吕建勋

摘 要：随着高中新一轮课程改革，按照化学新课程标准提出的学科观念、学科思维、学科实践和学科价值，以高中氧化还原反应为例，采用项目教学方式，利用信息化手段，强化学科融合，建构高中化学学科素养，实现由学科本位向发展学生核心素养的育人本位的转变。

关键词：学科素养;项目式教学;信息化;深度学习;学科融合

基于核心素养的高中新一轮课程改革，指明化学课程教学应该按照《普通高中化学课程标准》提出的学科观念、学科思维、学科实践和学科价值建构高中化学学科素养[1]，探索以实际生产生活为材料，以学科核心素养为宗旨，精心组织教学内容，优化课程，创建真实问题情境，采用精准教学方法，实现课程教学由学科本位转向发展学生素养的育人本位。

一、采用项目式教学方式，设置真实情境——问题培养学生解决问题的能力

2017年版化学新课标提倡教师在学科教学过程中应该努力培养学生的自主学习能力、探究学习能力和合作学习能力，倡导教师主动探索“素养为本”的教学模式和策略，实现从“知识”向“素养”的育人本位的转向。采用项目式教学方式，设置“真实情境——问题”教学，鼓励学生独立思考并相互讨论，引导学生综合运用学科知识学会认知与思考，共同寻找解决问题的最佳方法和途径，实现学生学习方式的转变，增加学生之间合作意识，使课堂任务既能圆满完成，又能建构解决真实问题情境。

笔者在实施鲁教版普通高中教科书必修1第2章第3节“氧化还原反应”一课教学时，从展示生活中铜及其化合物的系列反应真实情境出发，让学生经历六个挑战性任务及活动，使学生认识氧化还原反应的视角从得失氧角度转化到宏观层面的化合价升降，通过问题设置、问题讨论、实验探究、交流研讨等环节，使学生认识氧化还原反应达到微观层面的电子转移这个顶峰，并深刻认识电子转移是氧化还原反应的本质。通过问题的产生、问题的剖析和问题解决，将学生从理论认识转化到实际应用，不断提升学生的能力水平，建构学生用化学的视角发现问题、分析问题和解决问题的思路。

下面谈谈笔者是如何通过设计任务或活动达到培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力的。

第一项任务或活动：“多媒体展示铜及其化合物的系列反应。[活动1]分别写出相应的四个反应的反应方程式：1.加热条件下铜与氧气的反应;2.往灼热的氧化铜通入氢气;3.铁与硫酸铜溶液发生置换反应[2];4.氢氧化铜与稀硫酸发生反应。[任务1]判断上述反应是否为氧化还原反应。”通过创造真实情境，引发学生对氧化还原反应的关注，本项任务尝试旨在让学生发现氧化还原的特征。

第二项任务或活动：“[任务2]标出反应前后各元素的化合价。[活动2]交流讨论：1.在上述四个反应中，铜元素的化合价是否都发生了变化？2.前三个反应与第四个反应的特征有何不同？3.前三个反应与后一个反应有何不同？4.含有铜元素的物质在这些反应中各表现出什么性质？[3]”该活动项目引导学生从化合价的角度认识氧化还原反应[4]，学生在相互交流讨论中发现，很多氧化还原反应并没有氧气或氧元素参与，可见根据反应是否得失氧进行判断氧化还原反应的方法是不科学的。学生在重新寻找问题的解决方法时又发现一个共同点：如果是氧化还原反应，反应过程中肯定有元素的化合价发生了变化。通过这种递进式的项目式学习，学生逐渐认识到如果反应过程中元素的化合价发生变化，即为氧化还原反应，达到深度学习的目的。

第三项任务或活动：“[任务3]阅读课本64页第三段有关氧化还原反应的内容。[活动3]运用所学从化合价的变化角度分析铁与硫酸铜反应过程中的氧化反应和还原反應。”任务3的目的是培养学生阅读理解能力[5]，通过学生的阅读认识氧化反应、还原反应、被氧化和被还原等概念，同时能迁移运用于活动3。由于学生的知识、技能、学科素养不同，学生在讨论过程中会给出不同的答案，有合理的，有不合理的，甚至有很多离奇的。当然有不少学生通过阅读，能通过分析反应前后元素化合价的变化，正确判断氧化反应和还原反应。学生分析如下：由于铁元素的化合价由0价升到+2价，所以铁发生氧化反应，铁元素被氧化，而硫酸铜中铜元素的化合价由+2价降到0价，判断反应中硫酸铜发生还原反应，铜元素被还原[6];由于学生的能力水平各不相同，表现在阅读能力、概念理解、信息的获取能力和语言叙述能力的不同，因此，学生的结论各不相同，甚至张冠李戴。教师在活动中应注意引导，多加鼓励，增强学生参与解决问题的信心。通过活动3学生的自学能力和真实情境下解决问题的能力得到提高，学生的语言水平也得到加强。

第四项任务或活动：“[活动4]利用铁与硫酸铜溶液构成的原电池进行实验。[任务4]交流研讨，根据实验现象你能认识到铁与硫酸铜反应的本质是什么吗？”通过实验，学生发现实验中电流表指针发生偏转、铁片变细、碳棒有红色物质析出和溶液蓝色变浅等实验现象，学生对此进行小组研究讨论，最终得出下列分析：铁片变细、碳棒有红色物质析出和溶液蓝色变浅说明铁与硫酸铜反应生成了铜和硫酸亚铁;根据电流表指针发生偏转方向判断电子由铁片流向碳棒，实验说明反应过程中铁失去电子生成二价铁，铁元素的化合价升高，硫酸铜溶液中铜离子得到电子变成单质铜，铜元素的化合价降低。通过该活动学生认识到铁与硫酸铜反应的本质是电子的转移。该活动利用实验设置问题情境，激发学生对问题刨根问底的欲望，培养学生透过现象看本质的思维模式。

第五项任务：“[任务5]根据元素化合价变化交流讨论：钠与氯气反应、铁与硫酸铜反应电子的转移。”任务5通过学生对钠与氯气反应及铁与硫酸铜溶液反应的电子的转移分析，加深学生对氧化还原反应的实质是电子转移的理解，并建构氧化还原反应中物质所含元素化合价升高（降低）与其相应原子失去（得到）电子的关系，知道氧化剂（还原剂）是指反应物在过程中有元素得到（失去）电子化合价降低（升高）的物质，体现该元素的氧化性（还原性）[7]。随着项目任务的逐渐深入，建立了氧化还原体系中氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应和化合价升降与电子得失之间的推论关系，构建了学生分析氧化还原反应的模型，使教学从让学生“认知”转向培养学生“解决问题”的核心素养能力，提升了学生证据推理和模型认知的化学学科核心素养能力[8]。

第六项任务：“[任务6]归纳总结今天学习内容。”通过该项目活动提高学生总结提炼能力、有效沟通和学术表达能力，同时通过该任务使碎片的知识清晰化、整体化，增强学生学习的获得感。

项目式教学利用项目活动和课题任务驱动，通过教学流程设计和实践，让学生利用中学化学大概念，从学生最近发展区出发，利用情境问题，引发学生学习热情，激发学生参与问题探究的兴趣，自发参与其中，设置项目任务一环紧扣一环，由浅入深，随着活动的进行，问题得到解决，最终再将独立的、零散的知识进行归纳重整，形成清晰的有效整体，有效促进学生对知识进行内化与整合，提高学生的知识迁移能力。学生在这种方式中获得独立思考的时间，同时得到组织语言能力的机会，在自信中学会了发现问题、分析问题、解决问题的模式，化学核心素养得到发展。

二、采用小组合作方式，学生角色从“我”转变到“我们”，培养团队合作精神

新课标提倡教师在教学过程中积极创设益于学生身心发展，有益于学生科学研讨的情境，并积极引导学生通过协作和探究共同完成项目学习任务。这里的协作主要是指教师和学生之间，学生和学生之间的相互合作。以“认识氧化还原反应”为主题的项目式课堂教学，教师在教学过程中将六人分成一小组，组织学生以小组为单位对项目任务进行集体分析探讨、归纳总结，小组成员发挥各自作用，积极参与项目活动，共同寻找问题、分析问题、解决问题。事实证明，在教学过程中不管是交流研讨氧化还原反应的判断方法，还是分析铜及化合物四个反应的元素化合价变化;不管实验探究氧化还原反应的本质，还是定义氧化剂、还原剂、氧化反应和还原反应;不管从元素化合价这个宏观层面认识氧化还原反应，还是从电子得失转移这个微观层面辨识氧化还原反应，团队合作下完成的效果比个人独立完成得好。事实证明小组合作方式，让学生从以往独立的学习者转变成为集体活动的组织者和参与者，实现了学生角色从“我”到“我们”的转变，让学生真正成为学习的主角，体现参与价值，培养学生团队合作精神，体现了化学课程有助于学生形成未来发展需要的正确价值观念、必备品格和关键能力。

三、利用实验探究手段、教育信息化手段，创设学习情境，促进学生深度学习

科学探究是人类了解自然，解疑释惑的重要手段和方法，培养学生创新意识的突破口，利用实验探究手段，增强学生科学探究意识，使学习深度融合。在课堂教学中，利用“铁与硫酸铜溶液构成的原电池”进行的实验探究，创造真实的实验情境，激发了学生探究的兴趣，学生通过实验现象变化，发现问题，提出假设，并进行分析研讨，最终得出电子转移是氧化还原反应的本质的结论，通过实验将抽象问题具体化，方便问题的解决，促进了学生深度学习。

现代教育技术日益完善，教育信息化手段日渐成熟，合理利用现代信息技术，为化学教学创设更多真实学习情境，提供有用素材，不但能激發学生对化学知识的兴趣，而且能使学习更方便、更深入。笔者在氧化还原反应教学过程中运用多媒体技术展示了金属冶炼、厨房中的铁锅出现红棕色的斑迹、化学电池和被氧化苹果等素材，形象生动地让学生体会到反应就在身边，增强学生对日常生活中的氧化还原反应的感性认识。为了更方便探究氧化还原反应的实质，笔者还通过制作FLASH动画“钠和氯气生成氯化钠”和“铁与硫酸铜溶液构成的原电池原理”，使抽象过程具体化，引发学生学习兴趣，有利于学生对微观世界的探知，丰富学生的知识面，拓展思维深度，形成化学学科观念。

四、通过跨学科教学培养学生适应未来社会发展的综合能力

科学知识不是独立于某一学科，要实现知识向能力的转化和飞跃，关键是要认真分析科学知识具有的价值，在教育过程中要挖掘和发挥学科知识的价值，必须通过跨学科教学，学生获得认识价值、应用价值、信息价值和情感价值，才能建构完整的价值体系。教学案例“认识氧化还原反应”教学正是将氧化还原反应构建在化学、历史、生物和物理等不同领域，并利用相关学科的概念做知识铺垫，通过搭建知识桥梁，整合关联学科知识，以项目和任务驱动学生进行合作探究，培养学生树立正确的价值观，帮助学生在面对现实生活情境时，尝试运用跨学科理念，去分析问题、提出问题和解决问题，实现化学学科教学从学科和知识本位向发展学生核心素养的育人本位转变。

五、项目教学反思和改进

本章以“认识氧化还原反应”为项目任务，以铜及其化合物四个反应探究为主线，沿着探究物质性质的思路和方法，先让学生通过分析四个反应前后元素化合价变化，寻找氧化还原反应的特征。再通过实验探究产生的实验现象，建立透过现象分析本质的思维方式，最终在真实任务情境下，建构学生分析问题、解决问题过程的思维模型，并利用方法导引进行模型的应用，达到内化知识，外显思维的目的。

为了落实“科学探究与创新意识”核心素养，笔者努力在项目教学中开展有学生参与的问题分析和实验探究，但对学生而言，由于思考时间有限，所以在独立思考问题、回答问题及拓展思维受限，同时因为回答问题或完成项目任务时需要花费较多时间，使教学任务无法及时完成，因此可以通过设计预习学案，让学生对项目任务或活动有所准备，提高教学的针对性和有效性。

结束语

为培养学生学科核心素养，教师需要深度领会新课程标准，科学制订教学目标，结合生产生活实际，采用合适的教学方式。项目式教学通过创设真实学习情境，设置任务或活动，运用实验探究、交流研讨、归纳总结等方式，培养学生科学思维，拓展学生学习途径，让学生真正领悟化学学科思想观念，使学生进入深度学习，真正落实学科核心素养培养。

参考文献

[1]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：北京出版社，2018.

[2]刘永志.基于学科核心素养的高中化学教学实践路径：以“氧化还原反应”教学为例[J].福建教育学院学报，2021，22（5）：61-63.

[3]王磊.普通高中教科书：化学第一册（必修）[M].济南：山东科学技术出版社，2019：67-68.

[4]江合佩.化学学科核心素养与教学设计[M].福州：福建教育出版社，2020.

[5]吴星.从三维目标走向核心素养[J].化学教学，2017（1）：3-7.

[6]林秉珠.基于“证据推理与模型认知”素养培养的化学课堂教学策略研究[J].考试周刊，2020（1）：11.

[7]张梦侠.基于化学学科核心素养高中化学课堂教学策略[J].数理化解题研究，2021（27）：96-97.

[8]雷建云.基于发展学科核心素养的高中化学实验教学实践探索[J].发明与创新（职业教育），2021（8）：22-23.