全新的Vc咀嚼片。先观察包装，了解成分，保存方法，注意事项，然后请同学品尝口感。

【提问】结合刚才的观察和体验，同学们有没有想要了解的问题？

【学生】问题1：为什么尝起来酸酸的？

问题2：为什么要密封包装？

问题3：它具有哪些性质，它的组成是什么样的？

问题4：为什么保存时还需要避光？

设计意图：以开放性的问题，激发学生创造性的思维，将学生真实的感受转化为化学问题，使学生体会到化学与生活息息相关，也可感受到科学探究就是从真实的问题展开。

【追问】对于这些问题，同学们是否可以做出一些推测或猜想？你猜想的依据是什么？

【学生】猜想1：Vc溶液具有酸性。

猜想2：Vc易氧化，具有还原性。

猜想3：Vc受热易分解。

【教师】从生活经验以及日常生活中富含Vc的食物的保存和烹饪方法我们可以得知Vc受热易分解。

【提问】同学们能否设计实验探究Vc溶液是否具有酸性呢？

【再问】那这些实验方案设计的依据是什么？

【学生实验1】

实验目的：探究Vc溶液是否具有酸性

实验步骤：1. 将烧杯中的Vc粉末加入约50 mL水配成溶液；2. 将配好的Vc溶液倒入试管中进行实验（具体实验内容如表1所示）。

实验结论：

实验反思：问题1：镁条为何不打磨？

问题2：实验4中滴加酚酞试液的原因是什么？

【教师】收集证据的方法不止一种，我们还可以查阅资料。

【资料卡】Vc的介绍

设计意图：让学生从直接的感受提出想要探究的问题，结合生活经验做出相对应的猜想，依据已有的知识设计实验，进行实验，收集证据，最终得到结论，在此过程中加深学生对于科学探究的理解。

环节二：Vc再认识

【过渡】现在我们已经明确Vc是一种酸，若Vc溶液和氢氧化铜悬浊液反应，请你预测反应的现象？

【学生】蓝色沉淀消失，溶液由无色变为蓝色。

【教师】现象是否如同学们所预料的呢？下面我们一起用实验“说话”。

【演示实验】Vc的水溶液中添加氢氧化銅悬浊液

【提问】你看到了什么样的现象？是否如你所想？

【追问】这符合酸的通性吗？

【追问】那提到砖红色沉淀，你能想到的是哪一个实验呢？

【再问】在这个实验中Vc表现出来的化学性质和什么物质比较相似？

【追问】为什么性质会相似？什么决定性质？

【资料卡】Vc的介绍

设计意图：对于酸和碱的反应，同学们已经非常熟悉，利用知识的冲突再次引起学生的好奇心和关注，也培养学生擅于质疑，勇于探究、严谨求实的态度和精神。体现出化学是一门以实验为基础的学科，实验是解释问题的适合途径之一，通过资料卡的展示表明实验并不是获得证据的唯一方法，我们也可以通过查阅资料的方式获得线索，建立多角度思考和解决问题的习惯。

【过渡】“学以致用”是我们学习的目标

【提问】现有三种含有Vc的饮料，你能否利用所学设计实验探究Vc的含量高低？

【追问】你会利用Vc的什么性质设计实验？

【再问】观察饮料的标签，你觉得还原性和酸性哪一个更合适？原因是什么？

【资料卡片】Vc具有还原性，可以使高锰酸钾溶液褪色

【提问】如果现在利用高锰酸钾溶液测定Vc含量的高低，具体的操作是怎样的？

【再问】同学们觉得，把Vc溶液滴入高锰酸钾溶液中和把高锰酸钾滴入Vc溶液中哪一个操作更适合一些？为什么？

【讲解】下面就请同学们开始实验，为了帮助大家判断所加高锰酸钾溶液的体积是否相同，老师已经提前在所用的三支小试管上画上了一条黑色的标线，高锰酸钾的量加到黑线处即可，在实验的过程中也要注意边滴加边振荡，记录所用的果汁滴数。

【学生实验2】：

实验目的：利用高锰酸钾溶液比较不同饮料中Vc含量的高低。

实验步骤：将果汁逐滴滴加到一定量的高锰酸钾溶液中至溶液颜色恰好消失（具体实验内容如表2所示）。

实验结论：

实验反思：哪些因素可能会导致实验出现偏差？

设计意图：从“做中学”进一步发展到“用中学”，将思维激活、链接、发展，达到学以致用，以用促学的效果。利用已学习的知识解决生活中的实际问题，切实地感受到化学来源于生活服务于生活，展现了化学的学科价值。通过从酸性还是从还原性的角度来比较Vc含量的高低，进一步提高学生交流评价和实验探究的能力。通过反思实验误差分析告诉同学们科学具有严谨性，需要科学态度与责任，培养学生正确的价值观。

环节三：反思提升

【讲解】今天这节课，我们以科学探究的方式认识了Vc这种对人体健康有益的物质。在此过程中，我们体会了科学探究的一般过程，相信同学们对科学探究的每一个环节（如图3所示）有了更深层的认识。在今天的探究中我们并没有真正地走进Vc，如果想要真正地走进Vc还需要探究Vc的组成和结构，需要我们进行定量计算，希望以后有机会与大家再从定量的角度再探Vc，谢谢。（最终呈现板书如图3所示）。

三、教学反思

1. 简化操作清目标

在学生实验1：探究Vc溶液是否具有酸性時，采用的是未打磨的镁条，其原因为本节课的重点不在于复习酸的通性，而是利用酸的通性解决生活问题，采用未打磨的镁条既可以节约学生操作的时间又可以同时利用Vc溶液可以和金属氧化物和金属单质反应验证其具有酸性。

在学生实验2：利用高锰酸钾溶液比较不同饮料中Vc含量的高低这个实验中，重点在于比较相同体积的高锰酸钾溶液要恰好褪色所需要的不同品牌果汁的滴数，而不是溶液的测量，所以为了简化操作难度，可以先在规划相同的试管同一高度处画上黑线（如图4所示），帮助学生快速得知高锰酸钾溶液体积是否相等。

2. 巧设矛盾引思维

化学教学中不失时机地设置认知冲突可以形成悬念，使学生产生企盼、渴知、欲答不能、欲罢不忍的心理状态，由此强化学生注意，激发学生的求知欲，引发学生的积极思维，帮助学生明确学习任务，确定学习方向，促进学生的主动学习。[5] 本节课由矛盾认知引起的思维冲突有两点：

思维冲突一：Vc溶液和氢氧化铜悬浊液反应的现象

对于酸和氢氧化铜反应的现象大多数同学已经形成经验性知识，所以让学生先预测现象，而后利用实验验证，营造矛盾情景，激发学生的思维，从而促进学生主动探索，快速提升学生学科素养和学科能力。

思维冲突二：测定Vc含量时试剂滴加顺序问题

初中阶段，大多数学生想不到试剂的滴加顺序对实验的准确性有影响，为了培养严谨的实验观和实事求是的实验态度，引导学生思考两种试剂不同的滴加顺序分别会产生怎样的现象，以及利用哪种现象做出判断更加准确和科学。

3. 以用促学提效果

用是学习的动力源泉，用是学习的最终目标。在本节课的第二个实验：设计实验比较不同饮料中Vc含量的学习过程主要是对Vc溶液酸性和还原性的分析、比较、应用。义务教育化学课程标准（2022年版）中写道：创设真实问题情景，倡导“做中学” “用中学”。 “用”是学习的重要途径；能力是无法直接传授的，需要在实践中修炼。通过思考、内化才能真正地掌握和提升。[6]

参考文献

[1] 朱志平. 学科关键能力的培养与评价[M]. 南京：江苏凤凰教育出版社，2016.

[2] 单旭峰. 基于高考评价体系的化学科考试内容改革实施路径[J]. 中国考试，2019（12）：45-52.

[3] 王文军. 创设真实问题情境 考查化学关键能力——以2021年丽水市中考化学原创试题为例[J]. 中学化学，2021（8）：47-52.

[4] 中华人民共和国教育部. 义务教育化学课程标准（2011年版）[S]. 北京：人民教育出版社，2012.

[5] 常继侠. 化学教学中巧设认知冲突促进学生主动学习[J]. 高中数理化. 2014（12）：58-59.

[6] 中华人民共和国教育部. 义务教育化学课程标准（2022年版）[S]. 北京：人民教育出版社，2022.