周 建 秋

(瑞安市塘下鎮(zhèn)羅鳳中學(xué)，浙江 瑞安 325204)

化學(xué)符號(hào)是化學(xué)語言的重要元素，是傳遞化學(xué)信息的一種重要工具。許多教師在符號(hào)表征方面做了積極的探索，然而，由于傳統(tǒng)應(yīng)試教育的影響，教師對(duì)化學(xué)符號(hào)表征目標(biāo)的培養(yǎng)出現(xiàn)種種弊端：因?yàn)榉?hào)表征目標(biāo)缺乏層次性而造成的膚淺低效，或者教學(xué)問題設(shè)計(jì)不夠適切而造成學(xué)生思維深度不夠，抑或教學(xué)方式單調(diào)而造成化學(xué)符號(hào)表征停留在機(jī)械記憶階段。為此，教師要根據(jù)化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，積極探索促進(jìn)學(xué)生化學(xué)符號(hào)表征能力發(fā)展的“學(xué)習(xí)進(jìn)階”路徑。

一、學(xué)生符號(hào)表征能力學(xué)習(xí)進(jìn)階的理論框架

布盧姆把認(rèn)知教學(xué)目標(biāo)分為知識(shí)、理解、應(yīng)用、分析、綜合和評(píng)價(jià)六個(gè)層次，由低到高形成學(xué)生認(rèn)知發(fā)展學(xué)習(xí)進(jìn)階[1]。本文根據(jù)布盧姆對(duì)認(rèn)知目標(biāo)的層次性以及學(xué)生化學(xué)符號(hào)表征能力發(fā)展的進(jìn)階順序，架構(gòu)了化學(xué)符號(hào)表征能力學(xué)習(xí)進(jìn)階的二維發(fā)展模式(如圖1所示)[2]。從縱向發(fā)展來看，學(xué)生化學(xué)符號(hào)表征能力學(xué)習(xí)進(jìn)階是指學(xué)生在化學(xué)符號(hào)的宏觀聯(lián)系、微觀意義、宏觀微觀意義闡釋、符號(hào)推理上表現(xiàn)出的發(fā)展的階段性和層次性。從橫向發(fā)展來看，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)符號(hào)表征能力，關(guān)鍵在于學(xué)生的行為表現(xiàn)。學(xué)生的符號(hào)表征能力培養(yǎng)不是在聽、說、記中習(xí)得，而是在思考、質(zhì)疑、思辨、設(shè)計(jì)等活動(dòng)中發(fā)展的。利用學(xué)生化學(xué)符號(hào)表征能力學(xué)習(xí)進(jìn)階的二維模型架構(gòu)，教師既能從宏觀整體的視角來頂層設(shè)計(jì)學(xué)生化學(xué)符號(hào)表征能力的培養(yǎng)路徑，又能從微觀的著眼點(diǎn)細(xì)化落實(shí)具體化學(xué)知識(shí)點(diǎn)，做到“見木又見林”。這樣，學(xué)生化學(xué)符號(hào)表征能力才能由低階到高階螺旋式地有序進(jìn)階。

二、促進(jìn)學(xué)生符號(hào)表征能力“學(xué)習(xí)進(jìn)階”的實(shí)踐案例

層次1：識(shí)記化學(xué)符號(hào)的宏觀意義(水平1)。

層次2：理解化學(xué)符號(hào)的微觀意義(水平2)。

圖1 化學(xué)符號(hào)表征能力學(xué)習(xí)進(jìn)階“二維”模式

例如，為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到水是由水分子構(gòu)成的，教師設(shè)計(jì)了讓學(xué)生從清水中“抓”出水分子的體驗(yàn)活動(dòng)。教師通過一個(gè)數(shù)據(jù)讓學(xué)生感知分子的微小性，一滴水中含有的水分子個(gè)數(shù)為1 000 000 000 000 000 000 000(共21個(gè)0)。為了讓學(xué)生深刻地體會(huì)水分子的微小，教師讓學(xué)生比較水分子與細(xì)胞的大小，要求找出證據(jù)。學(xué)生很自然將細(xì)胞液中的水分子與細(xì)胞進(jìn)行比較，觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)的工具——光學(xué)顯微鏡能觀察細(xì)胞而不能觀察到水分子，在分子符號(hào)的微觀體驗(yàn)上更加豐富。

層次3：運(yùn)用宏、微觀的符號(hào)進(jìn)行意義闡釋(水平3)。

例如，在執(zhí)教“質(zhì)量守恒定律”一課時(shí)，教師演示實(shí)驗(yàn)白磷的燃燒反應(yīng)，在電子天平上稱量反應(yīng)前和反應(yīng)后的質(zhì)量相等，教師運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)分子、原子模型解釋質(zhì)量相等的微觀原因。從宏觀質(zhì)量相等到微觀符號(hào)解釋，從抽象定律到形象的分子模型，宏觀與微觀符號(hào)表征思維得到有力“轉(zhuǎn)換”。

層次4：化學(xué)問題的符號(hào)推理(水平4)。

三、促進(jìn)學(xué)生化學(xué)符號(hào)表征能力發(fā)展的“學(xué)習(xí)進(jìn)階”路徑

1.頂層設(shè)計(jì)，架構(gòu)化學(xué)知識(shí)、行為表現(xiàn)與符號(hào)表征能力發(fā)展的對(duì)應(yīng)關(guān)系

化學(xué)知識(shí)是發(fā)展符號(hào)表征能力的基礎(chǔ)，符號(hào)表征能力是掌握化學(xué)知識(shí)的具體體現(xiàn)。學(xué)生行為表現(xiàn)則是發(fā)展學(xué)生符號(hào)表征能力的途徑，直接關(guān)系到學(xué)生符號(hào)表征能力能否達(dá)成、能否有較高的達(dá)成度等問題。因此，為了更好地了解、培養(yǎng)與評(píng)價(jià)學(xué)生符號(hào)表征能力的發(fā)展水平，結(jié)合化學(xué)課程，梳理了符號(hào)表征能力、行為表現(xiàn)與化學(xué)知識(shí)之間關(guān)系(如表1所示)。

2.依據(jù)教材內(nèi)容的特點(diǎn)，突出化學(xué)符號(hào)表征能力要素培養(yǎng)

表1 學(xué)生化學(xué)符號(hào)表征能力學(xué)習(xí)進(jìn)階的知識(shí)表征例舉

3.開展科學(xué)探究教學(xué)，提高學(xué)生運(yùn)用符號(hào)表征思維能力

4.做好相關(guān)主題內(nèi)容的學(xué)段銜接，搭建學(xué)生符號(hào)表征能力發(fā)展的臺(tái)階

學(xué)生符號(hào)表征能力發(fā)展具有階段性，教師依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)與課程的銜接情況，處理好相關(guān)主題內(nèi)容的學(xué)段銜接關(guān)系，這樣才能有的放矢地進(jìn)行教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展進(jìn)階。例如，在初中化學(xué)與高中化學(xué)教材中都有化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)容，但是它們的側(cè)重點(diǎn)不同。初中階段要求學(xué)生學(xué)會(huì)區(qū)別物理變化與化學(xué)變化，用分子模型的角度解釋物理變化和化學(xué)變化的本質(zhì)原因[3]。高中階段要求學(xué)生從化學(xué)鍵的斷裂角度理解化學(xué)反應(yīng)放出或吸收熱量的不同。通過初高中化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)容對(duì)比分析，高中階段教師要突出學(xué)生利用數(shù)據(jù)的計(jì)算對(duì)化學(xué)反應(yīng)的熱量變化，同時(shí)要求學(xué)生利用圖像分析加深對(duì)化學(xué)反應(yīng)平衡的理解，也就是要求學(xué)生從定性的分析走向定量的計(jì)算，從靜態(tài)結(jié)果分析到動(dòng)態(tài)的過程分析，從深度、廣度、難度上加大了。因此，教師要做好相關(guān)主題內(nèi)容的學(xué)段銜接，搭建學(xué)生符號(hào)表征能力發(fā)展的臺(tái)階[4]。

5.運(yùn)用習(xí)題深度學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生符號(hào)推理能力訓(xùn)練

習(xí)題對(duì)于學(xué)生的思維能力培養(yǎng)具有重要的作用。教師要運(yùn)用習(xí)題，引領(lǐng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生符號(hào)推理能力訓(xùn)練。例如，某混合氣體中混有CO、H2、CO2和水蒸氣四種氣體。請(qǐng)仔細(xì)分析圖2裝置[5]，回答：首先要檢驗(yàn)的氣體是________；其次是________；最后檢驗(yàn)的氣體是________。

圖2 氣體檢驗(yàn)裝置圖

本題的關(guān)鍵是確定檢驗(yàn)的先后順序，根據(jù)已有知識(shí)可知，CuO可以與CO和H2反應(yīng)，足量澄清石灰水可檢驗(yàn)或除去CO2，濃硫酸可除去H2O(但不便于檢驗(yàn)水)，無水硫酸銅可檢驗(yàn)或除去H2O。因此，需要引導(dǎo)學(xué)生解決三個(gè)選擇性問題：

第一個(gè)選擇性問題：先檢驗(yàn)CO2(或H2O)還是先檢驗(yàn)CO(或H2)？這一問題的解決相對(duì)比較簡(jiǎn)單，因?yàn)镃O(或H2)需要與CuO反應(yīng)后生成CO2(或H2O)與原有混合氣體中的CO2(或H2O)會(huì)產(chǎn)生混淆。因此，必須先檢驗(yàn)CO2和H2O的存在，再除去CO2和H2O，最后檢驗(yàn)CO和H2與CuO作用的產(chǎn)物中有無CO2和H2O，這樣就理清了檢驗(yàn)的整體思路。第二個(gè)選擇性問題：先檢驗(yàn)什么？因?yàn)樗麄兊臋z驗(yàn)方法不同，從表面上看沒有先后順序的影響，但是由于溶液的存在，會(huì)影響H2O的檢驗(yàn)。因此，可以讓學(xué)生先進(jìn)行猜測(cè)，然后組織討論或檢驗(yàn)。如果先檢驗(yàn)CO2，從溶液中逸出的氣體中會(huì)帶有水蒸氣，則會(huì)干擾混合氣體。所以，應(yīng)先檢驗(yàn)H2O，再檢驗(yàn)CO2。CO和H2與CuO作用之后的產(chǎn)物檢驗(yàn)亦應(yīng)如此。第三個(gè)選擇性問題：先除盡CO2還是先除盡H2O？因?yàn)镃O2是用澄清石灰水來除的，因此也會(huì)帶出水蒸氣，因此先除CO2后除H2O。通過上述三個(gè)選擇性問題的分析、評(píng)價(jià)、檢驗(yàn)，可以讓學(xué)生順利地解決氣體檢驗(yàn)的先后順序。教師精選有思維含量的習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生高階思維，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用化學(xué)符號(hào)推理能力。

總之，促進(jìn)學(xué)生符號(hào)表征能力發(fā)展是提高學(xué)生核心能力的重要內(nèi)容，是落實(shí)“立德樹人”目標(biāo)的重要舉措；同時(shí)，學(xué)生符號(hào)表征能力的學(xué)習(xí)進(jìn)階是基于布盧姆認(rèn)知目標(biāo)分類理論的實(shí)踐探索，還需要教師在教學(xué)實(shí)踐過程反復(fù)不斷地驗(yàn)證，以便于在教學(xué)實(shí)踐中不斷地優(yōu)化學(xué)習(xí)進(jìn)階的路徑。