基于化學認識思路的教學設計與實踐

韋存容

摘要：化學認識思路的形成是學生核心素養(yǎng)培育和提升的重要途徑，基于化學認識思路的教學設計包含化學認識思路的抽提、結構化、顯性化、固化與遷移四個設計環(huán)節(jié)，以“電解質的電離”為例，進行了基于化學認識思路的教學設計與實踐。

關鍵詞：化學認識思路；電解質；電離；教學設計；實踐

文章編號：1008-0546（2022）01-0006-04中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.01.002

*本文系江蘇省無錫市教育科學“十三五”規(guī)劃2018年度立項課題“發(fā)展學生化學宏微結合素養(yǎng)的離子反應單元教學設計研究”（編號：D/D/2018/014）階段性研究成果。

《普通高中化學課程標準（2017年版）》建議“教師在組織教學內(nèi)容時應高度重視化學知識的結構化設計，充分認識知識結構化對于學生化學學科核心素養(yǎng)發(fā)展的重要性，尤其是應有目的、有計劃地進行“認識思路”和“核心觀念”的結構化設計，逐步提升學生的化學知識結構化水平，發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)”[1]。什么是化學認識思路？化學認識思路的意義？如何進行認識思路結構化設計？

一、化學認識思路的內(nèi)涵與意義

化學認識思路是指對物質及其變化的特征及規(guī)律進行認識的程序、路徑或框架[2]?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017年版）》中提到了一些化學認識思路，如在“物質結構基礎與化學反應規(guī)律”主題教學中，形成元素周期表位置和原子結構、元素及其化合物的性質關系的系統(tǒng)思路；在“常見無機物及其應用”主題教學中，形成認識多變價元素及其化合物之間轉化關系的一般思路；在“化學反應與電能”主題教學中，建立對電化學過程的系統(tǒng)分析思路；在“氧化還原反應”教學中，形成從化合物變化與電子轉移的角度分析氧化還原反應的思路等。

化學認識思路是對具體的化學知識的超越，具有一般的方法論意義和價值；化學認識思路一旦形成，就會啟發(fā)學生的化學思維，幫助學生形成解決陌生情境下復雜化學問題的分析框架?；瘜W認識思路具有非常重要的素養(yǎng)發(fā)展價值[2]。

二、基于化學認識思路的教學設計模型

如圖1所示，基于化學認識思路的教學設計可以按照如下的模型展開：首先，分析2017版課標要求和教科書編寫意圖，抽提該主題對學生化學認識思路培養(yǎng)的方向。其次，圍繞化學認識思路設計多個學習板塊，使這些學習板塊按照一定的邏輯線索有機地組織起來，形成穩(wěn)定的認識模型，即認識思路結構化。第三，設計學習任務，使學生通過完成學習任務，逐步形成化學認識思路，即化學認識思路顯性化。第四，設計真實的化學問題，讓學生運用化學認識思路解決陌生情境下的復雜化學問題，從而進一步鞏固化學認識思路，發(fā)展學生化學認識思路的遷移能力。

1.挖掘教學內(nèi)容，抽提主題的認識思路

挖掘教學內(nèi)容中所隱含的分析化學問題的一般程序、路徑或框架，抽提出主題的化學認識思路，是教學設計的前提。“電解質的電離”教學為學生提供解決水溶液問題的思路。水溶液問題是貫穿學生中學化學各階段的學習內(nèi)容，學生在面對水溶液問題時，需要確立一些不同于其他主題的認識對象和認識角度。電解質的電離是中學化學重要的基礎理論知識，學生在建構電離、電解質等關鍵概念的過程中，建立起從微觀角度分析電解質在水溶液中行為的思路，并用電離方程式進行符號表征，即“宏、微、符三重表征”（見圖2）。

2.設計學習板塊，促進認識思路結構化

學習板塊的設計是實現(xiàn)認識思路結構化的重要環(huán)節(jié)。學習板塊的設計需要將認識環(huán)節(jié)按照一定的邏輯線索有機地組織起來，形成穩(wěn)定的認識模型[3]。在“電解質的電離”教學中，為了能夠幫助學生建立“宏、微、符”的認識思路，可設計與之相對應的三個板塊，即“電解質溶液的導電性”板塊、“電離理論”板塊、“電離方程式”板塊。板塊及板塊之間的邏輯關系如圖2所示。這三個板塊的設計，不僅體現(xiàn)了知識關聯(lián)的結構化，還顯性地呈現(xiàn)出認識思路的結構。

3.設計學習任務，促進認識思路顯性化

學習板塊的功能是通過一個個具體的化學學習任務實現(xiàn)的，化學學習的內(nèi)容也是以化學任務呈現(xiàn)給學生的。在真實的情境中產(chǎn)生的學習任務能夠激發(fā)學生的學習興趣，激勵學生的思考[4]，幫助學生認識化學科學知識的過程和方法[3]，即化學認識思路的顯性化。本節(jié)課以“運動飲料中的電解質”為情境，通過問題“為什么氯化鈉是電解質而葡萄糖不是？它們之間的差異是什么？”來創(chuàng)設系列的學習任務，這些學習任務與三個學習板塊相對應，具體如下：

電解質溶液的導電性板塊中，設計了學習任務1：實驗探究氯化鈉固體溶解過程[5]（見圖3）。

電離理論板塊中，設計學習任務2：設計實驗驗證氯化鈉固體溶解過程中自由離子的產(chǎn)生（見圖4），學習任務3：探究熔融狀態(tài)氯化鈉的導電性（見圖5）。

電離方程式板塊，設計學習任務4：化學語言表征氯化鈉電離過程（見圖6）。

4.設計學習板塊，促進認識思路結構化

化學認識思路的價值更在于運用，即應用化學認識思路解決陌生情境下的復雜化學問題，從而進一步固化化學認識思路，發(fā)展學生基于化學認識思路的遷移能力。“電解質的電離”中設計了“你能從微觀角度解釋葡萄糖溶液不導電嗎？”“你能找出‘脈動飲料中的電解質嗎？”來促進化學認識思路的固化。設計了“飲料中為什么通常加入檸檬酸、蘋果酸、冰醋酸來調節(jié)口味，使它變得酸酸的？為什么不直接加鹽酸呢？冰醋酸和HCl在水中的電離程度一樣嗎？”來促進化學認識思路的遷移。選擇這些生活中的真實問題，不僅能激發(fā)學生研究電解質的興趣，更能提高學生運用化學認識思路解決陌生問題的能力，幫助其體會化學學科的價值。