王欽忠

摘要：以人教版初中化學教科書中“燃料的合理利用與開發(fā)”課題教學為例，闡釋了如何利用核心概念進行基于學科本質的化學教學。首先提煉了本課題的核心概念，然后在此基礎上構建了能夠揭示有關燃料問題學科本質的思維路徑，并給出了具體的教學設計思路，最后總結了基于學科本質教學的教學策略。

關鍵詞：燃料的合理利用與開發(fā)；核心概念；學科本質；教學策略

文章編號：1005-6629（2013）6-0038-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

在2012年人教版《義務教育教科書·化學（九年級上冊）》中，有“燃料的合理利用與開發(fā)”這樣一個“化學與社會發(fā)展”類課題，在這個課題中依次介紹了“化學反應中的能量變化”，“化石燃料的利用”，“使用燃料對環(huán)境的影響”，“能源的利用和開發(fā)”等四個方面的知識。課題中的文字內容比較多，與社會生活聯(lián)系非常緊密，涉及到的教學素材也比較豐富，教學內容的開放性很大，那么該如何講好本課題呢？很多教師感覺到沒有教學思路，或者講不出“化學味”。究其原因，是沒有搞清楚支撐“燃料的合理利用與開發(fā)”的學科本質是什么？

學科本質即學科獨立存在的根本屬性，比如研究對象、學科性質、理論體系、研究方法和學科發(fā)展等等本質問題，它是一切教學法的根本，思考學科本質問題可以幫助教師透過現(xiàn)象看到問題的本質，以不變應萬變。教師可以通過提煉課題核心概念的方法來突破這類課題的教學，提煉核心概念是揭示學科本質的一個很好途徑，可以幫助教師進行基于學科本質的化學教學。

1.課題中的核心概念分析

在《義務教育化學課程標準（2011年版）》中，對“化學與社會發(fā)展”類知識的學習要求是：“化學科學的發(fā)展增進了人類對自然的認識，促進了社會的發(fā)展。但是有的物質或某些化學變化對人類的生活和社會發(fā)展可能產生一些不利的影響，因而幫助學生正確認識化學與社會發(fā)展的關系是十分重要的?！庇纱丝梢姡瑢W生也需要辯證認識“燃料的合理利用與開發(fā)”。面對豐富的教學素材和零散的學習內容，如何幫助學生從學科本質的高度認識和理解有關燃料的問題顯得尤為重要?；瘜W視角中的“燃料”應該是怎樣的？如何從化學視角認識燃料的開發(fā)和利用？如何利用化學的方式解決燃料燃燒過程中所帶來的環(huán)境問題？這些都是教師進行教學之前需要思考的本質問題。

在本課題之前，學生已經學習了本單元中有關燃燒的知識，知道了燃燒的定義和燃燒所需要的條件，這為學生學習有關燃料的知識和解決有關燃料的問題打下了基礎。在本課題中涉及到的物質主要是煤、石油和天然氣，在不同的生產和生活用途中它們可以扮演不同的角色，比如礦產資源、化工原料、戰(zhàn)略物資等等，但是在本課題中它們的角色定位是“可以用來獲取能量的燃料”。通過整體分析本單元的教學要求和深入研讀本課題的知識內容，不難發(fā)現(xiàn)“化學反應在生成新物質的同時，還伴隨著能量的變化”是理解與燃料相關諸多事實和問題的核心概念，最能體現(xiàn)本課題知識的學科本質。比如，燃料的燃燒是一種釋放熱量的化學反應，燃料作為一種反應物會不斷被消耗，在獲取能量的同時也會產生新物質，產生的某些有害物質會污染環(huán)境，等等，這些事實和現(xiàn)象看似雜亂無章，毫不相關，但是都可以通過這個核心概念將其學科本質揭示出來，建立起它們之間的本質聯(lián)系。

2.利用核心概念揭示有關燃料問題的學科本質

為了更好地利用核心概念揭示有關燃料問題的化學學科本質，可以把核心概念的表述方式變式成化學反應的文字式來理解（見圖1）。

當把“燃料”放置到化學反應的背景中來理解時，與燃料相關的問題都會在其中找到根源。比如，（1）燃料燃燒可以產生大量的能量，人們利用燃燒的主要目的就是為了獲取能量。（2）燃料燃燒釋放能量的同時也會產生新的物質，產生的某些有害物質又會對環(huán)境造成影響，所以需要采取措施吸收有害物質或者開發(fā)新能源避免有害物質的產生。（3）每種化石燃料都有自己的特點（比如組成、結構、性質、變化等），并且資源有限，燃料資源的開發(fā)會破壞自然環(huán)境；作為一種反應物，燃料在燃燒過程中會不斷被消耗直至枯竭，所以需要合理開發(fā)化石燃料或者開發(fā)新能源替代化石燃料。（4）燃料燃燒需要充足的氧氣，燃燒不充分或者未燃燒都會浪費燃料甚至污染環(huán)境，所以為了提高燃料的利用率需要提供足夠的空氣或者增大燃料與空氣的接觸面積。

從上述分析中可以看出，“燃料的合理利用與開發(fā)”的課題內容表面上看起來松散、開放，但實際上有關燃料的各種問題都可以通過核心概念將其化學學科的本質揭示出來，抓住了這些學科本質也就是會使得本課題的教學具有很強的學科邏輯。

3.基于學科本質的教學思路

結合對有關燃料問題的學科本質分析和學生的認識發(fā)展順序，設計了教學思路（見圖2）。

圖2中“基本思路”體現(xiàn)了學科知識邏輯和學生認識發(fā)展順序的有機結合，是整個教學的核心線索。根據(jù)實際教學情況，需要把“基本思路”細化成具有邏輯性的教學環(huán)節(jié)，每個“教學環(huán)節(jié)”中都要明確指出需要解決的“核心問題”，通過問題把學生的思維引向對化學學科本質的思考，同時也為教師整體把握教學思路提供了保證；針對每個“核心問題”選擇素材設計“教學活動”，讓學生通過參與這些教學活動，把思維和行為統(tǒng)一起來，在情感得到激發(fā)的條件下，自主地思考事實背后的學科本質。

4.教學策略及建議

新課程改革背景下，化學教學越來越關注學生的學習，越來越關注化學學科對學生思維和行為的影響。諸如“燃料的合理開發(fā)與利用”、“人類重要的營養(yǎng)物質”、“金屬資源的保護和利用”等化學與社會發(fā)展類課題的教學，要求學生占有一定量的學科事實和現(xiàn)象是非常必要的，但如果教學僅僅是堆積大量事實而不去關注背后的學科本質則無助于發(fā)展學生的深層次理解，也無助于發(fā)展學生的化學學科思維。所以，教師要進行超越事實的化學教學，深入挖掘事實和現(xiàn)象背后的學科本質，致力于發(fā)展學生的遷移和應用能力。具體可以參考以下幾點做法：

4.1要善于借助課標和教科書思考學科本質

無論采取什么樣的教學方式，選擇什么樣的教學內容，課程標準是唯一的標準。仔細研讀課標不僅可以幫助教師正確把握教學方向，快速把握教學的核心內容，而且還可以為教師的教學設計提供一些思路和方法。

教科書是基于課程標準編寫而成，是課程標準的具體體現(xiàn)。雖然，新課程理念提倡教師要靈活使用教科書，但是并不意味著要完全拋棄教科書。一些高質量的教科書在內容選擇和結構編排上集中了很多專家的智慧，對化學學科的基本問題有著比較深入的理解，這都有利于教師正確把握學科本質，對設計教學思路具有很好的啟示。

當然，教師也要幫助學生養(yǎng)成閱讀教科書的良好習慣，通過閱讀體味化學學科的思維方式，熟悉化學學科的語言邏輯，要比多做幾道練習題有價值得多。

4.2要善于提煉教學內容中的核心概念

教學內容分析是進行教學設計的必修課，但教學內容分析卻不僅僅是要弄清楚要教哪些內容，更重要的是要深入思考為什么要教這些內容，怎么樣教才有效？

落實到具體的操作上，就是需要教師勤于思考化學學科的基本問題，能夠透過課題提供的事實和現(xiàn)象看到背后的學科本質，提煉出課題教學內容中的核心概念。提煉核心概念是進行基于學科本質教學的首要環(huán)節(jié)，提煉核心概念的過程也是教師揭示學科本質的過程，這既是一種挑戰(zhàn)，也是教師提升自身學科素養(yǎng)的有效方式。核心概念不同于具體的知識，它是對事實和現(xiàn)象內在規(guī)律的抽象概括，也是學科本質的一種具體呈現(xiàn)形式，但是不拘泥于具體的表述方式。在實際教學中，核心概念可以起到化繁為簡的作用，能夠減輕學生的學習負擔，發(fā)展學生的遷移和應用能力，提高化學教學的品質。

4.3要利用核心概念構建揭示學科本質的思維路徑

由于核心概念具有較強的概括性和抽象性，與具體事實之間還存在一定的距離，還無法直接應用到實際教學中。所以，教師還需要將核心概念進行逐級分解，或者從具體的事實和現(xiàn)象中進行概括總結，深度挖掘核心概念和課題內容之間的縱向聯(lián)系，形成一條清晰的、能夠揭示學科本質的思維路徑（如圖1）。

教師教學中遇到的最大問題就是核心概念與具體教學內容脫節(jié)，究其原因是教師自身并沒有形成這樣的思維路徑，因而也就無法利用核心概念指導教學，所以，這個環(huán)節(jié)是實現(xiàn)基于學科本質教學的關鍵環(huán)節(jié)。

4.4要把揭示學科本質的思路和方法傳遞給學生

教學設計即為學科知識心理學化的基本過程，結合上面的思維路徑和學生的實際情況，需要勾勒出一個基本的教學思路，在此思路的基礎上整體設計教學環(huán)節(jié)、教學問題和教學活動，讓學生通過參加教學活動、思考教學問題感悟事實和現(xiàn)象背后的學科本質。

當教師對核心概念和思維路徑有了比較清晰的認識之后，活用教科書就有了基本的依據(jù)，教學素材的選取就不需要拘泥于教科書，可以根據(jù)學生的生活經驗選擇那些熟悉、有趣的素材，引導學生分析和認識這些素材背后的化學學科本質，從而把化學與學生的生活經驗緊密聯(lián)系起來。

5.小結

總之，基于學科本質的化學教學并不是知識范圍的拓展，而是在現(xiàn)有知識范圍內對化學事實和現(xiàn)象的深入理解。隨著科學技術的發(fā)展，知識越來越多，但畢竟學生的學習能力有限，不可能掌握所有的知識，單純的拓展知識面只能增加學生的負擔。所以，教師要想方設法幫助學生學會學習，摒棄低水平的、堆積式的教學，既要減輕學習負擔還要提高學習效率，教給學生最有用和最有效的知識。當然，達到這種目的的方式有很多，比如提煉核心概念、提煉學科觀念或者學科思想等，其實本質上都是為了能夠讓學生掌握化學中最有用的知識，形成化學學科的思維方式，能夠從化學學科本質的角度認識周圍的世界。