曾曉軍

在新課程改革日趨深入的今天，教育形勢的發(fā)展對教師教學(xué)提出了更高的要求?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出要開展基于學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的課堂教學(xué)，對化學(xué)教師的專業(yè)素養(yǎng)提出了更高的要求，要求教師進一步增進化學(xué)學(xué)科理解。化學(xué)學(xué)科理解是指教師對化學(xué)學(xué)科知識及其思維方式和方法的一種本原性、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識，應(yīng)充分發(fā)揮化學(xué)教研組、備課組的作用，結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，有針對性地開展課題教學(xué)內(nèi)容的理解研討。磨課，它是指在公開課之前，教師運用自己的教學(xué)經(jīng)驗和智慧，反復(fù)思考和試講的過程。一堂好的公開課是教研組教師集體的智慧結(jié)晶，也反映了教研組的教研文化氛圍。

一、問題提出

在以往的磨課經(jīng)歷中，往往是其他教師根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗對講課教師進行指導(dǎo)，是經(jīng)驗型磨課。有幸參加了一次鄭長龍教授的教育碩士教學(xué)實踐的磨課過程，筆者深受震撼，對磨課有了顛覆性認(rèn)識。鄭教授把以前的磨課方式叫經(jīng)驗態(tài)磨課，而將這樣的磨課稱為科學(xué)態(tài)磨課——強化學(xué)科理解，深入教學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)，利用課堂教學(xué)行為的CPUP 模型對教學(xué)內(nèi)容進行分析，解決“教什么”的問題，然后對文獻進行梳理，對課堂進行行動研究，解決“怎么教”的問題，打造高端備課模式?？茖W(xué)態(tài)磨課，為教師的教學(xué)能力提升提供了一個新的思路[1]。

二、過程實錄

對“金屬的化學(xué)性質(zhì)”一節(jié)進行磨課，磨課分四個環(huán)節(jié)：一是學(xué)科理解文獻綜述——有關(guān)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”，二是有關(guān)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)設(shè)計的文獻綜述——基于CPUP 結(jié)構(gòu)模型的視角，三是在前兩個環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上試講，四是評課。

（一）第一環(huán)節(jié)： 學(xué)科理解文獻綜述——有關(guān)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”

1.核心知識結(jié)構(gòu)化

分析初高中和大學(xué)對這部分知識的不同要求，使內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，重點分析金屬與氧氣、金屬與化合物的反應(yīng)在不同階段的不同要求（見圖1）。

圖1 核心知識結(jié)構(gòu)化

在高中化學(xué)的教學(xué)過程中，有課標(biāo)、教學(xué)要求以及教材，但往往對理解表面上的東西的要求比較多。在對核心知識的解析上，鄭長龍教授從本質(zhì)上解釋原因，如關(guān)于為什么金屬有這樣的性質(zhì)，從金屬的結(jié)構(gòu)決定金屬的化學(xué)性質(zhì)和金屬鍵的本質(zhì)的角度回答，以能帶理論解釋金屬鍵的本質(zhì)和金屬的物理性質(zhì)等。這都是中學(xué)教材中沒有的內(nèi)容，但作為教師必須要懂，這是化學(xué)學(xué)科本原性的內(nèi)容[2]。

2.重點學(xué)科知識解析

重點解析兩方面內(nèi)容：金屬活動順序和氧化鋁。

（1）金屬活動性順序表

首先是動力學(xué)金屬活動性順序表。

1812年，瑞典化學(xué)家貝采里烏斯根據(jù)大量實驗，依據(jù)金屬在酸性介質(zhì)中298K 時，能形成穩(wěn)定存在的金屬簡單離子的標(biāo)準(zhǔn)電極電位，得到了動力學(xué)金屬活動性順序表，即K、Na、Ca、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Au。

動力學(xué)金屬活動性順序表的局限性：在動力學(xué)的研究領(lǐng)域內(nèi)，Na 和Ca 的活潑性是依據(jù)其單質(zhì)與水反應(yīng)的劇烈程度判斷的，有些因素并未考慮在內(nèi)。熔點的差別：Na 的熔點為97.81℃，Ca 的熔點為839℃。溶解性的差別：NaOH 的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Ca(OH)2。

其次是熱力學(xué)金屬活動性順序表。

隨著電化學(xué)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識到，金屬在溶液中的置換反應(yīng)與其電極電勢有關(guān)。由吉布斯自由能判斷自發(fā)反應(yīng)的條件，得出熱力學(xué)金屬活動順序表：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Au。

熱力學(xué)金屬活動性順序表的局限性：第一，只能用于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下。Cu 與稀鹽酸（HCl）在常溫下，不能反應(yīng)。但Cu 與濃鹽酸在加熱時，能夠生成H2。第二，只能針對純金屬。在順序表中，Al＞Fe，但由于Al 表面存在氧化膜，其與酸反應(yīng)的順序一般為Al＜Fe。第三，只適用于水溶液中。第四，不能作為氣態(tài)金屬原子還原性強弱的比較依據(jù)。

（2）氧化鋁

Al2O3，即三氧化二鋁，相對密度3.9～4.0g/cm3，熔點2054℃，沸點2980℃，可用作耐火材料。

對比初高中對氧化鋁的要求，把握教材的深度。

（二）第二環(huán)節(jié)： 有關(guān)“金屬的化學(xué)性質(zhì)” 教學(xué)設(shè)計的文獻綜述——基于CPUP 結(jié)構(gòu)模型的視角

1.設(shè)計分析報告

學(xué)情分析：確立目標(biāo)、豐富素材、多元視角，包括教材分析、學(xué)生分析和教法分析。

教材分析：第八單元——金屬和金屬材料。

課題一：金屬材料。

課題二：金屬的化學(xué)性質(zhì)。包含金屬與氧氣的反應(yīng)，金屬與稀鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)，以及金屬活動性順序。

課題三：金屬資源的利用和保護。

實驗活動：金屬的物理性質(zhì)和某些化學(xué)性質(zhì)。

學(xué)生分析：本節(jié)課學(xué)生來自東北師范大學(xué)附屬實驗中學(xué)初三（26）班，學(xué)生成績較好，活躍度高，自主探究能力強，已有相關(guān)金屬物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)知識。

教法分析：歸納、對比、推測、總結(jié)。

教學(xué)目標(biāo)：體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)對學(xué)生發(fā)展的具體要求。

通過實驗探究常見金屬與氧氣、稀酸、鹽溶液的化學(xué)反應(yīng)，認(rèn)識金屬的主要化學(xué)性質(zhì)；經(jīng)歷比較完整的實驗探究過程，增強對科學(xué)探究的理解；體會小組合作的意義和快樂。

教學(xué)重點：一是通過實驗，探究金屬的化學(xué)性質(zhì)；二是掌握金屬活動性順序。

教學(xué)難點：一是金屬發(fā)生置換反應(yīng)的順序判斷，二是用置換反應(yīng)和金屬活動性順序解釋某些與生活有關(guān)的化學(xué)問題。

2.常見教學(xué)思路及連接順序

化學(xué)課堂教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)的CPUP 模型是由鄭長龍教授提出的（見圖2）。鄭長龍教授認(rèn)為化學(xué)課堂教學(xué)內(nèi)容是由一個個基元內(nèi)容（Primitive Content）構(gòu)成的：一個或幾個基元內(nèi)容構(gòu)成了一個單元內(nèi)容（Unit Content），單元內(nèi)容是指化學(xué)課堂教學(xué)中由一個或多個教學(xué)行為鏈所承載的化學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)中所體現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容；一個或幾個單元內(nèi)容構(gòu)成了一個板塊內(nèi)容（Plate Content），板塊內(nèi)容是指化學(xué)課堂教學(xué)中一個教學(xué)板塊下所承載的教學(xué)內(nèi)容；一個或幾個板塊內(nèi)容構(gòu)成了一節(jié)課堂內(nèi)容（Class Content），課堂內(nèi)容即該節(jié)化學(xué)課堂的全部教學(xué)內(nèi)容。

圖2 CPUP 課堂結(jié)構(gòu)模型

并且，鄭長龍教授對于教學(xué)行為進行了詳細(xì)的劃分，提出了教學(xué)行為鏈的五種結(jié)構(gòu)，其中從A 到E，學(xué)生學(xué)習(xí)的自主程度逐漸降低（見表1、表2、表3、表4）。

表1 常見教學(xué)行業(yè)鏈類型

表2 教學(xué)思路及連接順序1

表3 教學(xué)思路及連接順序2

表4 教學(xué)思路及連接順序3

3.亮點采擷

主要從情景素材、問題設(shè)計、活動展示三個方面對文獻中部分教學(xué)設(shè)計進行分析，從中得到啟發(fā)。

4.基于CPUP 理論的教學(xué)設(shè)計

基于CPUP 理論的教學(xué)設(shè)計如圖3 所示，該教學(xué)設(shè)計的特色是尊重學(xué)生的認(rèn)知特點與學(xué)習(xí)興趣，以情境為載體將學(xué)生已有的知識經(jīng)驗與社會生活常識緊密結(jié)合；秉承“觀念為本”的教學(xué)設(shè)計理念，圍繞理念設(shè)計和組織教學(xué)；重視以問題為導(dǎo)向的探究活動的設(shè)計，通過問題調(diào)動學(xué)生積極思考和探究。

圖3 基于CPUP 理論的教學(xué)設(shè)計

（三）第三環(huán)節(jié)： 根據(jù)教學(xué)設(shè)計進行試講

在本環(huán)節(jié)主要是在課堂上將學(xué)習(xí)內(nèi)容分成幾個板塊來落實相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)。

通過回憶生活中常見的學(xué)過的幾種金屬的相關(guān)物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)提出是否所有金屬都能發(fā)生同樣的化學(xué)反應(yīng)的問題，引發(fā)學(xué)生思考。

1.金屬與氧氣的反應(yīng)

提出問題：生活中常見的金屬與氧氣反應(yīng)的條件是否相同？是否所有的金屬都能與氧氣發(fā)生反應(yīng)？比較這幾種金屬跟氧氣的反應(yīng)，它們的活動性是否一樣？根據(jù)什么來判斷？

學(xué)生可以通過小組討論、閱讀教材等獲知判斷金屬活動性差異的初步依據(jù)。

設(shè)計的意圖：主要是考查學(xué)生對問題的歸納能力，同時為引入金屬活動性打下基礎(chǔ)。

2.金屬與酸的反應(yīng)

提出問題：金屬與稀鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)現(xiàn)象是否也像金屬與氧氣反應(yīng)一樣存在差別呢？哪些金屬能與稀鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)？哪些金屬不能與稀鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)？

實驗探究：要求學(xué)生先提出自己的假設(shè)，設(shè)計實驗方案，通過實驗探究此問題。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象進行討論、交流，最后得出結(jié)論。

設(shè)計意圖：培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力、觀察能力、思維推理能力、實驗設(shè)計能力和團隊合作能力。在討論交流中，吸取別人有益的意見，為引入置換反應(yīng)作鋪墊。

3.置換反應(yīng)

提出問題：哪些金屬能與稀鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)？哪些金屬不能與稀鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)？對于能發(fā)生的反應(yīng)，請從反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)類別角度分析，這些反應(yīng)有什么特點？

學(xué)生思考、交流并得出結(jié)論。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生初步了解置換反應(yīng)的特點和規(guī)律，并為后面學(xué)習(xí)金屬活動順序時為什么會出現(xiàn)氫元素打下基礎(chǔ)。

4.金屬與鹽溶液的反應(yīng)

提出問題：實驗室制取氫氣時，為什么選用金屬鋅和稀硫酸反應(yīng)？在學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律時，把鐵絲浸入硫酸銅溶液，會看到什么現(xiàn)象？銅能否與硫酸亞鐵溶液反應(yīng)生成銅？

學(xué)生思考、交流并作匯報，嘗試歸納總結(jié)常見金屬的活動性順序。

設(shè)計意圖：回憶已有知識，引入新知識，運用逆向思維，使知識結(jié)構(gòu)更合理。培養(yǎng)學(xué)生分析能力，加強學(xué)生對金屬活動性順序的了解。

最后通過對鑒別黃金飾品真假的方法的討論，來培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力，將理論聯(lián)系實際，使學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)化學(xué)知識的重要性。

由于是磨課的過程，在試講時沒有學(xué)生，只有幾位指導(dǎo)教師和幾位試講教師的同學(xué)充當(dāng)學(xué)生，教學(xué)過程雖然按預(yù)定設(shè)計完成，但因不是真實課堂，課堂的生成略顯不足，學(xué)生活動體現(xiàn)還不很充分。

（四）第四環(huán)節(jié)： 專家評課

鄭長龍教授最后講到，磨課的目的是打造高質(zhì)量的教學(xué)，內(nèi)容就是行為研究?；诨瘜W(xué)學(xué)科理解的教學(xué)，由原來的經(jīng)驗態(tài)磨課向科學(xué)態(tài)磨課轉(zhuǎn)化，本次的磨課體現(xiàn)了教育科研與教學(xué)實踐的結(jié)合?；趯W(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展的課堂教學(xué)，對化學(xué)教師專業(yè)素養(yǎng)提出了更高的要求，要求教師進一步增進化學(xué)學(xué)科理解。高端備課是今后的趨勢，要關(guān)注理論在實踐中的運用[3]。

三、啟示與建議

第一，化學(xué)教學(xué)正在逐步完成從經(jīng)驗態(tài)研究向理論態(tài)和科學(xué)態(tài)研究的嬗變。這些研究不再僅僅是各種化學(xué)教育教學(xué)經(jīng)驗的簡單積累和總結(jié)，而是運用科學(xué)、規(guī)范的質(zhì)化和量化研究方法，在嚴(yán)密分析的基礎(chǔ)上得出較為科學(xué)的結(jié)論，使研究成果建立在科學(xué)的化學(xué)教學(xué)事實基礎(chǔ)之上，建立在科學(xué)、規(guī)范的研究方法基礎(chǔ)之上。

第二，磨課是教師互動交流的平臺，磨課的過程首先就是對化學(xué)學(xué)科的深刻理解的過程，是對化學(xué)知識的系統(tǒng)的、結(jié)構(gòu)化的理解。它的實質(zhì)是建立以主體的特征考察認(rèn)識的對象和現(xiàn)象、分析和解決問題的思維，在主體思維的指導(dǎo)下構(gòu)建對主體本質(zhì)和整體性的認(rèn)識。教師之間的相互交流都是從自己的觀點出發(fā)的，思想的碰撞能激發(fā)新的火花，合理的借鑒是創(chuàng)新的開始。教師的創(chuàng)新在教師的課堂展示和研磨材料中隨處可見。個體行為轉(zhuǎn)變?yōu)槿后w行為，強調(diào)了集體智慧的發(fā)揮，提高了教師個體的學(xué)科理解力。

第三，對教學(xué)精細(xì)化的追求永無止境，教學(xué)研究也仍在繼續(xù)。合理利用CPUP 模型進行課堂精細(xì)化研究，是我們推廣優(yōu)質(zhì)課程的有效途徑，也是提高一線教師專業(yè)素質(zhì)、教研能力和科研水平的必由之路。磨課的價值在于學(xué)校與教師的共同成長，磨課的結(jié)果應(yīng)該是教師個體創(chuàng)新與參與者碰撞結(jié)果的融合[4]。

學(xué)者張廷凱、牛瑞雪在《回歸學(xué)科研究——課程改革的深化邏輯》一文中提出，應(yīng)當(dāng)遵循“實踐邏輯”，從學(xué)科研究中歸納總結(jié)學(xué)科教學(xué)理論，加強學(xué)科課程建設(shè)研究，豐富和深化對學(xué)科課程的理解[5]。要想教好化學(xué)，在教學(xué)過程中至少需要遵守兩條基本原則，一是掌握化學(xué)的本質(zhì)，二是設(shè)計和實施科學(xué)合理的教學(xué)活動。因此，深化對化學(xué)教學(xué)學(xué)科認(rèn)識問題的研究，需要在相關(guān)化學(xué)科研成果的基礎(chǔ)上，不斷探索化學(xué)學(xué)科性質(zhì)，進而從實際的化學(xué)教學(xué)實踐中對現(xiàn)有課堂教學(xué)經(jīng)驗進行總結(jié)，對問題理論進行反思和升華，揚長避短。基于化學(xué)思維和方法的邏輯起點，在科學(xué)掌握化學(xué)學(xué)科基本知識的前提下，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的化學(xué)學(xué)科思維方式，有效提高化學(xué)學(xué)科課堂教學(xué)的有效性，通過建立對學(xué)科的準(zhǔn)確而深刻的理解，有效地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素質(zhì)。

總之，磨課是打造精致課的過程，是提高課堂教學(xué)效果的保證，也是提高教師專業(yè)素質(zhì)的有效方法。對教學(xué)精細(xì)化的追求永無止境，教學(xué)研究也仍在繼續(xù)，每一次的磨課實踐，都使教師積淀下了對課堂教學(xué)更為深入、更接近于本質(zhì)的思考。教育教學(xué)研究走進真實課堂，才是有生命力的。因此，在學(xué)科教學(xué)與研究中，深化對學(xué)科的認(rèn)識，重視學(xué)科的教與學(xué)，是一項迫切而重要的工作。