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核心素养导向下的化学教学再探

2021-11-27汪定用

关键词:学科育人一体化核心素养

摘要:核心素养是教学改革实践中的热点。核心素养在课堂教学中如何扎实落地,是实现学科课程育人的关键和难点所在。对常态化实践而言,还需要将理论下行、案例上行,在操作层面形成核心素养导向下的化学教学的一般性思路。核心素养导向下的化学教学,可以基于“育人视角”理解课程内容,依循“逻辑主线”把握教学设计。

关键词:核心素养;学科育人;大概念统整;“教、学、评”一体化

核心素养是教学改革实践中的热点。核心素养在课堂教学中如何扎实落地,是实现学科课程育人的关键和难点所在。对化学核心素养落地的研究,学科专家的理论研究领域有不少指导性成果,一线教师的实践领域也有很多典型性案例。但对常态化实践而言,还需要将理论下行、案例上行,在操作层面形成核心素养导向下的化学教学的一般性思路。结合沪教版初中化学九年级下册《物质溶解性的定量表示》一课,阐述几点思考。

一、基于“育人视角”理解课程内容

教师对课程内容的前端认识,是开展教学的基础。对课程内容育人价值的理解有两个视角:一是学科视角,即(化学)学科理解。认识其在学科层面的功能及价值,是直接性的关于学科核心素养的解读。二是教学视角,即学习进阶。学生的核心素养发展具有阶段性特点,必须从整体上把握核心素养的发展阶段,并在此基础上定位当下的发展水平。这两个视角的聚焦过程是教师对课程内容育人属性的理解过程,也是唤醒课堂价值的过程。

(一)学科视角:学科功能及价值定位

1.意义理解:追溯学科本原性问题。

所谓学科本原性问题,是指促使学科主题或学科知识产生的最原始的问题。换句话说,就是学科主题或学科知识是在解决什么原始问题的背景下产生的。

本节课的教学主题是“物质溶解性的定量表示”,其内涵是对物质溶解性的衡量和比较。该主题的原始问题背景是物质的溶解性问题,而溶解性是决定自然界中物质间依存形态和在自然或人为条件下物质间转化方向的本质要素。这是本节课教学的学科意义背景。

2.认识理解:厘清认识视角和认识思路。

所谓化学认识视角,是指对物质及其变化的特征与规律进行认识的角度或切入点,是指“从哪儿想”。所谓化学认识思路,是指对物质及其变化的特征与规律进行认识的程序、路径或框架,是指“怎么想”。“从哪儿想”“怎么想”是化学科学思维方式内涵的两个重要方面。

本节课的第一项教学内容“物质溶解性的定量表示”,其认识角度是溶质与溶剂的定量比,认识思路是度量一定温度下、一定量溶剂中最多能溶解的溶质的量,体现的是化学计量思维。本节课的第二项教学内容“形成与识读溶解度曲线”,其认识角度是直观描述因变量溶解度受自变量温度的变化情况,认识思路是描点连线,用图像法来刻画,体现的是数据处理思维。本节课的第三项教学内容“溶解度及曲线在结晶与反应中的初步运用”,其认识角度是物质溶解度的变化,认识思路是溶解度最小的物质先从体系中析出,结晶析出的晶体或变化中生成的沉淀往往是溶解度最小的物质,体现的是物质转化思维。化学计量思维、数据处理思维和物质转化思维是本节课在认识论上的科学思维方式,是促进学生认识发展的三个深化点。

3.结构理解:梳理主题概念的层级。

学科本原性问题的凝练,回答了“认识什么”的问题;认识视角和认识思路的抽提,回答了“如何认识”的问题;而主题概念的层级结构分析,则回答了“如何结构化地进行认识”的问题。化学主题概念层级结构依次为主题大概念、主题核心概念和主题基本概念。其中,主题大概念对主题核心概念和主题基本概念的认识具有引领作用,主题核心概念是主题大概念的基础,主题基本概念是主题核心概念的基础。本节课中,“物质溶解性”是“物质溶解性的定量表示”的背景问题,属于主题大概念;“物质溶解性的定量表示”是主题核心概念;“溶解度”和“溶解度曲线”是两个主题基本概念。

(二)教学视角:学习进阶定位

“学生化学学科核心素养的发展是一个持续进步的过程”,具有阶段性和发展性的特点。对学科主题学习进阶的定位是理解课程内容的另一个重要视角,即教学视角。

就“物质溶解性的定量表示”这一主题核心概念而言,从知识进阶的角度看,其进阶过程为:初中阶段,了解如何定量表示物质的溶解性(即溶解度),并根据溶解度初步分析结晶和复分解反应中的物质转化;高中阶段,一是利用物质溶解度来进行物质的分离与提纯,是实际应用层面的深化,二是探讨沉淀溶解平衡,是离子角度的微观本质深化。从认识进阶的角度看,其进阶过程为:溶解性定量表示的科学模型的建构—溶解性定量表示的科学模型的运用—溶解性定量表示的认识模型微观深化。从方法论角度看,其进阶过程为:基于典型实验事实的溶解性定量表示及其初步运用的讨论探究—真实情境下物质分离、提纯的方法建构—沉淀溶解平衡的本质建构与化学反应中的综合应用。以上知识、认识和方法三个角度是把握学习进阶的三个变量,即概念变量、认识变量和方法变量。概念变量是从本体论或知识论上来描述学科主题的知识是怎样发展的,认识变量是从认识论上来描述学生对学科主題的认识是怎样发展的,方法变量是从方法论上来描述学生对学科主题的认识方法是怎样发展的。

基于以上理解,本节课的教学目标确定为:(1)通过典型实验事实研讨,能说明定量表示溶解性大小的思路和要点,能解读具体物质溶解度的含义并进行信息迁移,体会控制变量的科学方法和溶解度的意义;(2)通过溶解度表阅读、曲线绘制和交流,能正确绘制和识读溶解度曲线信息,体会溶解度曲线在推测、直观和比较上的意义,感受列表法的“数的精确”和作图法的“形的直观”;(3)通过真实情境问题的思考与解释以及推理拓展,能初步运用溶解度及溶解度曲线解决实际问题。

二、依循“逻辑主线”把握教学设计

教学设计是教师将对课程内容育人价值的理解向教学实践转化和显化的过程。其中,教学内容组织和教学活动设计是两个重要部分。教学内容的组织和教学活动的设计,需要依循一定的“逻辑主线”。

(一)教学内容组织的“逻辑主线”:大概念统整

如前所述,“物质的溶解性”是本节课的主题大概念,“物质溶解性的定量表示”是主题核心概念,“溶解度”和“溶解度曲线”是主题基本概念。基于这样的概念層级,本节课的内容结构为:定性认识溶解性—研讨溶解性定量表示的要点与思路—形成溶解度概念—绘制和识读溶解度曲线—体会溶解度及溶解度曲线的应用。以“物质溶解性”这个大概念为认识主基调,以“物质溶解性的定量表示”为核心问题,以“溶解度”和“溶解度曲线”为具体概念,形成本节课教学内容的内在逻辑结构。

(二)教学活动设计的“逻辑主线”:“教、学、评”一体化

活动是课堂教学的基本属性,包括教的过程、学的过程和评的过程。核心素养导向下的教学活动需要体现“教、学、评”一体化的关联逻辑,其关系如图1所示。

“教、学、评”一体化,一方面是指“教、学、评”三者指向共同的目标,其一致性及一体性皆由目标所决定;另一方面,“教、学、评”是三个并进的且彼此交融的过程,没有学就无所谓教,没有评就不知道是否“教得合适”“是否学会了”。教与学的活动既是为达成目标服务的活动,同时也是评价目标是否达成的活动。本节课的教学活动设计和评估证据预设如下:

1.定量表示物质的溶解性。(对应教学目标1)

(1)溶解性定量表示的思路。

教学活动为:①取两支试管,分别加入4 g氯化钠和4 g蔗糖,然后各倒入10 mL水,振荡并观察现象。②一支试管有氯化钠固体剩余,另一支蔗糖全部溶解,由这样的现象能得出什么结论?③蔗糖在水中的溶解性比氯化钠大,那么如何定量反映蔗糖的溶解性大小呢?(追问:定量表示蔗糖的溶解性大小,还需要限定哪些条件?能否用10 g水或100 g水中最多溶解多少蔗糖来衡量溶解性?)

评估证据为:①学生能在思考与对话中回答出物质溶解是有限度的,氯化钠溶液是饱和溶液,蔗糖溶于水的能力比氯化钠强。②大多数学生在教师的启发下能够说出“一定量溶剂中最多溶解溶质的质量”的思路。③学生能说明需要限定一定温度和饱和状态的条件。

(2)溶解度的内涵解读与迁移。

教学活动为:①说明固体溶解度的概念。②说明“20 ℃时,氯化钠的溶解度为36 g”的具体含义,并使用图解表示。③由以上数据,你还可以推演出哪些定量信息?

评估证据为:①学生能说明具体溶解度的含义。②学生在交流讨论和教师启发中推演出溶液各组成的比例,20 ℃时溶质的最大质量分数,20 ℃时用5 g水来配氯化钠的饱和溶液需要的氯化钠的量,并据此判断溶液所处的状态。

2.绘制与识读溶解度曲线。(对应教学目标2)

(1)识读溶解度表与绘制溶解度曲线。

教学活动为:①观察沪教版九年级下册18页表68和人教版九年级下册36页表91(NaCl、KNO3),对物质的溶解度你有什么认识?②如果要直观地反映溶解度受温度变化的情况,可以怎么办?③绘制KNO3的溶解度曲线。

评估证据为:①学生能体会到物质溶解度有大有小,溶解度受温度的变化也有大有小。②大多数学生能说出图像法可以直观刻画溶解度受温度影响的情况。③学生都能选择温度和溶解度为横、纵坐标,描点连线绘制溶解度曲线。

(2)识读溶解度曲线。

教学活动为:①KNO3的溶解度曲线与列表法相比,除了直观以外还能提供哪些“增值服务”?②观察与比较NaCl和KNO3的溶解度曲线,你能获得什么信息?③观察 Ca(OH)2的溶解度曲线,这条曲线给你什么启示?

评估证据为:①学生能知道溶解度曲线是直观的,是可推测的,也是可以比较大小的。②学生能体会到不是任何物质的溶解度都是随温度升高而增大的,有些物质的不饱和溶液转化为饱和溶液需要升温。

3.溶解度及溶解度曲线的运用。(对应教学目标3)

(1)结晶情境中运用。

教学活动为:观看冬天捞碱、夏天晒盐的视频,结合Na2CO3和NaCl的溶解度曲线,讨论为什么冬天能捞碱以及如何解释夏天晒盐。

评估证据为:部分学生在思考讨论中能从溶解度最小的角度分析溶液中物质的析出;大多数学生能理解以上分析。

(2)反应情境中运用。

教学活动为:将NaOH浓溶液与CaCl2浓溶液混合,观察到出现白色沉淀物,结合NaOH、CaCl2、NaCl、Ca(OH)2的溶解度曲线,思考与交流白色沉淀物是什么。

评估证据为:少数学生在思考讨论中能从混合溶液中离子交换的角度,从溶解度最小的物质出发分析沉淀物,体会化学反应中物质生成的奥秘;部分学生在教师说明下能体会以上分析。

本节课的教学活动设计和评估证据预设,在横向上体现了评估证据显化、先行的“教、学、评”一体化逻辑,在纵向上采用了“板块—任务”式的序进逻辑,在具体学习任务上通过高阶问题来驱动,形成了逻辑严谨的课堂结构。

教学实施是教学设计的实践表达,而核心素养导向下的教学实施不是静态的、平面化的教学设计文案执行,而是师生生命卷入的动态的、立体化的生成过程。教学实施要从教学设计的文本情境中走出来,将细致的教学设计变薄,从纲要的角度来整体把握教学,从而营造出自由而灵动的教学空间。在这样的空间中,师生之间、生生之间和学生自我内部进行思维或情感的激荡,在交互对话中实现知识的生成和观念的建构。

参考文献:

[1] 郑长龙.核心素养导向的化学教学设计[M].北京:人民教育出版社,2021.

[2] 杨玉琴.“教、学、评一体化”下的目标设计与达成——基于2017版课标附录案例的批判性思考[J].化学教学,2020(9).

[3] 汪定用.浅谈课堂教学中教师的心理融入[J].江苏教育研究,2007(9).

*本文系2019年江苏省中小学教学研究第十三期课题“大单元大主题视角下的课堂四要素教学研究”(编号:2019JK13L062)的阶段性研究成果。

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