优化教学设计是落实核心素养的基石

    武光荣

    

    

    

    [摘要]教学设计是一个创新的、积极主动的、持续完善的复杂过程。当前国內正积极探索核心素养提升和个性化学习的课程改革，在信息技术高速发展和各类资源海量化的时代背景下，学校教育要有效落实核心素养，提升课堂教学效率，优化教学设计是关键。

    [关键词]核心素养，教学设计，优化

    [中图分类号]G633.8[文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2020）11-0063-02

    美国教育心理学家加涅在《教学设计原理》（1988年）中提到：“教学设计是一个系统化规划教学系统的过程。教学系统本身是对资源和程序作出有利于学习的安排。”

    新课标凝练了学科核心素养，明确了学生学习该学科课程后应达成的正确价值观念、必备品格和关键能力，并对知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标进行了整合;以发展化学学科核心素养为主旨，提出化学学科核心素养包括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5个方面;以“化学科学与实验探究”“常见无机物及其应用”“物质结构基础及化学反应规律”“简单的有机化合物及其应用”“化学与社会发展”5个主题为依托。教学设计之于课堂就如同建筑设计之于建筑。在教学过程中如何落实核心素养，提高课堂教学效率？优化教学设计是关键，是基石。

    如何设计以核心素养为本的化学课堂教学，是新课标教学实践遇到的新问题。将化学教学诸多要素有序安排，规划设计出最优教学实施方案的过程，通常包括设定教学目标、方法、步骤以及分配教学时间等。优化化学教学设计要求把课堂交给学生，强调自主学习，注重化学学科价值的实现，最大限度地提高学生的核心素养，从而使学生获得良好的发展。主要策略如下。

    一、设计“问题链”，提升学生思维素养，提高教学效率

    学习总是从问题开始，问题总是与学习伴行，所有问题的解决必定以对问题存在的认识为开始。教学中的“问题链”，对学生学法的形成有较强的导向作用。中学化学新课程提倡开展以问题为中心的教学，引导学生通过高水平的思维来学习，通过问题解决来建构对知识的理解。实施以问题为中心的教学，问题的设计是关系教学成败的关键。

    例如，在设计“化学肥料中的主角”一课时，以农业谚语背后的化学原理为背景，以“氮的固定”为线索，于追寻植物体氮元素的来源过程中引领学生认识氮及其化合物的性质。通过“雷雨发庄稼”的讨论激发学生思维，用实验的方法解决学生的疑惑，让学生体会科学的魅力。最后用化学的视角审视在氮的固定过程中的重要物质。

    问题链设计：俗话说：“庄稼一枝花，全靠肥当家。”农作物需要的大量氮肥是从土壤中吸收而来的，如何保证土壤能够源源不断地提供肥料呢？化肥厂里的氮又是从何而来呢？大豆、花生有根瘤菌能够直接从空气中吸收氮元素，小麦、玉米可以吗？真的能“向空气中要面包”吗？“雷雨发庄稼”的科学道理在哪里？闪电真的能使空气发生变化吗？实验需要哪些条件？这一系列的问题能够很好地引发学生思考，提高学生的注意力和学习兴趣。

    问题链是促进学生理解和掌握知识，发展学生思维能力，以及推动学生实现预期目标的一种有效手段，是提高课堂教学效率的一种教学策略。

    二、融入数字化实验，提高“宏观辨识与微观探析”的落实效率

    随着信息技术的发展，计算机作为一种教学技术越来越受到人们的重视。计算机等技术工具为教师与学生开展科学探究与更好地理解科学的本质提供了很好的技术手段。

    例如，在《电解质溶液的性质》一章中，通过融入数字化实验，建构分析水溶液中化学反应的思路和方法，可进一步提升学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等化学学科核心素养，提高课堂教学效率。如通过对弱电解质的电离平衡及平衡移动的学习，建立事物之间的联系与转化等辩证观点，建立宏观与微观之间的联系，感悟化学的微粒观、平衡移动观，养成辩证分析问题的意识与习惯。具体如下：

    常温下，0.1mol/L醋酸中每一千个醋酸分子中只有约13个醋酸分子发生电离，而绝大多数是以醋酸分子的形式存在，但外界条件的改变（如温度、浓度等）会引起电离平衡的移动。融入数字化实验，可将此过程直观化。具体如下：

    由于电离过程需要吸热，据此先让学生预测升温后各个相关量的变化情况，然后结合图1进行分析。如图1.在一定温度范围内，随着温度的升高，溶液的导电率升高，说明溶液中离子浓度升高，平衡向电离方向移动，即“越热越电离”。

    进一步加深难度，设问：如果对冰醋酸加水稀释，结果会怎样？

    加水稀释，电离程度增大，使离子浓度增大，但是溶液体积增大，又使离子浓度减小。在这两个因素的影响下，结果如何，要看二者谁占主导地位。（如图2）

    导电率达到最大值之前，电离占主导地位，所以，离子浓度逐渐增大，导电率增大，达到最大值之后，稀释作用占主导地位，所以离子浓度逐渐减小，导电率降低。（如图3）

    通过利用数字化实验设计实验教学过程，使学生能够更清晰、更高效地理解条件改变而导致的变化，拓宽辨识化学反应的视角，从宏观转为微观，进而感受“宏微符三重表征”的化学科学思维方式，提高学习效率。

    三、设计科学探究环节，提升“科学探究与创新意识”核心素养

    新课标提出学生能力达成的要求有：能根据不同类型实验的特点，设计并实施实验;能预测物质的某些性质，并进行实验验证等。在新课程理念下的化学教学中，教师首先要转变教学理念，让以往的传递式教学逐步走向研究性教学;把整个教学过程变成研究过程、探讨过程、学生与教师合作创造知识的过程。在教学过程中，教师要和学生一起探讨化学教科书及教科书以外的世界，通过教师的教和学生的学，使学生不断产生新的化学观念。

    新课程突出科学探究，为的是实现科学探究应有的教育功能。但科学探究不是唯一的学习方式，教学中教师需要设计多种教学策略，使学生通过探究学习活动获得化学知识、提升能力，从而提升课堂教学效率。

    例如，开设《数字化與微型化实验探究》课程，课程目标为：1.通过对教材进行全面的梳理、细化解读和深入分析，探索形成高中化学学科知识实验化的操作策略和方法;2.通过对已有的课本演示实验进行改进，实现实验的数字化与微型化;3.通过科学探究，促进高中生“科学探究与创新意识”核心素养的提升。

    学生以小组或个人的形式开展探究活动。除了必做实验外，学生可根据自己的兴趣选取实验活动内容，自己查阅文献，配制溶液，根据需要组装实验装置，教师在适当的时候提供一些帮助和指导，当然这对学生的要求比较高，要根据学生的具体情况来实施。经过一个学期的尝试，学生的核心素养明显提升，课堂教学效率也大大提高了。

    综上，基于问题链、数字化实验、科学探究的教学设计，有利于教师构建高效化学课堂，在丰富而生动的教育教学实践中，不断提高课程实施水平，最大限度地提高学生的化学学科核心素养。