武光榮

[摘要]教學(xué)設(shè)計是一個創(chuàng)新的、積極主動的、持續(xù)完善的復(fù)雜過程。當(dāng)前國內(nèi)正積極探索核心素養(yǎng)提升和個性化學(xué)習(xí)的課程改革，在信息技術(shù)高速發(fā)展和各類資源海量化的時代背景下，學(xué)校教育要有效落實(shí)核心素養(yǎng)，提升課堂教學(xué)效率，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計是關(guān)鍵。

[關(guān)鍵詞]核心素養(yǎng)，教學(xué)設(shè)計，優(yōu)化

[中圖分類號]G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1674-6058（2020）11-0063-02

美國教育心理學(xué)家加涅在《教學(xué)設(shè)計原理》（1988年）中提到：“教學(xué)設(shè)計是一個系統(tǒng)化規(guī)劃教學(xué)系統(tǒng)的過程。教學(xué)系統(tǒng)本身是對資源和程序作出有利于學(xué)習(xí)的安排?！?/p>

新課標(biāo)凝練了學(xué)科核心素養(yǎng)，明確了學(xué)生學(xué)習(xí)該學(xué)科課程后應(yīng)達(dá)成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，并對知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三維目標(biāo)進(jìn)行了整合;以發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨，提出化學(xué)學(xué)科核心素養(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5個方面;以“化學(xué)科學(xué)與實(shí)驗探究”“常見無機(jī)物及其應(yīng)用”“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)及化學(xué)反應(yīng)規(guī)律”“簡單的有機(jī)化合物及其應(yīng)用”“化學(xué)與社會發(fā)展”5個主題為依托。教學(xué)設(shè)計之于課堂就如同建筑設(shè)計之于建筑。在教學(xué)過程中如何落實(shí)核心素養(yǎng)，提高課堂教學(xué)效率？優(yōu)化教學(xué)設(shè)計是關(guān)鍵，是基石。

如何設(shè)計以核心素養(yǎng)為本的化學(xué)課堂教學(xué)，是新課標(biāo)教學(xué)實(shí)踐遇到的新問題。將化學(xué)教學(xué)諸多要素有序安排，規(guī)劃設(shè)計出最優(yōu)教學(xué)實(shí)施方案的過程，通常包括設(shè)定教學(xué)目標(biāo)、方法、步驟以及分配教學(xué)時間等。優(yōu)化化學(xué)教學(xué)設(shè)計要求把課堂交給學(xué)生，強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)，注重化學(xué)學(xué)科價值的實(shí)現(xiàn)，最大限度地提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，從而使學(xué)生獲得良好的發(fā)展。主要策略如下。

一、設(shè)計“問題鏈”，提升學(xué)生思維素養(yǎng)，提高教學(xué)效率

學(xué)習(xí)總是從問題開始，問題總是與學(xué)習(xí)伴行，所有問題的解決必定以對問題存在的認(rèn)識為開始。教學(xué)中的“問題鏈”，對學(xué)生學(xué)法的形成有較強(qiáng)的導(dǎo)向作用。中學(xué)化學(xué)新課程提倡開展以問題為中心的教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生通過高水平的思維來學(xué)習(xí)，通過問題解決來建構(gòu)對知識的理解。實(shí)施以問題為中心的教學(xué)，問題的設(shè)計是關(guān)系教學(xué)成敗的關(guān)鍵。

例如，在設(shè)計“化學(xué)肥料中的主角”一課時，以農(nóng)業(yè)諺語背后的化學(xué)原理為背景，以“氮的固定”為線索，于追尋植物體氮元素的來源過程中引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識氮及其化合物的性質(zhì)。通過“雷雨發(fā)莊稼”的討論激發(fā)學(xué)生思維，用實(shí)驗的方法解決學(xué)生的疑惑，讓學(xué)生體會科學(xué)的魅力。最后用化學(xué)的視角審視在氮的固定過程中的重要物質(zhì)。

問題鏈設(shè)計：俗話說：“莊稼一枝花，全靠肥當(dāng)家。”農(nóng)作物需要的大量氮肥是從土壤中吸收而來的，如何保證土壤能夠源源不斷地提供肥料呢？化肥廠里的氮又是從何而來呢？大豆、花生有根瘤菌能夠直接從空氣中吸收氮元素，小麥、玉米可以嗎？真的能“向空氣中要面包”嗎？“雷雨發(fā)莊稼”的科學(xué)道理在哪里？閃電真的能使空氣發(fā)生變化嗎？實(shí)驗需要哪些條件？這一系列的問題能夠很好地引發(fā)學(xué)生思考，提高學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)興趣。

問題鏈?zhǔn)谴龠M(jìn)學(xué)生理解和掌握知識，發(fā)展學(xué)生思維能力，以及推動學(xué)生實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的一種有效手段，是提高課堂教學(xué)效率的一種教學(xué)策略。

二、融入數(shù)字化實(shí)驗，提高“宏觀辨識與微觀探析”的落實(shí)效率

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)作為一種教學(xué)技術(shù)越來越受到人們的重視。計算機(jī)等技術(shù)工具為教師與學(xué)生開展科學(xué)探究與更好地理解科學(xué)的本質(zhì)提供了很好的技術(shù)手段。

例如，在《電解質(zhì)溶液的性質(zhì)》一章中，通過融入數(shù)字化實(shí)驗，建構(gòu)分析水溶液中化學(xué)反應(yīng)的思路和方法，可進(jìn)一步提升學(xué)生宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，提高課堂教學(xué)效率。如通過對弱電解質(zhì)的電離平衡及平衡移動的學(xué)習(xí)，建立事物之間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)化等辯證觀點(diǎn)，建立宏觀與微觀之間的聯(lián)系，感悟化學(xué)的微粒觀、平衡移動觀，養(yǎng)成辯證分析問題的意識與習(xí)慣。具體如下：

常溫下，0.1mol/L醋酸中每一千個醋酸分子中只有約13個醋酸分子發(fā)生電離，而絕大多數(shù)是以醋酸分子的形式存在，但外界條件的改變（如溫度、濃度等）會引起電離平衡的移動。融入數(shù)字化實(shí)驗，可將此過程直觀化。具體如下：

由于電離過程需要吸熱，據(jù)此先讓學(xué)生預(yù)測升溫后各個相關(guān)量的變化情況，然后結(jié)合圖1進(jìn)行分析。如圖1.在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，溶液的導(dǎo)電率升高，說明溶液中離子濃度升高，平衡向電離方向移動，即“越熱越電離”。

進(jìn)一步加深難度，設(shè)問：如果對冰醋酸加水稀釋，結(jié)果會怎樣？

加水稀釋，電離程度增大，使離子濃度增大，但是溶液體積增大，又使離子濃度減小。在這兩個因素的影響下，結(jié)果如何，要看二者誰占主導(dǎo)地位。（如圖2）

導(dǎo)電率達(dá)到最大值之前，電離占主導(dǎo)地位，所以，離子濃度逐漸增大，導(dǎo)電率增大，達(dá)到最大值之后，稀釋作用占主導(dǎo)地位，所以離子濃度逐漸減小，導(dǎo)電率降低。（如圖3）

通過利用數(shù)字化實(shí)驗設(shè)計實(shí)驗教學(xué)過程，使學(xué)生能夠更清晰、更高效地理解條件改變而導(dǎo)致的變化，拓寬辨識化學(xué)反應(yīng)的視角，從宏觀轉(zhuǎn)為微觀，進(jìn)而感受“宏微符三重表征”的化學(xué)科學(xué)思維方式，提高學(xué)習(xí)效率。

三、設(shè)計科學(xué)探究環(huán)節(jié)，提升“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)

新課標(biāo)提出學(xué)生能力達(dá)成的要求有：能根據(jù)不同類型實(shí)驗的特點(diǎn)，設(shè)計并實(shí)施實(shí)驗;能預(yù)測物質(zhì)的某些性質(zhì)，并進(jìn)行實(shí)驗驗證等。在新課程理念下的化學(xué)教學(xué)中，教師首先要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，讓以往的傳遞式教學(xué)逐步走向研究性教學(xué);把整個教學(xué)過程變成研究過程、探討過程、學(xué)生與教師合作創(chuàng)造知識的過程。在教學(xué)過程中，教師要和學(xué)生一起探討化學(xué)教科書及教科書以外的世界，通過教師的教和學(xué)生的學(xué)，使學(xué)生不斷產(chǎn)生新的化學(xué)觀念。

新課程突出科學(xué)探究，為的是實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究應(yīng)有的教育功能。但科學(xué)探究不是唯一的學(xué)習(xí)方式，教學(xué)中教師需要設(shè)計多種教學(xué)策略，使學(xué)生通過探究學(xué)習(xí)活動獲得化學(xué)知識、提升能力，從而提升課堂教學(xué)效率。

例如，開設(shè)《數(shù)字化與微型化實(shí)驗探究》課程，課程目標(biāo)為：1.通過對教材進(jìn)行全面的梳理、細(xì)化解讀和深入分析，探索形成高中化學(xué)學(xué)科知識實(shí)驗化的操作策略和方法;2.通過對已有的課本演示實(shí)驗進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗的數(shù)字化與微型化;3.通過科學(xué)探究，促進(jìn)高中生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)的提升。

學(xué)生以小組或個人的形式開展探究活動。除了必做實(shí)驗外，學(xué)生可根據(jù)自己的興趣選取實(shí)驗活動內(nèi)容，自己查閱文獻(xiàn)，配制溶液，根據(jù)需要組裝實(shí)驗裝置，教師在適當(dāng)?shù)臅r候提供一些幫助和指導(dǎo)，當(dāng)然這對學(xué)生的要求比較高，要根據(jù)學(xué)生的具體情況來實(shí)施。經(jīng)過一個學(xué)期的嘗試，學(xué)生的核心素養(yǎng)明顯提升，課堂教學(xué)效率也大大提高了。

綜上，基于問題鏈、數(shù)字化實(shí)驗、科學(xué)探究的教學(xué)設(shè)計，有利于教師構(gòu)建高效化學(xué)課堂，在豐富而生動的教育教學(xué)實(shí)踐中，不斷提高課程實(shí)施水平，最大限度地提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。