摘 要：高中化學(xué)課標(biāo)中提出增進(jìn)化學(xué)學(xué)科理解，提升課堂教學(xué)能力.“化學(xué)學(xué)科理解”解釋為對(duì)化學(xué)學(xué)科相關(guān)知識(shí)和對(duì)化學(xué)核心素養(yǎng)的理解.為此，教師在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)上，要把握好化學(xué)知識(shí)點(diǎn)、學(xué)科思維、核心素養(yǎng)之間的關(guān)系，借力化學(xué)課堂教學(xué)情境，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)、技能的學(xué)習(xí)和掌握，深入剖析化學(xué)知識(shí)的本源和結(jié)構(gòu)，指導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)化學(xué)的獨(dú)特思維方法，促進(jìn)他們學(xué)以致用.

關(guān)鍵詞：學(xué)科理解；教學(xué)方法；高中化學(xué)

中圖分類號(hào)：G632"" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"" 文章編號(hào)：1008-0333（2023）09-0102-03

1 指向?qū)W科理解的化學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)

從課標(biāo)中對(duì)“學(xué)科理解”的解析來看，側(cè)重于對(duì)教師教學(xué)能力的強(qiáng)調(diào)，要求教師能夠掌握化學(xué)學(xué)科本原性、結(jié)構(gòu)化知識(shí)，能夠優(yōu)化教學(xué)方法，提升課堂教學(xué)效果.從學(xué)生層面來看，“學(xué)科理解”要求學(xué)生能夠辨析化學(xué)知識(shí)點(diǎn)之間的因果關(guān)系，能夠理解化學(xué)學(xué)科核心概念，理解其獨(dú)特的思維方法.由此，指向“學(xué)科理解”課程教學(xué)設(shè)計(jì)，事實(shí)上是將化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)作為教學(xué)目標(biāo)，來改革課堂教學(xué)模式.

1.1 學(xué)科理解，要讓學(xué)生理解基本的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)

化學(xué)基本知識(shí)點(diǎn)是學(xué)習(xí)化學(xué)的第一任務(wù).從這些知識(shí)點(diǎn)中，學(xué)生要理解基本概念，能夠解決基本的化學(xué)問題.

比如，在學(xué)習(xí)“乙醇”時(shí)，對(duì)于乙醇，有哪些性質(zhì)？為什么有這些性質(zhì)？由此來揭示出“官能團(tuán)”的重要性.對(duì)于乙醇的結(jié)構(gòu)，為什么是CH3CH2OH？為什么不能是CH3OCH3？圍繞乙醇結(jié)構(gòu)的討論，用什么方法可以證明其結(jié)構(gòu)，如何來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明該結(jié)構(gòu)？從上述問題解決中，幫助學(xué)生探究化學(xué)概念的根源.催化氧化反應(yīng)是學(xué)習(xí)乙醇的重點(diǎn)內(nèi)容，怎樣認(rèn)識(shí)催化氧化反應(yīng)？如何理解其微觀機(jī)理？人們運(yùn)用“三重表征”化學(xué)思維來揭示其內(nèi)涵.從宏觀上，借助于實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察乙醇是如何發(fā)生催化氧化反應(yīng)的；在微觀上，利用多媒體以可視化方式，了解乙醇的斷鍵位置，幫助學(xué)生理解其性質(zhì).在符號(hào)表征上，從元素守恒視角讓學(xué)生推測(cè)催化氧化后的產(chǎn)物.由此，來引領(lǐng)學(xué)生去理解“官能團(tuán)決定有機(jī)物性質(zhì)”這一認(rèn)識(shí)思路.

對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的理解，還要強(qiáng)調(diào)知識(shí)結(jié)構(gòu)化特點(diǎn).結(jié)構(gòu)化是一種學(xué)習(xí)策略，將一些零散的知識(shí)進(jìn)行有序化排列、組合，使其具有有序的結(jié)構(gòu)體.布魯納認(rèn)為，對(duì)一件件事情，除非構(gòu)造好邏輯模型，否則很容易遺忘.在面對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師也要巧用結(jié)構(gòu)化策略，幫助學(xué)生理解和記憶化學(xué)知識(shí)點(diǎn).

1.2 學(xué)科理解，要讓學(xué)生掌握化學(xué)思維方式和方法

思維方法是理解化學(xué)學(xué)科知識(shí)的重要條件.對(duì)思維方法的探究，有人將之劃分為哲學(xué)思維方法、一般思維方法、專門思維方法三類.哲學(xué)方法是最為概括、最具有普遍性的方法，適用于各類學(xué)科、各個(gè)專業(yè)；一般思維方法，主要體現(xiàn)在學(xué)科定量研究中，如實(shí)驗(yàn)中引入控制變量法，模型法等；專門思維方法，基于具體的學(xué)科，所獨(dú)有的思維方法.這些思維方法，揭示了事物普遍存在的發(fā)展規(guī)律和本質(zhì)特點(diǎn)，如歸納與演繹法、分析與綜合法等.

課標(biāo)要求學(xué)生能夠基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)物模型、圖表、事物等觀察，具備初步信息加工、吸取、有序存儲(chǔ)的能力.在化學(xué)學(xué)科，最常用的的化學(xué)思維方法有控制變量法、模型法.控制變量法，根據(jù)控制參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的量，來探究化學(xué)反應(yīng)的條件及產(chǎn)物變化.模型法，對(duì)于化學(xué)知識(shí)中的一些抽象概念、理論性知識(shí)，可以通過模型法來幫助學(xué)生分析和理解.如氧化還原反應(yīng)認(rèn)識(shí)模型、化學(xué)平衡認(rèn)識(shí)模型等.而在對(duì)氧氣性質(zhì)的學(xué)習(xí)中，可引入證據(jù)歸納法.

立足高中化學(xué)新課標(biāo)，要求學(xué)生能夠識(shí)別化學(xué)學(xué)科中常見的物質(zhì)模型，化學(xué)反應(yīng)理論模型，借此來探究化學(xué)反應(yīng)的生成情況.在化學(xué)學(xué)科，其獨(dú)特的思維方法，有別于其他學(xué)科的思維方式.比如，在探究某一物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)時(shí)，引入三重表征法、價(jià)類二維元素觀等方法.對(duì)某一物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的分析，需要探析其構(gòu)成元素的位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)三者關(guān)系，即位置反映其結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì).同樣，對(duì)乙醇性質(zhì)的探究，除了強(qiáng)調(diào)“三重表征”思維方法外，還要從反應(yīng)類別入手，如加成反應(yīng)、消去反應(yīng)、取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)等方式，辨析乙醇的羥基決定了其性質(zhì).

1.3 學(xué)科理解，要強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的獲得

學(xué)科核心素養(yǎng)，涵蓋學(xué)科知識(shí)所包含的價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力.在化學(xué)學(xué)科中，其核心素養(yǎng)有宏觀辨識(shí)微觀探析能力、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力、科學(xué)探究與創(chuàng)新素質(zhì)等等.物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及能量變化，需要運(yùn)用化學(xué)學(xué)科思維來辨識(shí)其特點(diǎn)；在化學(xué)反應(yīng)里，對(duì)反應(yīng)條件、正反應(yīng)與逆反應(yīng)、反應(yīng)產(chǎn)物等分析了解化學(xué)平衡思想.借助于化學(xué)實(shí)驗(yàn)、推理等方式，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理能力，建構(gòu)化學(xué)模型.立足化學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、質(zhì)疑品質(zhì)和良好的態(tài)度與責(zé)任意識(shí).在化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)中，基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)是基石，化學(xué)思維方法是工具，通過科學(xué)探究與實(shí)踐表征，來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科理解能力.

2 基于學(xué)科理解化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的方法

教師是課程教學(xué)的設(shè)計(jì)者，要以學(xué)科理解為導(dǎo)向，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，夯實(shí)學(xué)生對(duì)化學(xué)基本知識(shí)點(diǎn)的理解，增進(jìn)學(xué)生掌握化學(xué)學(xué)科思維方法，提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).基于學(xué)科理解視角，在課程教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師要深入挖掘本節(jié)知識(shí)點(diǎn)，滲透化學(xué)思維方法，營(yíng)造學(xué)習(xí)情境，強(qiáng)化學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的習(xí)得.

2.1 梳理本節(jié)主要知識(shí)點(diǎn)，明確教學(xué)與評(píng)價(jià)目標(biāo)

“乙醇”是人教版必修（二）第三章《生活中兩種常見的有機(jī)物》第一課時(shí)主要內(nèi)容，該節(jié)主要介紹乙醇作為醇類有機(jī)物，并圍繞其結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及用途展開.教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定，要體現(xiàn)知識(shí)與技能的并重.主要有三點(diǎn)：一是，探究乙醇的結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)，采用實(shí)驗(yàn)法，認(rèn)識(shí)有機(jī)物的官能團(tuán)，并嘗試構(gòu)建乙醇的認(rèn)識(shí)模型；二是，依托實(shí)驗(yàn)探究，增強(qiáng)學(xué)生化學(xué)推理能力.通過指導(dǎo)學(xué)生收集證據(jù)，來認(rèn)識(shí)乙醇氧化反應(yīng)；三是，分析燃料電池、酒精檢測(cè)儀原理，探究乙醇的應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)學(xué)生從化學(xué)學(xué)科學(xué)以致用.教學(xué)評(píng)價(jià)目標(biāo)的設(shè)定，要突出教學(xué)評(píng)一體化.一要了解學(xué)生認(rèn)知水平，從在線學(xué)習(xí)診斷學(xué)情，了解學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)、探究物質(zhì)性質(zhì)的能力；二要設(shè)計(jì)乙醇性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)，關(guān)注學(xué)生化學(xué)思維方法的掌握；三要討論乙醇催化氧化反應(yīng)及原理，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)探究化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)特點(diǎn)；四要聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活，探究酒精檢測(cè)儀的原理，考查學(xué)生對(duì)官能團(tuán)的理解，結(jié)合具體問題，感知化學(xué)學(xué)科價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力.

2.2 細(xì)化學(xué)習(xí)任務(wù)，貫穿整個(gè)教學(xué)過程

基于學(xué)科理解來設(shè)計(jì)課程教學(xué)流程，主要分為三個(gè)環(huán)節(jié).

2.2.1 線上課前預(yù)習(xí)，診斷學(xué)情水平

在學(xué)習(xí)“乙醇”之前，布置線上學(xué)習(xí)任務(wù).看釀酒微視頻，了解酒精的制造過程.引出問題：酒里主要成分是什么？酒與乙醇的關(guān)系是怎樣的？乙醇的化學(xué)式和結(jié)構(gòu)式是怎樣的？請(qǐng)同學(xué)們思考，為什么人喝酒會(huì)醉？了解乙醇在人體的代謝過程.通過介紹與乙醇相關(guān)的科普知識(shí)，讓學(xué)生了解乙醇與生活關(guān)系密切.接下來，對(duì)學(xué)生的作業(yè)完成情況進(jìn)行歸納，并引領(lǐng)學(xué)生參與物質(zhì)性質(zhì)的對(duì)比實(shí)驗(yàn).乙醇與水兩者的結(jié)構(gòu)式有何差異？乙醇與乙烷有何共同性質(zhì)？通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)方式，滲透比較法，幫助學(xué)生掌握認(rèn)識(shí)物質(zhì)的一般方法.最后，對(duì)乙醇的性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè).該環(huán)節(jié)著重在于了解學(xué)情，診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思維水平，從知識(shí)類比遷移視角，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新精神.

2.2.2 探析化學(xué)實(shí)驗(yàn)，提煉乙醇的性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，主要圍繞“乙醇”設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并通過實(shí)驗(yàn)觀察、記錄和現(xiàn)象分析，了解乙醇的性質(zhì)特點(diǎn).在乙醇結(jié)構(gòu)式測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來尋找證據(jù)，如何來證明乙醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為CH3CH2OH，而不是CH3OCH3.結(jié)合實(shí)驗(yàn)展開探討，當(dāng)為第一種結(jié)構(gòu)式時(shí)，乙醇與鈉發(fā)生反應(yīng)，羥基上的氫氧鍵發(fā)生斷開，根據(jù)生成的H2與乙醇的量，關(guān)系為2∶1.當(dāng)為第二種情況時(shí)，氫氣與乙醇消耗的量，關(guān)系應(yīng)為3∶1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果是氫氣與乙醇比例為2∶1，所以，推測(cè)第一種結(jié)構(gòu)式是正確的.利用實(shí)驗(yàn)方法，印證了羥基是影響乙醇性質(zhì)的重要條件.同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)中通過分組討論，各組對(duì)實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄，從成鍵類型上，引導(dǎo)學(xué)生探究有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式.結(jié)合乙醇實(shí)驗(yàn)，再對(duì)比乙烷、水等結(jié)構(gòu)式，從整體上幫助學(xué)生體會(huì)官能團(tuán)的作用，也從中讓學(xué)生理解有機(jī)物的官能團(tuán)，決定了有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì).

2.2.3 討論反應(yīng)產(chǎn)物，概括乙醇氧化反應(yīng)本質(zhì)

在前期線上學(xué)習(xí)分析了乙醇在人體中的代謝過程.圍繞乙醇催化氧化實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)過程，銅絲在燒紅后會(huì)在表面形成黑色的物質(zhì).接著，將燒紅的銅絲插入無水乙醇試管中，乙醇會(huì)瞬間發(fā)生沸騰，黑色的銅絲會(huì)變成紅色.用手輕輕扇動(dòng)試管口中產(chǎn)生的氣體，可以聞到一股刺鼻的氣味.對(duì)照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，討論該實(shí)驗(yàn)的生成物.

在銅或銀作催化劑條件下，通過加熱乙醇，與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成的物質(zhì)為乙醛，其結(jié)構(gòu)式為CH3CHO.對(duì)比乙醇和乙醛的官能團(tuán)，乙醇為羥基，而乙醛是醛基.根據(jù)反應(yīng)過程，分析斷鍵機(jī)理.乙醇的羧基為O—H型，與碳相連，該碳的C—H鍵，在催化氧化下發(fā)生斷裂，兩個(gè)氫原子與氧氣中的氧原子結(jié)合，生成水.對(duì)于乙醇的C半鍵與O半鍵，兩者結(jié)合，形成全鍵，即CO.本節(jié)要重點(diǎn)講解化學(xué)方程式，結(jié)合教師的演示實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)上去觀察并做出推斷，發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力.需要強(qiáng)調(diào)的是，在實(shí)驗(yàn)后，教師要嘗試引入“三重表征法”，從宏觀、微觀及反應(yīng)物與生成物的推理中，讓學(xué)生概括有機(jī)物的官能團(tuán)及斷鍵、成鍵的規(guī)律.

2.3 引入評(píng)價(jià)，發(fā)展學(xué)生學(xué)以致用能力

在指向?qū)W科理解課堂教學(xué)過程中，評(píng)價(jià)是必不可少的.課堂評(píng)價(jià)要找準(zhǔn)時(shí)機(jī)，抓住知識(shí)要點(diǎn)，關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知實(shí)際，運(yùn)用評(píng)價(jià)來啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，推理判斷，掌握化學(xué)知識(shí)點(diǎn)，形成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).在本節(jié)課堂，實(shí)驗(yàn)過程是重點(diǎn).比如，對(duì)于乙醇結(jié)構(gòu)式的推測(cè)中，根據(jù)分子式C2H6O，請(qǐng)學(xué)生猜想有幾種結(jié)構(gòu)方式？在乙醇與金屬鈉的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，我們還可以對(duì)比金屬鈉與水的實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有何差別？最后，從乙醇的用途上，聯(lián)系生活，探究酒精檢測(cè)儀的工作原理.不同酒精檢測(cè)儀，其原理也有所不同，從乙醇的性質(zhì)及應(yīng)用中，端正學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感.

參考文獻(xiàn)：

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［責(zé)任編輯：季春陽］

收稿日期：2022-12-25

作者簡(jiǎn)介：王婷婷（1984.4-），女，江蘇省南通人，本科，中學(xué)二級(jí)教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.