徐星 楊菲 展軍顏 黃翠 覃玉嫻

【摘 要】本文以“應(yīng)用廣泛的高分子材料”第一課時(shí)為例，論述在課堂教學(xué)中根據(jù)教材內(nèi)容與學(xué)生的原有認(rèn)知，設(shè)置合理思維階梯，結(jié)合證據(jù)推理與實(shí)驗(yàn)探究等方式進(jìn)行思維課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，以教材知識(shí)發(fā)展為主線(xiàn)促生思維型課堂，以學(xué)生學(xué)科能力發(fā)展為隱線(xiàn)塑造思維特質(zhì)，期許學(xué)科知識(shí)與技能、學(xué)科觀念的形成與建構(gòu)、學(xué)科能力的發(fā)展以及創(chuàng)新思維特質(zhì)和社會(huì)責(zé)任感的形成等方面融為一體，形成學(xué)科核心素養(yǎng)體系。

【關(guān)鍵詞】高分子材料? 思維課堂? 思維特質(zhì)? 核心素養(yǎng)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2018）11B-0092-03

高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出，課堂教學(xué)的實(shí)施應(yīng)注重學(xué)生學(xué)科知識(shí)的自主建構(gòu)，并能有助于學(xué)生學(xué)科思維能力的形成與提高，以及創(chuàng)新等思維特質(zhì)的塑造。作為綜合性學(xué)科的化學(xué)同樣需要學(xué)科思維能力。學(xué)科思維能力是直接決定學(xué)生獲取新知識(shí)的速度、知識(shí)的應(yīng)用水平和層次，以及解決實(shí)際生產(chǎn)等問(wèn)題的能力。它包括思維方法、思維情感、特征方式以及思維特質(zhì)，其中化學(xué)思維特質(zhì)的培養(yǎng)是重中之重。

近年高考試題的考查已由知識(shí)本位向?qū)W科能力轉(zhuǎn)化，并重視學(xué)科素養(yǎng)的考查。尤其是高考試題中的有機(jī)合成題，情景新、綜合性強(qiáng)，是一類(lèi)能較好反映學(xué)生學(xué)科思維能力和學(xué)科核心素養(yǎng)的試題。然據(jù)廣西招生考試院近年高考數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013—2017 年難度系數(shù)均低于 0.5，約 21% 左右的學(xué)生選擇有機(jī)部分。問(wèn)卷調(diào)查（抽樣南寧市某重點(diǎn)中學(xué)的四個(gè)班 191 人）顯示學(xué)生在同分異構(gòu)體（46.6%）、陌生信息題（49.74%）以及知識(shí)遷移（55.5%）等方面存在較大困難。絕大多數(shù)學(xué)生反映有機(jī)化學(xué)是目前難度最大，選擇者少的一類(lèi)題。

現(xiàn)以“應(yīng)用廣泛的高分子材料”第一課時(shí)為例，探討核心觀念統(tǒng)領(lǐng)下學(xué)科能力提升與思維特質(zhì)培養(yǎng)有效結(jié)合的教學(xué)模式，即教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置（知識(shí)載體是什么）、思維特質(zhì)的要求（為什么選擇這些知識(shí)）和學(xué)科能力的形成（如何架設(shè)與實(shí)施知識(shí)載體）。這也是對(duì)該理念下教學(xué)的一種深層次理解和知識(shí)應(yīng)用的思考。

一、洞悉學(xué)情，精準(zhǔn)找出思維障礙點(diǎn)

（一）教材分析

從教材知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)看，“應(yīng)用廣泛的高分子材料”位于人教版選修 5 第五章第二節(jié)，承前啟后，包括塑料、合成纖維、合成橡膠三部分內(nèi)容。從教材知識(shí)功能來(lái)看，該部分內(nèi)容與學(xué)生日常生活和目前科技發(fā)展等聯(lián)系緊密，可以有效引導(dǎo)學(xué)生利用有機(jī)化學(xué)知識(shí)合理開(kāi)發(fā)利用自然資源，培育學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和綠色化學(xué)觀念的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

（二）學(xué)情分析

從學(xué)生思維培養(yǎng)的角度來(lái)看，從問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)知道，學(xué)生的有機(jī)化學(xué)成績(jī)優(yōu)秀率不足 10%，54% 的學(xué)生的有機(jī)化學(xué)成績(jī)一般。這表明學(xué)生能夠用分類(lèi)思想學(xué)習(xí)和研究熟悉物質(zhì)及其性質(zhì)（低階思維），缺乏在已有分類(lèi)思想的基礎(chǔ)上以“分類(lèi)觀”為組織線(xiàn)索，將整個(gè)有機(jī)化學(xué)（必修和選修）部分全面整合;缺乏系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)與理解有機(jī)合成的內(nèi)在聯(lián)系和功能價(jià)值以及遷移創(chuàng)新應(yīng)用來(lái)解決生活實(shí)際問(wèn)題（高階思維）。這既與學(xué)生主動(dòng)性不強(qiáng)有關(guān)（僅有 31% 主動(dòng)學(xué)習(xí)），又與教師關(guān)注學(xué)生程度有關(guān)（課堂關(guān)注不足 30%），故學(xué)生課堂參與度不高（不足 20%）。

二、構(gòu)建思維課堂，塑造思維特質(zhì)

具體教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

環(huán)節(jié)一：以生活科技素材引入新課

【教師講述并展示圖片】聚四氟乙烯塑料是一種具有特殊性質(zhì)的大分子，普遍用作不粘鍋的涂層。此外，它還用于制作假牙、人工關(guān)節(jié)和心臟瓣膜、太空服、太空交通工具中的燃料箱等，被稱(chēng)為“塑料王”。

【設(shè)計(jì)意圖】課程理念指出，在人類(lèi)文化背景下構(gòu)建高中化學(xué)課程體系，結(jié)合人類(lèi)探索物質(zhì)及變化的歷史與化學(xué)科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，有效地滲透化學(xué)史教育，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)及人文素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)一中選取日常生活中熟悉材料不粘鍋、假牙，以及與科技相關(guān)的人工關(guān)節(jié)和心臟瓣膜、太空服、太空交通工具中的燃料箱等素材，將抽象知識(shí)具體到真實(shí)的生活情景中，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)能夠利用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜情境下的問(wèn)題的機(jī)會(huì)，激發(fā)學(xué)生的興趣與思維。

環(huán)節(jié)二：以學(xué)科思想研究有機(jī)化合物

【學(xué)生文獻(xiàn)檢索】以“高分子化合物”“合成高分子化合物”等為關(guān)鍵詞，在網(wǎng)絡(luò)上查找資料，對(duì)其初步認(rèn)識(shí)。

【問(wèn)題 1】你可以從什么角度對(duì)“高分子化合物”進(jìn)行分類(lèi)？（按來(lái)源）

【問(wèn)題 2】對(duì)“合成高分子化合物”可從什么角度進(jìn)一步分類(lèi)？

（按用途、按結(jié)構(gòu)、按性質(zhì)……）

【問(wèn)題 3】生活中有哪些塑料制品？嘗試對(duì)比不同塑料制品的異同點(diǎn)。（圖片展示）

【設(shè)計(jì)意圖】前面所述，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)積極性不高，其中一個(gè)原因是因?yàn)楫?dāng)學(xué)生面對(duì)陌生的知識(shí)時(shí)不知如何學(xué)習(xí)，或者說(shuō)不能有效地檢索信息資料來(lái)解決問(wèn)題，存在思維障礙。因此，這部分設(shè)計(jì)的目的主要基于以下兩個(gè)角度。

一是將文獻(xiàn)檢索與課堂教學(xué)有效結(jié)合。這樣不僅可以鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生獲取信息和運(yùn)用信息的能力，而且還能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，拓寬學(xué)生視野，及時(shí)得到世界最新化學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。進(jìn)而提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)，提升終身學(xué)習(xí)能力。

二是設(shè)置問(wèn)題線(xiàn)索，架設(shè)思維階梯。學(xué)生已具有分類(lèi)思想，并已檢索和收集“高分子化合物”和“合成高分子化合物”相關(guān)資料（思維起點(diǎn)）。架設(shè)階梯性問(wèn)題，引導(dǎo)并促進(jìn)學(xué)生積極思考，讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)分類(lèi)思想在研究物質(zhì)中的功能、價(jià)值。同時(shí)，通過(guò)設(shè)置問(wèn)題 3，使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探索的欲望（思維階梯一）。

環(huán)節(jié)三：自主探究創(chuàng)新 促升思維特質(zhì)

【實(shí)驗(yàn)探究1】不同高分子材料的受熱試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用品：透明塑料袋、鐵鋸條、酒精燈。

【實(shí)驗(yàn)探究 2】炊具把手原料酚醛樹(shù)脂的溶解性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用品：大試管、帶有長(zhǎng)玻璃管的橡皮塞、鐵架臺(tái)、燒杯、石棉網(wǎng)、酒精燈。苯酚、甲醛（40%）、濃鹽酸（37%）、濃氨水（28%）

【設(shè)計(jì)意圖】根據(jù)最新考試大綱，高考試題重視架構(gòu)真實(shí)內(nèi)容情境，以能力測(cè)試為導(dǎo)向，選拔具有學(xué)習(xí)潛能和創(chuàng)新精神的人才。近年高考試題中實(shí)驗(yàn)探究能力的考查，特別是探究性和開(kāi)放性問(wèn)題的考查，很好地體現(xiàn)這一點(diǎn)。

因此，教學(xué)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，不能僅僅陳述實(shí)驗(yàn)事實(shí)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象，而應(yīng)將“裸露”的知識(shí)“包裝”起來(lái)，通過(guò)具體的驅(qū)動(dòng)性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)來(lái)承載。如實(shí)驗(yàn)探究 1 驅(qū)動(dòng)性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)“不同高分子材料的受熱試驗(yàn)”，驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題為：（1）為什么會(huì)出現(xiàn)受熱現(xiàn)象的不同？（2）性質(zhì)上的差異與什么有關(guān)？（3）金剛石與石墨的質(zhì)地分別是什么樣子的？與其用途有什么聯(lián)系？

學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際生活問(wèn)題，并在階梯性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)活動(dòng)中形成有效解決問(wèn)題的學(xué)科思維能力。

【問(wèn)題 4】深入機(jī)理，推理思考：你知道嗎？—— 酚醛樹(shù)脂的形成。

【問(wèn)題 5】為什么用堿催化生成的酚醛樹(shù)脂形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)？你能畫(huà)出酚醛樹(shù)脂的部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)嗎？

酚醛樹(shù)脂局部結(jié)構(gòu)

【究其本質(zhì)，總結(jié)升華】

【設(shè)計(jì)意圖】思維階梯二：宏觀現(xiàn)象背后的微觀本質(zhì)的探究。

通過(guò)宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析微觀反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，即具體的知識(shí)載體背后蘊(yùn)含的核心知識(shí)和規(guī)律。這既有利于學(xué)生更深入地了解學(xué)科知識(shí)的內(nèi)涵與外延，增加其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和興趣，又促進(jìn)學(xué)生對(duì)學(xué)科核心知識(shí)的深層次理解和應(yīng)用。因此，在實(shí)施教學(xué)過(guò)程中，將教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置（知識(shí)載體是什么）、思維特質(zhì)的要求（為什么選擇這些知識(shí)）和學(xué)科能力的形成（如何架設(shè)與實(shí)施知識(shí)載體）有效結(jié)合，形成核心觀念統(tǒng)領(lǐng)下學(xué)科能力提升與思維特質(zhì)培養(yǎng)有效結(jié)合的教學(xué)模式。

環(huán)節(jié)四：遷移應(yīng)用 提升素養(yǎng)

【問(wèn)題 6】塑料制品已是日常生活中重要的組成部分，但卻又帶來(lái)環(huán)境污染。請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)合理有效開(kāi)發(fā)利用塑料制品的方案。

【設(shè)計(jì)意圖】圖片展示出塑料開(kāi)發(fā)過(guò)程、產(chǎn)生危害以及產(chǎn)量與回收對(duì)比數(shù)據(jù)。學(xué)生能夠直觀感知環(huán)境問(wèn)題的嚴(yán)重性，回歸解決生活實(shí)際問(wèn)題本源。從化學(xué)視角認(rèn)識(shí)和理解如何有效解決環(huán)境問(wèn)題等相關(guān)化學(xué)知識(shí)，即“知識(shí)怎么用”，提出解決方案，如循環(huán)多次利用，回收塑料（再生料、燃燒、發(fā)電）進(jìn)行微生物降解、光降解等。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生肩負(fù)起解決人類(lèi)面臨的能源危機(jī)、環(huán)境污染等問(wèn)題的責(zé)任的意識(shí)。

總之，本文以“應(yīng)用廣泛的高分子材料”第一課時(shí)為例，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平、知識(shí)載體、素養(yǎng)要求等方面來(lái)設(shè)計(jì)階梯性的問(wèn)題，以適應(yīng)不同學(xué)生化學(xué)思維能力發(fā)展的需求，并探討“以教材知識(shí)發(fā)展為主線(xiàn)促生思維型課堂、以學(xué)生學(xué)科能力發(fā)展為隱線(xiàn)塑造思維特質(zhì)”的課堂教學(xué)模式。

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[2]徐 星，展軍顏，黃慧清.洞悉思維的基點(diǎn) 構(gòu)建思維型課堂——新課程理念下“物質(zhì)分類(lèi)”的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)化學(xué)，2017（9）

[3]徐 星，楊 菲，展軍顏，宋慶麗.基于學(xué)生思維特質(zhì)培養(yǎng)的主題式教學(xué)實(shí)踐探究[J].基礎(chǔ)教育研究，2018（7）

【基金項(xiàng)目】廣西招生研究專(zhuān)項(xiàng)課題（2017ZSK017）。

【作者簡(jiǎn)介】徐 星（1981— ），男，碩士研究生，中教一級(jí)，研究方向：中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)教育研究 。

（責(zé)編 盧建龍）