1、例談化學(xué)學(xué)科知識的教學(xué)理解【摘要】：p ：對化學(xué)學(xué)科知識的教學(xué)理解是科學(xué)素養(yǎng)具體落實在化學(xué)課堂的前提基礎(chǔ)。化學(xué)學(xué)科知識的教學(xué)理解包括對知識的本身是什么和具有什么教育價值及教到什么程度的理解。從初中化學(xué)的角度，結(jié)合具體教學(xué)案例，提出形成化學(xué)學(xué)科知識理解的策略途徑。【關(guān)鍵詞】：p ：初中化學(xué);科學(xué)素養(yǎng);學(xué)科知識;教學(xué)理解文章編號：1008-0546（20_）12-0002-03 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.20_.12.00120_年中共中央國務(wù)院關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見中，在“堅持五育并舉，全面發(fā)展素質(zhì)

2、教育”中提出，要充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，引導(dǎo)教師深入理解學(xué)科特點、知識結(jié)構(gòu)、思想方法，科學(xué)把握學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，上好每一堂課。以素養(yǎng)為本的教育價值取向的背景下，初中化學(xué)教學(xué)則需要在啟蒙性和基礎(chǔ)性層次上發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。新時代新要求對初中化學(xué)教師提出了新的挑戰(zhàn)，諸如對化學(xué)學(xué)科知識的教學(xué)理解，教學(xué)內(nèi)容的整體把握，教學(xué)目標(biāo)的重新定位以及教學(xué)情境、活動與評價的恰當(dāng)設(shè)計等等。這些挑戰(zhàn)中最為基礎(chǔ)也是最為重要的是對學(xué)科知識的教學(xué)理解，即知識本身是什么，具有什么教育價值和應(yīng)教到什么程度等。前者是對知識本體內(nèi)涵的理解，后兩者是對知識教學(xué)內(nèi)涵的理解。只有對學(xué)科知識的本體內(nèi)涵和學(xué)科知識的教學(xué)內(nèi)涵有了準(zhǔn)確把握，才有可能有效

3、落實化學(xué)學(xué)科育人的目標(biāo)。一、知識本體內(nèi)涵的理解學(xué)科知識是學(xué)科教學(xué)最顯性的內(nèi)容，對學(xué)科知識本體內(nèi)涵的認(rèn)識決定了教學(xué)的品質(zhì)。例如，人教社20_版九年級化學(xué)教材中“分子和原子”中微粒及微粒性質(zhì)，教師首先要厘清它是屬于什么性質(zhì)和什么范疇的知識。對這部分的教學(xué)，常見有兩種不良傾向，一是教學(xué)中呈現(xiàn)很多生活事例或?qū)嶒灛F(xiàn)象，但是不能引導(dǎo)學(xué)生穿透事例或現(xiàn)象去窺見微觀奧秘，教學(xué)停留在宏觀事實層面上;另一種傾向是教學(xué)中偏重微觀結(jié)論的應(yīng)用，輕視微觀結(jié)論的形成，教學(xué)卡在結(jié)論應(yīng)用上，這兩種不良傾向的實質(zhì)在于缺乏對知識本體內(nèi)涵的把握。“分子和原子”中微粒和微粒性質(zhì)不是一般性的知識，是人類經(jīng)歷古希臘的“質(zhì)點”，中國古代的“端

4、”，近代科學(xué)家在科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上提出的“原子一分子論”到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)獲得的分子、原子圖像等一系列求索求證歷程而逐漸形成的對世界的認(rèn)識，它是屬于觀念性的知識。所謂觀念是人們對基本問題概括的、綜合的和總結(jié)性的看法或認(rèn)識，而這個看法或認(rèn)識，是需要通過教學(xué)建構(gòu)而確信的，不是通過教學(xué)告訴或練習(xí)鞏固出來的。據(jù)此，本課題的教學(xué)要在宏觀情境中進(jìn)入微觀想象，在證據(jù)推理中批判性建構(gòu)模型認(rèn)知，在宏觀現(xiàn)象的微觀解釋中形成微觀理解，從而初步確立微粒觀念。對學(xué)科知識本體內(nèi)涵的認(rèn)識過程其實就是教師對學(xué)科和教材深度理解的過程，在實踐中可以從以下兩個角度來進(jìn)行。1.在科學(xué)史的品讀中理解科學(xué)史是科學(xué)知識發(fā)展的歷史情境，訴說著知識

5、本體內(nèi)涵的故事。例如質(zhì)量守恒定律，其發(fā)現(xiàn)過程經(jīng)歷了古代煉金實踐中人們的定量化傾向，十七世紀(jì)醫(yī)藥化學(xué)家海爾蒙特“柳樹實驗”所建立的一個重要假設(shè)，即物質(zhì)在化學(xué)變化過程中既不能被創(chuàng)造、又不能被消滅的樸素唯物論的物質(zhì)觀，1774年法國化學(xué)家拉瓦錫重復(fù)普利斯特里氧化汞加熱分解實驗建立了質(zhì)量守恒定律，20世紀(jì)初，精密計量儀器的出現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)前后質(zhì)量變化小于千分之一，質(zhì)量守恒定律得以公認(rèn)等。從以上科學(xué)史不難發(fā)現(xiàn)質(zhì)量守恒定律是實驗性定律，是人們在實驗基礎(chǔ)上提出和發(fā)展起來的，最后還要經(jīng)過實驗來檢驗的，是一個充滿著坎坷又極富科學(xué)精神的偉大發(fā)現(xiàn)，而不是在教學(xué)進(jìn)程背景中學(xué)生以為的“既然前面學(xué)過化學(xué)變化中原子種類和個數(shù)

6、不變，所以質(zhì)量當(dāng)然守恒”這么簡單（其實，科學(xué)原子論觀點在十九世紀(jì)才提出）;質(zhì)量守恒定律還是化學(xué)計量性定律，是定量研究化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ);質(zhì)量守恒定律是在面對諸多不等現(xiàn)象中構(gòu)建的守恒思想模型，是一個應(yīng)用型定律;質(zhì)量守恒定律是在化學(xué)反應(yīng)領(lǐng)域中的守恒，而不是核反應(yīng)領(lǐng)域中的質(zhì)能守恒，質(zhì)量守恒定律存在邊界。認(rèn)識質(zhì)量守恒定律的這些本體內(nèi)涵，教學(xué)中就可以注入求真的科學(xué)精神，就可以讓學(xué)生體會守恒是化學(xué)方程式計量中的靈魂，就可以讓學(xué)生看清變化前后增重或減輕的本質(zhì)，這些都是濃厚的學(xué)科素養(yǎng)。每一個化學(xué)知識都有其來龍去脈，都有一個背景知識，尤其是初中化學(xué)中的學(xué)科知識，在老師眼里可能很平常，對于學(xué)生而言卻是科學(xué)思想或方法的

7、啟蒙，教師要了解知識形成的科學(xué)史，特別是重要的觀念性概念形成的科學(xué)史，以此把握這些知識的本體內(nèi)涵，給司空見慣的教學(xué)注入學(xué)科靈魂。2.在教科書的悟讀中理解人教社20_版九年級化學(xué)教科書第三單元“課題3元素”一節(jié)，開篇語為“世界上的萬物是由什么形成的？這是人類自古以來就不斷探索的問題。在人們認(rèn)識原子和原子的結(jié)構(gòu)之后，對組成萬物的基本物質(zhì)有了進(jìn)一步理解”。這一段很簡練的話語道出了元素的兩層涵義，一是組成世界萬物必定有其基本成分，這是人類一直探索的大問題，即元素，元就是“一”，基本之意，這是元素的本義，也是哲學(xué)層面的涵義;二是這個最基本的成分是從化學(xué)變化中不變的角度來定義的，又因為原子（或離子）是在化

8、學(xué)變化中其種屬和個數(shù)不變的粒子，所以宏觀元素是從微觀原子的角度來定義的，又因為原子是根據(jù)原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)來分類的，故“元素是質(zhì)子數(shù)（核電荷數(shù)）相同的一類原子的總稱”，這是元素化學(xué)定義的由來，也是化學(xué)元素的由來。這一段開篇語實際上為抽象的元素教學(xué)展現(xiàn)了一個由哲學(xué)本義到化學(xué)定義的一個認(rèn)知發(fā)展脈絡(luò)，為教學(xué)中形成“化學(xué)變化中元素不變”的觀念起到了一個提綱挈領(lǐng)的作用。再如在人教社20_版本單元“課題2原子的結(jié)構(gòu)”教材開篇語“原子的體積很小。如果將一個原子跟一個兵乓球相比，就相當(dāng)于將一個兵乓球跟地球相比。原子之間能夠結(jié)合成分子的奧秘，正是人們在研究這小小的原子的結(jié)構(gòu)時才逐步揭示出來的”。這一段話一方面生動

9、地描繪了原子之微，另一方面揭示了原子組成的學(xué)科價值，即通過認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)來理解分子中原子的結(jié)合力及空間分布等，使微粒知識學(xué)習(xí)充滿了神秘和好奇，把學(xué)生帶人不斷深入的學(xué)科領(lǐng)域和認(rèn)知領(lǐng)域。其實，不管什么版本的初中化學(xué)教材都集學(xué)科專家的智慧大成，都是學(xué)科知識的經(jīng)典呈現(xiàn)，特別是在章節(jié)標(biāo)題、開篇語和結(jié)語上往往畫龍點睛地揭示了知識的本體內(nèi)涵，需要教師用初教者和初學(xué)者的心來悟讀，為教學(xué)注入智慧。二、知識教學(xué)內(nèi)涵的理解仍以上述“分子和原子”中微粒及微粒性質(zhì)的知識為例，在教學(xué)視域下，除了認(rèn)識微粒及性質(zhì)是觀念性知識以外，還要厘清該知識在學(xué)科教學(xué)中的價值及其當(dāng)前的教學(xué)定位，這就是知識的教學(xué)內(nèi)涵。對宏觀辨識結(jié)果從微觀角度

10、分析p 解釋，從而實現(xiàn)對物質(zhì)性質(zhì)與轉(zhuǎn)化的本質(zhì)認(rèn)識，是化學(xué)學(xué)科的重要特征。形成宏微結(jié)合的學(xué)科思維，一方面可以幫助學(xué)生對客觀世界有更清晰、更深刻的認(rèn)識理解;另一方面也是培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)、從具體到抽象的思維方式，是化學(xué)學(xué)科育人的重要體現(xiàn)。可見，微粒及微粒性質(zhì)的知識在學(xué)科教學(xué)中具有重要的地位，屬于核心概念的知識。另一方面，微粒及微粒性質(zhì)的知識是初中化學(xué)微觀領(lǐng)域第一課時中的教學(xué)內(nèi)容，是學(xué)生形成微粒觀的首次學(xué)科啟蒙，所以該知識是進(jìn)入分子、原子等核心概念的總序，是形成微觀認(rèn)識之門，從啟蒙性到基礎(chǔ)性是由知識發(fā)展到觀念的基本教學(xué)定位，不能盲目拔高。理解知識教學(xué)的內(nèi)涵是由多方面的途徑和綜合性的方法達(dá)成。比如

11、對課程標(biāo)準(zhǔn)和教材的解讀，學(xué)情和教學(xué)資的分析p 等，這里側(cè)重論及如何在核心素養(yǎng)的視閾中和在學(xué)習(xí)進(jìn)階的進(jìn)程中理解知識的教學(xué)內(nèi)涵。1.在化學(xué)核心素養(yǎng)的視閾中理解人教版九年級化學(xué)第五單元“課題2如何正確書寫化學(xué)方程式”，該課題從知識教學(xué)的顯性呈現(xiàn)來看是書寫化學(xué)方程式的技能教學(xué)，但是從科學(xué)素養(yǎng)角度來看，蘊(yùn)含豐富的學(xué)科核心素養(yǎng)。一方面化學(xué)方程式的涵義包括質(zhì)和量兩個方面，再加上化學(xué)方程式符號本身，化學(xué)方程式具有“宏、微、符”三重表征的屬性，是“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)層面中的重要內(nèi)容之一。研究表明，部分學(xué)生將化學(xué)式、化學(xué)方程式寫錯的原因不單純是記憶能力，而是對微觀粒子理解的問題;另一方面化學(xué)方程式的書寫技能

12、中包括對具體化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)、條件等關(guān)于化學(xué)反應(yīng)基本信息的獲取，是建立化學(xué)反應(yīng)認(rèn)知模型的過程，配平的過程是深刻理解化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量守恒于反應(yīng)中“原子守恒”的過程，是手、腦并用的一場深刻實踐活動，所以化學(xué)方程式書寫的教學(xué)不是簡單的技能教學(xué)，而是科學(xué)素養(yǎng)引領(lǐng)下的具有符號思維特點的綜合性化學(xué)用語的技能教學(xué)。據(jù)此教學(xué)可以分三個層次展開：一是學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下循序漸進(jìn)地認(rèn)識元素符號、化學(xué)式和化學(xué)方程式，建立“符號、宏觀、微觀”三大表征系統(tǒng);二是在師生、生生互相練習(xí)的積極氛圍中學(xué)習(xí)化學(xué)方程式書寫，探究類似代數(shù)方程兩邊的“原子”符號的等量守恒;三是在真實的化學(xué)反應(yīng)的實驗情境中思考化學(xué)方程式書寫，利用化學(xué)方程式

13、建立起物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀及質(zhì)量守恒觀，以宏微結(jié)合的方式促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)方程式的深刻理解。高中課程指出化學(xué)核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”“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”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”。初中課程標(biāo)準(zhǔn)中，包括“科學(xué)探究”“身邊的化學(xué)物質(zhì)”“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”“物質(zhì)的化學(xué)變化”“化學(xué)與社會發(fā)展”五個內(nèi)容主題。這五個內(nèi)容主題與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)相呼應(yīng)，例如“身邊的化學(xué)物質(zhì)”和“物質(zhì)的化學(xué)變化”主題涉及的具體物質(zhì)信息、物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系、物質(zhì)變化現(xiàn)象等是宏觀辨識的內(nèi)容，再如“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”主題是微觀探析素養(yǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，基于微粒觀構(gòu)成認(rèn)識物質(zhì)變化的本質(zhì)、解釋物質(zhì)性質(zhì)、分析p 化學(xué)

14、現(xiàn)象是宏觀辨識與微觀探析的統(tǒng)一。所以對化學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵及其與初中化學(xué)內(nèi)容主題的關(guān)聯(lián)性認(rèn)識，是認(rèn)識具體學(xué)科知識教學(xué)內(nèi)涵的上位理解。2.在學(xué)習(xí)進(jìn)階的進(jìn)程中理解核心概念是學(xué)科核心知識，對核心概念的教學(xué)還要從學(xué)習(xí)進(jìn)階的角度來把握其教學(xué)內(nèi)涵。就核心概念而言，學(xué)習(xí)進(jìn)階是對不同學(xué)段學(xué)習(xí)同一核心概念時所遵循的連貫的、典型的思維路徑的描述，一般呈現(xiàn)為圍繞核心概念展開的一系列由簡單到復(fù)雜、相互關(guān)聯(lián)的概念系列。該定義對核心概念的教學(xué)“范圍和大小”作出了長程性的要求，即知識學(xué)習(xí)的延續(xù)性、完整性及復(fù)雜性的要求，即核心概念應(yīng)能隨著學(xué)習(xí)的深入抵達(dá)學(xué)科觀念、思想和方法的核心要義。以初中化學(xué)中“元素”為例，元素是化學(xué)學(xué)科的核心概念，化學(xué)學(xué)科大廈的第一塊基石。就人教社20_版九年級化學(xué)教科書編排而言，元素“行進(jìn)身影”大體為：元素的涵義及存在元素與物質(zhì)的組成、物質(zhì)的分類元素與化學(xué)變化碳及其氧化物、金屬、酸堿鹽等具體物質(zhì)及變化中的元素元素與生活等，具有由專題呈示到分散呈示，由抽象呈現(xiàn)到具體呈現(xiàn)的特點，其背后是不斷豐富著的元素認(rèn)