基于宏观辨识和微观探析的离子反应课堂教学

    林琼瑛 林凤英 姚碧霞

    摘? 要 从课程的素养目标、问题的板块化设计、观念建构、真实问题情境等方面，多角度阐述发展学生核心素养的课堂整体设计，以期为一线教学提供借鉴和参考。

    关键词 初中化学;离子反应;核心素养;宏观辨识;微观探析;数字化实验

    中图分类号：G652? ? 文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2020）13-0082-03

    1 课堂教学问题的提出

    高中化学2003版的课程标准中设置了两个必修模块、六个选修模块，其中必修模块的设置是为了衔接初中化学的学习以及为后续选修模块的学习提供基础知识，涉及内容广，难度要求也较低，是为全民科学素养的普及而设置的化学学科知识。但在实践过程中，必修模块的知识内容被直接扩展到选修，知识的广度、深度和对学生的能力要求猛然提升，学生的兴趣和学习的热情急剧下降。在这个背景条件下，课堂教学容量与课时之间存在紧张的矛盾[1]。

    课程标准强调的多样化学習方式被各种因素制约而导致弱化，如以实验为主的科学探究在教学实践中往往被视频实验代替。2012年，华东师范大学课题组所做的调查研究表明，超过25%的学生没有进过实验室，学生的思维活动被大大限制，自主建构知识的学习方式受到阻碍;教师受限于教学时间和教学资源的缺乏，课堂教学还是以讲授为主[2]。

    2017年的课程改革是对2003年颁布的课程标准的推进和升华。2017年版课程标准在继承和发展2003版课程标准先进的改革理念的同时，对以往的三维目标进行融合，提出素养化的教学目标，科学素养被进一步细化为更为具体明确的五个维度的学科核心素养，同时增设学业质量和核心素养的划分水平[3]，更具体更细致地指导教学工作。

    2 素养导向的离子反应课堂教学设计

    选取苏教版必修一“离子反应”为例，根据教科书的编排顺序，知道在系统学习“离子反应”这一节之前，专题一中分散系的学习涉及电解质、电离、非电解质的内容，常见物质的检验也涉及离子的检验。而通过这一节系统完整的离子反应的学习，要求学生建立的学科大观念是微粒观，并能运用微观的视角去分析和认识物质在水溶液中的行为，最后达到应用宏微相结合认识视角去解决实际问题。这一节内容很好地发挥了发展学生宏观辨识与微观探析核心素养的知识价值，发展学生认识角度从宏观的视角向微观视角转化，从孤立的角度上升到转化联系的视角，促进学生从定性分析向定量分析转变。为后续选修学习盐类水解、电离平衡提供认识思路和角度，并进一步发展“变化观念与平衡思想”。

    教学目标的素养化? 明确的素养化目标指导整个教学过程，依据2017版课程标准宏观辨识与微观探析这一核心素养制订单元、课堂教学目标。传统教学注重概念间的辨析以及离子方程式的书写，是为提高应试水平而展开的教学目标。而素养化的课堂教学目标更加注重化学知识的迁移运用，一般将教学目标分为两种：一种是建构性目标，指素养建构过程中学生应该达成的目标;一种是迁移性目标，指学生在运用所学知识方法去解决问题的时候所表现出来的素养。

    在“电离”概念教学过程中，建立了三个教学目标：通过氯化钠水溶液导电原因的实验探究，认识离子概念;通过对离子产生原因的分析，认识电离的本质，初步学会电离过程的化学表达;基于微观的视角，分析物质及其变化。前两个是建构性目标，通过实验探究，学生自主建构对核心概念的理解，当达到一定的知识层级的理解之后，确定第三个迁移性目标，能迁移运用基于微观的视角去认识事物的变化，这是一个高水平素养的状态。

    教学思路的问题板块化? 针对具体的教学内容，将教学内容分为几大板块，依据知识要点、素养发展点、学生认识发展点来进行板块的设计。基于不同的要素，所划分的板块内容是不一样的。以知识为线索的设计分为：电离—强弱电解质—离子反应条件本质—离子方程式;而以学生的认识发展点为线索的设计分为：宏观现象—微观本质—宏微结合。教师进行教学之前，先在脑子里构思这节课所要讲授的内容，通过形成几个大的问题板块，将整节课连接起来。素养课特别强调对板块的素养功能的设计，电离的概念教学中设置四个进阶式的问题板块：

    1）氯化钠水溶液为什么会导电？

    2）导电的原因？

    3）只有水溶液的状态下才导电吗？

    4）如何表征电离？

    四个问题是层层递进的，是基于宏观现象、微观本质、符号表征提出的，具有很强的逻辑性和关联性，将一节课串了起来。围绕这四个大的方向展开的具体教学实施，当对所教内容进行素养化设计的时候，有效拓展了学生的思维空间，学生的创新思维得到培养，这是目前课堂所欠缺的。而通过这样一节素养课的学习，知识所承载的核心素养功能得到体现，学生对电解质的理解由现象水平（导电）进入微观（自由离子），对知识有了更深刻的理解和认识。

    任务的设计? 板块化的设计作为教学内容的主线，离不开学生活动的设计，在强弱电解质的教学中，设计的是灯泡亮度的实验;在离子反应的教学中，设计的是三个不同现象的实验（生成沉淀、气体、水）;在离子方程式的教学中，设计的是学生自主总结规律得出结论的书写方程式的任务。学生活动能很好地发展学生的素养，活动的过程中，学生经历了设计实验方案、动手实验、分析数据、比较现象、评价反馈等一系列过程。学生活动的过程是思维的外显过程，教师通过相同实验中不同的学生表现，引导学生改正认识的偏差。

    认识发展的观念教学? 学科核心素养的发展离不开知识载体，但是知识并不等于素养。在知识爆炸时代，学科知识的衰减和更新的速度也在加快，但是形成的学科观念、认识方式却是相对稳定的。离子反应的教学所要形成的学科大观念是微粒观，统摄性的大观念具有概括性、稳定性、层次性、生成性的特点。基于这些特点，在教学过程中，学生要对所学的知识进行归纳概括、整合反思，充分调动知识经验的储备，在反复学习应用的过程中形成知识的迁移功能。

    而在传统教学过程中，教师对于核心的概念往往是直接针对概念的关键点进行提问，细化说明关键字词帮助学生理解，形成定义和知识结论，最后通过练习加深对概念的理解。这样所形成的只是表层的理解，并没有发挥核心概念对于推动学生认识发展的功能。要注重挖掘知识背后的内隐的认识思维，可以运用数字化技术让看不见的微粒以可见的图像显现出来，自主实验探究方式能让学生自主建构离子反应概念。素养发展的教学更加注重学生的认识发展，教师针对学生的认识发展点进行提问，通过提出假设、进行论证、检验证明等丰富多样的高阶认知活动，帮助学生基于新概念形成新的认识，转变和提升学生原有的认识方式，促进学生的认识方式从原有的宏观表象向微观本质转变 [4]。

    素养的显性化? 对于离子反应的教学，要达到怎样的素养外显呢？离子反应教学中所要形成的是微粒观，而离子方程式则是微粒作用观认识思维的外显。可以从学生回答中了解到学生调用了何种层级的素养，分析学生的思维水平。传统的教学更加注重离子方程式的“写、拆、删、查”规则的指导，割裂了这节课中电离、电离反应的整体联系，学生学会了方法，却忽视了背后的内隐思维。离子方程式的教学过程中应确定认识对象、分析微粒的种类和数量、微粒间的相互作用、作用的结果，不应该将其作为一个独立的单元。在数字化实验教学过程中，应该将这样的认识模式渗透到整个实验过程中，可以通过提供相同或者不同离子控制变量的方式，提供认识冲突或者同化，激发学生自主探究的欲望，根据实验探究过程中的实验现象进行反应过程的书写。

    概念的形成是在具体的事实性知识的基础上的抽象概括，丰富的例证有利于学生概念的形成。最后通过教师的引导，对方程式中离子的数量关系，以及是否符合质量守恒和电荷守恒的原则查看书写的正确性，学生形成从定性到定量角度去认识离子反应的认识。比如相同浓度NaOH溶液、KOH溶液和HCl溶液的反应，运用手持技术形成反应的图像，基于证据推理，归纳总结出规律。这样的教学更有利于学生对概念的自我建构 [5]。

    素养为本的情境教学? 2017年版课程标准强调真实、具体的问题情境在教学过程中的运用，不难看出情境之于学生素养提高的重要性。根据情境的种类，可以分为化学史实、前沿科技、社会生活等。情境的功能包括两类：建构性功能和迁移性功能。通过对情境中问题的分析归纳建构概念，通过情境中概念的运用实例体现迁移性的功能。离子反应的教学，情境的选取是非常丰富的，比如以化学史为依托，讲解阿累尼乌斯建立电离理论的故事，建构电离的概念，体现了情境的建构性功能价值;选取医药应用的钡餐，选取以认识身边的水质为贴近生活的大情境素材，体现了情境的迁移性功能。

    情境的选取需要结合具体的课堂教学内容、学生的学习兴趣点、学科的教育功能价值。对于选取的实际情境要进行问题设计，实际情境往往是复杂的、难以理解的，抽提符合教学内容的情境，设置相应的情境问题，对问题进行分化和拆解，使得问题呈现出递进性;通过问题的解决，达到学生素养水平的进阶。

    3 结语

    素养导向的课堂教学，更加考验教师对整节课的设计以及实施能力。通过教学目标的设计把握教学的方向，将教学内容设计为不同的板块，设计进阶式问题，为学生搭建思维的平台;依据板块设置相应的学生活动任务，运用先进的手持技术图像表征的教学策略，为学生搭建宏观和微观的桥梁;控制反应过程中量的变化，促进学生的认识角度从定性向定量发展;扩展知识的广度和深度，同时整个教学过程选取真实情境激发学生的兴趣，在具体情境中进行教学。学生充分调动结构化的知识解决实际问题，学习的能力得到锻炼，有限的教学时间呈现出更大的教学容量。课堂教学往往是多种教学策略同时使用，呈现出不同的教学效果，但最终目的都是发展學生核心素养。

    参考文献

    [1]王祖浩.高中化学新课程解析与实施中的问题探讨[N].中国教育报，2005-10-14（05）.

    [2]房喻，徐端钧.普通高中化学课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018.

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

    [4]胡久华，王磊，支瑶，等.促进学生认识发展的“电离和离子反应”专题的单元整体教学研究[J].化学教育，2013，34（4）：44-49.

    [5]杨梓生，吴菊华.高中必修化学“离子方程式”教学：现状、策略与案例分析[J].化学教学，2017（8）：33-36.