基于深度教学培育学科核心素养的教学探索
摘 要：普通高中化学2017版课程标准更加重视学生学科核心素养的培养，而深度教学是培养学生学科核心素养的重要途径。基于目前高中化学教学存在的问题，文章以鲁科版《化学2（必修）》“甲烷”教学为例，提出基于深度教学培养学生学科核心素养的理念，梳理相应的教学策略：基于实验探究，培养“证据推理”“宏观辨识与微观探析”素养;利用微观模型和动画视频感受微观世界，培养“模型认知”“微观探析”素养;加强对话教学，促进深度教学;充分的资料拓展，提高学生认知。
关键词：深度教学;核心素养;甲烷;高中化学
中图分类号：G633.8?文献标识码：A?文章编号：2095-624X（2020）27-0085-02
一、目前高中化学教学存在的问题
目前，很多学校还没有对学生学科核心素养的培养引起重视。化学教师在讲课的过程中一般要求学生对课本中的重点内容进行背诵，学生掌握知识的程度与学生的背诵联系密切，这样学生学起化学来会感到枯燥无味，久而久之会失去对化学的兴趣[1]。同时课堂教学中，主角是教师，学生一般只有在提问环节才会参与到课堂教学中来，学生在课堂缺少存在感，遇到问题在课上不能及时提问，问题越积越多，课程的盲点也越来越多，影响之后的学习。综上所述，教师应该改变自己的教学方法，从化学学科核心素养出发，培养学生的综合能力，这对学生今后的学习和生活也有很大的帮助。
二、高中化学学科核心素养与深度学习
高中阶段的课程与初中阶段的课程有很大的不同，一方面需要学生掌握的知识点比初中阶段增加了很多，另一方面课程的难度也有质的飞跃。因此，如果学生想要在高中阶段整体的能力都能够有所提高，就需要具备核心素养。这样，每门学科的相关内容才能够很好地掌握，其中高中化学学科素养是很重要的一个方面。高中化学学科素养主要包括五个方面的内容，分别是：宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想，证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任。因此学生不仅要在课堂中掌握书本中的内容，还应该形成化学思维，将所学习的相关内容在头脑中形成知识链，从而提高化学学科综合素质[2]。
对于甲烷这部分知识，教师应该从甲烷的物理性质、化学性质和宏观结构等方面入手，让学生了解关于甲烷广泛的知识，这样在今后的学习中，遇到烷烃的时候，学生可以联想到甲烷的相关知识，从而了解其他烷烃的性质和结构，这样才能够提高学生的学习效率，让学生对自己学习过程中还没有掌握的内容有所了解，在今后的复习过程中有针对性地进行复习，养成独立思考、善于总结等良好的学习习惯，这样才能够达到素质教育的最终要求。
三、培育学科核心素养的教学策略——以“甲烷”教学为例
1.基于实验探究，培养“证据推理”“宏观辨识与微观探析”素养
高中化学教学中，实验教学是一个重点，但也是一个短板。在新课标以及新高考政策要求下，高中化学教学更强调实验探究能力的培养和实验活动的组织。化学实验是非常严谨的，实验结果是否达到预期目标，要受到实验流程、实验操作、材料质量等多方面因素的影响。这很考验学生对学科知识的理解和掌握能力。通过开展实验探究活动，教师可以帮助学生形成严谨的科学探究态度，能从实验现象、实验结果去推断排查实验的进展是否顺利、操作是否得当。这符合证据推理的学科素养要求，也对培养学生的“宏观辨识”“微观探析”素养有积极作用。
例如，在《甲烷》一节的教学中，第一，教师可以让学生自己设计实验来验证甲烷的元素组成。由于甲烷是易燃的气体，教师应该先确保实验过程的安全性，在点燃甲烷气体之前应该先验证气体的纯度。学生可以在火焰的上方放置一个干燥的烧杯，这时会发现烧杯内壁会出现水珠，这样就验证了甲烷含有氢元素。在燃烧后，向烧杯中添加少量澄清的石灰水，这时又会发现石灰水由澄清变浑浊，说明甲烷燃烧会产生二氧化碳气体，就证明了甲烷中包括碳元素。由上述两种实验现象可以得出甲烷是由氢元素和碳元素构成的。第二，教师再引导学生测出氢元素和碳元素的比例关系，这样就可以得出甲烷的分子式。甲烷的性质比较稳定，在一般情况下不与强酸、强碱和强氧化剂反应，但是在一定条件下也会发生反应。教师可以引导学生进行实验，探究甲烷和氯气的反应。教师让学生取一个100毫升的量筒，用排饱和食盐水的方法收集体积比为1∶4的甲烷与氯气，放在光线比较强的环境中，然后进行观察。经过一段时间，学生会发现有油状物质产生，气体的颜色变浅，量筒中水面上升，然后对实验过程进行总结，油状物是含氯的有机物，同时还会产生氯化氢气体，这种反应被称为取代反应。实验操作的教学方式可以让学生在自己动手实践的过程中感受化学知识，可以提高学生学习化学的兴趣，也能够提高学生的动手能力。学生在实验的过程中能够将抽象的化学知识转化为直观的实验现象，学生自己动手进行操作，还能够加深对知识的理解，而且对这一部分的知识，学生会很难忘记，这样对学生之后有机物的学习也有很大的帮助[3]。
2.利用微觀模型和动画视频感受微观世界，培养“模型认知”“微观探析”素养
微观性强，这是化学的一个普遍特征。在涉及化学反应的深层原理探究以及原子、分子层面的知识教学中，我们都需要构建微观视角，而不能简单从生活经验、常规认知层面去做考量。这就需要学生具备“微观探析”的素养。通过微观模型和动画视频进行微观知识探究，这是信息技术参与高中化学教学的重要体现，其作用在于以信息技术模拟展示微观世界中的化学现象和化学原理，科学、严谨又直观，可以弥补学生常规视角认知学习的不足。充分利用微观模型和演示动画、视频，这对培养学生的“模型认知”素养、“微观探析”素养都有积极作用。
例如，在《甲烷》一节的教学中，教师可通过网络学习平台下载“甲烷和氯气发生取代反应”的动画视频。通过视频，学生能够观察到氯气分子和甲烷分子在空间中进行无规则的运动，可以看到甲烷分子是正四面体的结构，而氯气分子是直线型的，在不断的运动中，甲烷分子的一个碳氢键发生断裂，氯气分子的化学键也发生断裂，氯原子和甲烷中的氢原子发生取代，由于数量的不同，形成的含氯化合物也不同，分别有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷，同时被取代下来的氢原子和氯原子重新形成了氯化氢分子。这样直观的动画可以让学生了解到氯气与甲烷反应的微观世界，可以加深学生对这个反应的理解，在之后的学习过程中，学生能够通过这个例子推理出来其他的取代反应是怎样发生的，促进学生之后的学习。
3.加强对话教学，促进深度教学
教学是教与学相结合的过程，是教师和学生深度互动交流的过程。加强对话教学，促进互动沟通，这是实现深度教学的必要条件。鉴于高中阶段学生的课业负担重，时间紧张，教师更有必要充分利用课上时间等开展有效的对话，积极听取学生的反馈，充分了解学生的进度与学习成效，并有针对性地纠正学生的认知误区，补充学生的认知不足。事实上，就高中生的认知学习能力而言，这种对话教学并不局限于教师和学生之间，而是可以鼓励学生与学生之间的交流互动。让每个人的学习理念、学习体会得到自由的讨论交流，从而取长补短、相互借鉴、相互启迪，这对改善课堂学习氛围，提高学习效率都有帮助。
例如，书本中没有甲烷空间构型的图片，学生很难了解甲烷在空间中是怎样的一个形态，教师应该引导学生进行小组探讨，让学生动手操作，探索甲烷的空间构型。教师应该给学生发一些小棍和橡皮泥的球形结构，其中大球代表碳原子，小球代表氢原子，然后以小组为单位，让学生充分发挥自己的想象力，这样每个小组都有不同的空间构型，例如，正方形、正四面体形和不规则的四面体形，然后教师再进行引导。因为甲烷是一种相对比较稳定的气体，在这几种空间构型中，正四面体的结构是最稳定的，这样学生就会对它的空间构型印象深刻。在这个过程中，一方面学生之间能够互相探讨，进行合作，能够培养学生的探索意识和团队合作精神，学生在动手操作的过程中能够了解甲烷空间构型的可能选项，然后再进行分析，得出甲烷的正确的空间构型。另一方面，在动手操作的过程中，教师进行积极引导，学生与教师之间能够加强沟通，这样可以拉近师生距离，构建和谐的化学课堂氛围。
4.充分的资料拓展，提高学生认知
结合信息技术进课堂的总体形势，教师在组织高中化学核心素养教育中应当积极创新教育模式和方法。比如，开展以微课视频为代表的翻转课堂教学，这就是不错的尝试。我们可以将甲烷等方面的知识点与当前国内外针对甲烷研究与利用方面的技术成果、专利成果、文献研究资料等进行整合，形成以课本教材为中心的适当拓展教学。在课堂上，学生可以参照这些微课视频资料来提高眼界与认知，也可以在课下或者假期下載微课视频进行复习，筑牢学科基础。比如，针对甲烷在工业生产与应用中产生污染的情况，教师可以引导学生探究如何用化学工艺来净化空气，解决污染问题。这样的教学拓展对培养学生的核心素养，实现化学知识的活学活用有积极作用。
综上所述，随着课程改革的深入，传统的教学方式已经不再适应时代的发展要求，教师应该从高中化学核心素养出发，重视学生在课堂中的参与度，引导学生自己动手探索化学世界的丰富多彩，通过直观的化学实验现象理解一些抽象的化学知识，通过动画视频向学生呈现微观世界中分子的变化过程，这样学生能够深刻理解化学知识，促进学生进行深度学习。
[参考文献]
[1]冯榕榕.基于深度教学理念下的探究性教学设计——以“碳酸钠和碳酸氢钠”为例[J].教育现代化，2019（98）：211-213.
[2]贺秋云.基于化学核心素养培育的深度教学策略——以人教版高中化学必修2第二章“化学反应与能量”为例[J].实验教学与仪器，2018（S1）：9-13.
[3]郭钰铭，左香华.深度教学是培养学生核心素养的有效路径——以高中化学教学为例[J].教育与教学研究，2018（12）：92-99，116.
作者简介：苏灵海（1976— ），男，福建厦门人，一级教师，本科，研究方向：化学教学。
