林榮珊

摘要：基于學(xué)生核心素養(yǎng)提升的要求，在備課時(shí)找準(zhǔn)學(xué)生素養(yǎng)目標(biāo)的進(jìn)階起點(diǎn)和進(jìn)階終點(diǎn)，搭建教學(xué)階梯，實(shí)現(xiàn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的進(jìn)階。本文以“碳的化學(xué)性質(zhì)”為例，根據(jù)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)并且應(yīng)用學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的原理和內(nèi)涵，闡述將學(xué)習(xí)進(jìn)階理論落地于實(shí)踐能夠促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展、學(xué)科觀念的形成和核心素養(yǎng)的提升。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng); 學(xué)習(xí)進(jìn)階; 教學(xué)階梯

1化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

2018年4月8日，教育部頒布《關(guān)于全面深化課程改革 落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》，指出研究訂制發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)體系、修訂課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)[1]。核心素養(yǎng)是“三維目標(biāo)”的傳承與提升，在終身學(xué)習(xí)和終身發(fā)展的時(shí)代下其對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力和品格具有更具體的指導(dǎo)方向。化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)包括五個(gè)方面，分別是“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”和“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”[2]。“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”和“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”表明要注重培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科思維，形成化學(xué)學(xué)科觀念，它們共同指向“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的發(fā)展，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從化學(xué)學(xué)科的角度看待、思考和解決實(shí)際問題。“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”強(qiáng)調(diào)化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度并引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究解決問題。這四個(gè)素養(yǎng)共同指向“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的發(fā)展，它們促使學(xué)生理解學(xué)習(xí)化學(xué)應(yīng)該對(duì)社會(huì)承擔(dān)責(zé)任，幫助學(xué)生形成正確的價(jià)值觀念。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之間的關(guān)系如圖1所示。

2學(xué)習(xí)進(jìn)階理論概述

學(xué)習(xí)進(jìn)階理論（Learning Progression ，LPs）是描述學(xué)生在不同學(xué)段學(xué)習(xí)同一主題的概念時(shí)所遵循的連貫的、典型的學(xué)習(xí)路徑[3]。學(xué)習(xí)進(jìn)階基本要素包括進(jìn)階起點(diǎn)、進(jìn)階終點(diǎn)、進(jìn)階維度多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的成就水平和各水平預(yù)期表現(xiàn)及其評(píng)估[4]。學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的原理即依據(jù)思維認(rèn)知規(guī)律為學(xué)生搭建從學(xué)習(xí)起點(diǎn)到終點(diǎn)的階梯。每一級(jí)階梯的搭建需要從學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知水平出發(fā)，以學(xué)生能通過學(xué)習(xí)獲得的能力為終點(diǎn)。搭建階梯即設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)，每當(dāng)學(xué)生完成一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，就會(huì)達(dá)到一個(gè)新的進(jìn)階水平，因此學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)也是有梯度的。學(xué)生能夠在分步驟完成學(xué)習(xí)任務(wù)中解決進(jìn)階障礙，實(shí)現(xiàn)進(jìn)階水平的跨越。2017年版課程標(biāo)準(zhǔn)將化學(xué)學(xué)科五大核心素養(yǎng)都劃分為四個(gè)層次，每個(gè)層次的要求呈階梯式上升，這與學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的理念和方向不謀而合。它啟示教師在教學(xué)中要兩手抓，關(guān)注學(xué)生知識(shí)掌握程度的同時(shí)注重核心素養(yǎng)的層次性提升。教師在找準(zhǔn)學(xué)生目前的素養(yǎng)水平以及學(xué)完本課時(shí)需要達(dá)到的素養(yǎng)水平后，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，優(yōu)化認(rèn)知順序，使學(xué)生生成知識(shí)的同時(shí)，素養(yǎng)提升也水到渠成。學(xué)習(xí)任務(wù)和素養(yǎng)目標(biāo)的進(jìn)階關(guān)系如表1所示。

3基于核心素養(yǎng)提升的“碳的化學(xué)性質(zhì)”學(xué)習(xí)進(jìn)階設(shè)計(jì)

3.1教學(xué)重難點(diǎn)

通過碳和氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)現(xiàn)象、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，理解碳的還原性。

3.2進(jìn)階起點(diǎn)和終點(diǎn)

“碳的化學(xué)性質(zhì)”是人教版初中化學(xué)九年級(jí)第六單元課題一金剛石、石墨和C60的第二課時(shí)，課本上從古代字畫長(zhǎng)時(shí)間不褪色引出碳的化學(xué)性質(zhì)，再引導(dǎo)學(xué)生回憶碳與氧氣的反應(yīng)引出碳的可燃性，最后通過實(shí)驗(yàn)探究得出碳具有還原性。

3.2.1進(jìn)階起點(diǎn)

在知識(shí)層面上，學(xué)生在生活中知道木炭在常溫下不和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也知道木炭可以在氧氣中反應(yīng)生成二氧化碳，但是對(duì)碳的還原性和單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)是相似的知識(shí)一無所知，對(duì)碳的化學(xué)性質(zhì)沒有建立系統(tǒng)的認(rèn)知框架。在素養(yǎng)層面上，學(xué)生已經(jīng)初步形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途的觀念，也能從宏微結(jié)合的角度分析化學(xué)問題，但是不夠深刻。能夠觀察并描述簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但對(duì)現(xiàn)象與結(jié)果之間的邏輯關(guān)系不夠清晰。

3.2.2進(jìn)階終點(diǎn)

在知識(shí)層面上，學(xué)生通過本課時(shí)的學(xué)習(xí)知道在常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，當(dāng)溫度升高，碳能夠和氧氣反應(yīng)，能夠?qū)懗鎏荚谘鯕獬渥愫筒蛔銜r(shí)的化學(xué)方程式，知道碳和氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和注意事項(xiàng)，并通過該實(shí)驗(yàn)理解和掌握碳的還原性。在素養(yǎng)層面上，學(xué)生通過本課時(shí)的學(xué)習(xí)，能夠深化性質(zhì)決定用途的觀念，認(rèn)識(shí)到反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物的影響，認(rèn)識(shí)現(xiàn)象、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，也能在實(shí)驗(yàn)探究中獲得實(shí)驗(yàn)基本技能和培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求真的科學(xué)態(tài)度?！疤嫉幕瘜W(xué)性質(zhì)”進(jìn)階起點(diǎn)和進(jìn)階終點(diǎn)如表2所示。

3.3進(jìn)階設(shè)計(jì)

本課時(shí)主要通過四個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)突破進(jìn)階障礙，先重構(gòu)已有知識(shí)，完善知識(shí)體系，再探究趣味實(shí)驗(yàn)，提高推理能力，接著設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，建構(gòu)思維模型，最后表演趣味化劇，深化宏微觀念。本課時(shí)的素養(yǎng)提升線索如圖2所示。

3.3.1重構(gòu)已有知識(shí)，完善知識(shí)體系

教師展示木炭在空氣中燃燒的動(dòng)圖，引導(dǎo)學(xué)生回顧知識(shí)木炭在充滿氧氣的集氣瓶中燃燒會(huì)生成二氧化碳，再提出問題“若將木炭直接放入集氣瓶中，它會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)嗎？”，讓學(xué)生推測(cè)出碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。教師再從碳原子的結(jié)構(gòu)分析碳的穩(wěn)定性，接著教師再展示一張漫畫圖，提出問題“為什么在門窗緊閉的家中燒烤會(huì)使人暈倒？”引導(dǎo)學(xué)生生成在氧氣不足時(shí)碳會(huì)和其反應(yīng)生成一氧化碳的知識(shí)。然后教師再提出問題“鉆石和木炭都是碳單質(zhì)的一種，木炭可以燃燒，那么鉆石能燃燒嗎？”。該環(huán)節(jié)通過三個(gè)問題，讓學(xué)生體驗(yàn)回顧舊知、打破舊知和推斷未知的過程，從熟悉的知識(shí)推斷未知的知識(shí)，在重構(gòu)已有知識(shí)，系統(tǒng)歸納新知識(shí)的過程中，學(xué)生深化物質(zhì)的性質(zhì)決定用途的觀念，認(rèn)識(shí)到反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物的影響，實(shí)現(xiàn)變化觀念與平衡思想素養(yǎng)的進(jìn)階。漫畫圖和鉆石燃燒視頻的二維碼視頻如圖3、圖4所示。

3.3.2探究趣味實(shí)驗(yàn)，提高推理能力

學(xué)生學(xué)習(xí)碳的穩(wěn)定性時(shí)，教師先讓學(xué)生完成趣味小實(shí)驗(yàn)，再給學(xué)生提供資料“濾紙的主要成分是纖維素，在加熱過程中纖維素脫水碳化，生成活性極高的的碳”，讓學(xué)生灼燒包裹著氧化銅的濾紙，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，猜測(cè)碳可能會(huì)和氧化銅發(fā)生反應(yīng)，此時(shí)教師再提出問題“如果碳和氧化銅反應(yīng)，會(huì)生成什么物質(zhì)？依據(jù)是什么？”，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用質(zhì)量守恒定律從化學(xué)變化前后元素或者原子不變的角度推測(cè)產(chǎn)物除了銅以外可能還有一氧化碳或二氧化碳。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的過程中能加深認(rèn)識(shí)現(xiàn)象、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，樹立證據(jù)意識(shí)，實(shí)現(xiàn)證據(jù)推理素養(yǎng)的進(jìn)階。趣味小實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如圖5、圖6所示。

3.3.3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，建構(gòu)思維模型

完成趣味實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生提出猜想“碳和氧化銅的反應(yīng)產(chǎn)物為銅和二氧化碳”。教師先不展示課本上的實(shí)驗(yàn)裝置圖，而是引導(dǎo)學(xué)生遷移高錳酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)裝置，改進(jìn)為碳和氧化銅反應(yīng)的裝置。

師：這是碳和氧化銅，同學(xué)們觀察它們是什么狀態(tài)？

生：它們都是固體。

師：它們反應(yīng)的條件是高溫，前面我們學(xué)過哪個(gè)反應(yīng)的條件和狀態(tài)和該反應(yīng)類似？

生：高錳酸鉀制取氧氣。

此時(shí)教師展示高錳酸鉀制取氧氣發(fā)生裝置的圖片。

師：可是高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)條件是加熱，而碳和氧化銅反應(yīng)條件是高溫，如何改進(jìn)高錳酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)裝置？

生：用酒精噴燈或者加一個(gè)網(wǎng)罩。

教師在發(fā)生裝置加上金屬網(wǎng)罩，再呈現(xiàn)高錳酸鉀制取氧氣收集裝置的圖片。

師：該實(shí)驗(yàn)需要檢驗(yàn)二氧化碳，那么使用哪種藥品？

生：澄清石灰水。

師：用什么儀器裝澄清石灰水？

生：試管。

此時(shí)教師呈現(xiàn)碳和氧化銅反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置的圖片。

教師通過提問和追問，激發(fā)學(xué)生思維，逐步完善實(shí)驗(yàn)裝置的搭建，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從反應(yīng)條件和反應(yīng)物狀態(tài)的角度選擇實(shí)驗(yàn)裝置，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)裝置的不同之處。該過程可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，比如如何從加熱變?yōu)楦邷?，學(xué)生的方法各式各樣，也可以讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置的方法，建構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置的思維模型，實(shí)現(xiàn)模型認(rèn)知素養(yǎng)的進(jìn)階。

3.3.4表演趣味化劇，深化宏微觀念

教師演示課本上碳和氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生得出結(jié)論碳和氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳。此時(shí)教師講解該反應(yīng)的原理再讓學(xué)生采用話劇的方式表演反應(yīng)過程。話劇將各元素?cái)M人化為人物，讓學(xué)生借助發(fā)生碰撞加深對(duì)反應(yīng)條件高溫的記憶，通過搶奪氧元素加深對(duì)還原反應(yīng)的理解。該話劇也可以從微觀角度理解碳的還原性，每個(gè)碳原子和氧化銅反應(yīng)時(shí)都會(huì)奪取兩個(gè)氧原子生成一個(gè)二氧化碳分子。這種游戲化學(xué)習(xí)的方式，讓本課時(shí)的難點(diǎn)碳的還原性迎刃而解，也引導(dǎo)學(xué)生從宏微結(jié)合的角度分析化學(xué)反應(yīng)，理解化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)的進(jìn)階。話劇表演的內(nèi)容如圖7所示。

4思考與總結(jié)

與傳統(tǒng)備課相比，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的教學(xué)設(shè)計(jì)需要教師課前準(zhǔn)備的時(shí)間更長(zhǎng)。“碳的化學(xué)性質(zhì)”依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，設(shè)計(jì)指向核心素養(yǎng)進(jìn)階的教學(xué)任務(wù)，循序漸進(jìn)，逐步引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展。但是在教學(xué)階梯的搭建、學(xué)科觀念的建構(gòu)等方面還需改進(jìn)。下面將從四個(gè)方面進(jìn)行反思。

4.1培養(yǎng)研究精神，提高教師素養(yǎng)

學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的應(yīng)用可以讓學(xué)生緊跟教師的步伐，并隨著教學(xué)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)逐步實(shí)現(xiàn)知識(shí)和素養(yǎng)的進(jìn)階。而將理論落地于實(shí)踐，需要教師的不斷探索，這要求教師具備教材的統(tǒng)籌意識(shí)和研究精神。教師在課余時(shí)間可以根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教師用書，按照核心素養(yǎng)的發(fā)展線索對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行梳理，也可以多研究文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)理論知識(shí)和優(yōu)秀的教學(xué)案例，將適合學(xué)情的內(nèi)容再進(jìn)行融合與創(chuàng)新，才能實(shí)現(xiàn)專業(yè)素養(yǎng)的提升。

4.2著眼最近發(fā)展區(qū)，搭建教學(xué)階梯

教師在備課時(shí)，除了備常規(guī)的三維目標(biāo)，還可以分析每節(jié)課素養(yǎng)層面的進(jìn)階起點(diǎn)和進(jìn)階終點(diǎn)，弄清楚在本課時(shí)前學(xué)生的起點(diǎn)和學(xué)完本課時(shí)后學(xué)生的終點(diǎn)，通過這樣的分析，能夠更清楚知道學(xué)生的思維應(yīng)該如何發(fā)展，應(yīng)該怎樣設(shè)置教學(xué)任務(wù)才能幫助學(xué)生搭建合適的階梯，確保學(xué)生在進(jìn)行每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)后，能夠達(dá)到預(yù)期的進(jìn)階水平。

4.3形成整體性意識(shí)，發(fā)展學(xué)生思維

教師的整體性教學(xué)意識(shí)體現(xiàn)在教學(xué)時(shí)不僅關(guān)注知識(shí)發(fā)展邏輯，同時(shí)考慮學(xué)生的認(rèn)知能力，并系統(tǒng)規(guī)劃教學(xué)單元主題和教學(xué)內(nèi)容。本課時(shí)學(xué)生需要掌握的基礎(chǔ)知識(shí)為質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式的書寫，因此在前面的學(xué)習(xí)中教師應(yīng)該落實(shí)每節(jié)課的素養(yǎng)目標(biāo)，做好各節(jié)課之間知識(shí)和素養(yǎng)目標(biāo)的銜接，才能幫助學(xué)生搭建思維階梯，培養(yǎng)高階思維。

4.4重視觀念建構(gòu)，提升核心素養(yǎng)

教學(xué)中的重難點(diǎn)有時(shí)不在于知識(shí)本身，而在于生成知識(shí)過程中學(xué)生能否提高能力和素養(yǎng)。以本節(jié)課為例，如果僅教會(huì)學(xué)生碳具有還原性，可以冶煉金屬，當(dāng)學(xué)生未來的工作不再接觸化學(xué)時(shí)，他可能會(huì)遺忘知識(shí)，但是如果學(xué)生形成的是物質(zhì)決定用途的觀念，那么他可以遷移到日常生活的實(shí)際應(yīng)用中，永遠(yuǎn)不會(huì)遺忘。在課堂中可以通過舉例的方式，讓學(xué)生從實(shí)際遷移到理論，逐漸形成學(xué)科觀念。重視觀念建構(gòu)，讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生。

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