基于学科整体理解的教学实践

高少宏 张贤金

【摘 要】文章基于学科整体理解，以一节初中化学“燃烧与灭火”公开课教学为例，从《中小学幼儿园教师培训课程指导标准（义务教育化学学科教学）》中“科学探究”主题教师教学能力水平诊断指标之一“教学过程设计”视角进行评析，从中挖掘该节课在教学策略、教学路径及教学环节设计、核心问题任务及学生活动设计、素材选取等方面的处理方法和亮点，探讨教学设计和教学策略问题。

【关键词】学科整体理解;科学探究;燃烧与灭火;教学设计

【作者简介】高少宏，泉州市双阳中学理化教研组组长，一级教师，骨干教师，主要研究方向为初中化学课堂教学;张贤金，福建教育学院理科研修部副主任、副教授，入选2018年福建省高校杰出青年科研人才培育计划，获得福建教育学院“十佳教师”荣誉称号，主要研究方向为中学化学课堂教学。

【基金项目】全国教育科学“十三五”规划2019年度立项课题教育部青年专项课题“新时代乡村教师精准培训体系构建研究”（EKA190518） 《中小学幼儿园教师培训课程指导标准（义务教育化学学科教学）》（以下简称《指导标准》）明确指出，学科整体理解是教师教学能力提升的关键[1]。作为初中化学教师，从学科整体理解的视角来研究具体的课时教学内容，不管对于提升自身的学科整体理解能力水平，还是促进学生对化学学科整体价值的认识都是很有意义的。笔者以一节初中化学“燃烧与灭火”公开课教学为例，从《指导标准》中“科学探究”主题教师教学能力水平诊断指标之一“教学过程设计”视角对该节课进行深入的剖析，以期为教师基于学科整体理解这一新视角的研究和反思教学提供更多的参考。

一、学科整体理解的内涵和诊断指标分析

学科整体理解指教师要理解学科的研究内容（知识体系与基本思想观念）、学科的特征、学科的研究方法，从认识论、社会功能的视角认识学科之间、学科和学生生活经验之间的联系，理解学科的价值。其涵盖化学学科特征、内容体系及价值理解、初中化学课程理解、化学教学设计与实施、化学教学评价与反馈、化学教学研究与改进几个方面。[2-3]

那么，可以从哪些方面来测量和评价教师对具体教学主题的学科整体理解能力水平呢？《指导标准》从学科内容及价值理解、学生的发展空间分析、教学目标与教学评价、教学过程设计、教学实施等五个方面对具体教学主题教师的教学能力水平进行诊断。这些诊断指标具有很强的操作性和借鉴性，可以很好地反映教师在具体主题教学中的学科整体理解能力水平。笔者将诊断指标之一“教学过程设计”作为观测的指标，对“燃烧与灭火”公开课进行观课评课，以期在实践中产生积极的效果。

二、基于学科整体理解的公开课教学案例

《义务教育化学课程标准（2011年版）》（以下简称《课程标准》）在主题内容“化学与能源和资源的利用”中阐明，学生要认识燃料完全燃烧的重要性、认识燃烧的条件、了解防火灭火的措施，并要在课堂内开展燃烧条件的探究活动[4]。关于燃烧与灭火的探究教学，不同版本的教材对该内容的处理方式各有不同。沪教版教材将燃烧与灭火的内容编排在初中化学第四章“认识化学变化”的第一节，人教版教材则将其编排在第七单元“燃料及其利用”中。不同版本的教材在处理方式上虽各有千秋，但对燃烧条件探究活动的要求却有着异曲同工之妙，即都是通过实验来探究物质燃烧的条件及灭火的方法。以下是基于沪教版教材的一节“燃烧与灭火”公开课的教学过程，教师通过实验来探究燃烧的条件及灭火的方法。

（一）课堂引入

教师先带领学生复习氧气的化学性质，再引导学生观察木炭、红磷等物质在空气中燃烧与在氧气中燃烧现象的区别，并追问产生不同现象的原因，让学生初步了解氧气是燃烧的条件之一。

（二）改进教材实验，探究燃烧条件

教师根据教材中“练习与实践”的实验题目与学生展开实验探究，首先在装满热水的烧杯中放入一粒白磷，然后在烧杯上方盖上一片放有白磷和红磷的薄铜片。过了一会儿，只有薄铜片上的白磷燃烧起来。学生根据实验现象初步了解物质燃烧需要氧气，以及达到着火点。接下来，教师对实验进行了改进。首先，教师在盛有热水的烧杯底部再放入一粒白磷（两粒白磷分开一定距离），并让学生上台将一根空试管罩在热水中的一粒白磷上，使其接触试管中的空气而燃烧。然后，教师又拿出一根玻璃导管伸入水中，使玻璃导管下端与热水中的另一粒白磷接触，同时往玻璃导管上端吹气，这时这粒白磷也燃烧起来。通过改进实验，使热水中的白磷也“活”起来，学生看到了“水火相容”的奇特现象，增加了化学课堂的趣味性，同时，学生对燃烧需要氧气的认识也得到了加深。

（三）演示动物油的燃烧，既探究燃烧条件又探究灭火方法

在进行实验之前，教师向学生展示了预先准备的实验器材，分别有猪油、由易拉罐改造而成的“铝锅”（含盖子）等器材。教师在展示猪油的同时，让学生回答猪油具有的物理性质，然后将猪油铺满“铝锅”底部，点燃酒精灯对准“铝锅”底部加热，待猪油逐渐熔化后，教师让学生认真观察猪油熔化的过程，并提问该过程是何种变化。由于猪油的着火点比较高，且用酒精灯做火源，火力较小，猪油要燃烧起来需要几分钟的时间。在加热的过程中，教室内弥漫着猪油的香味，教师及时与学生回顾了分子不断运动的性质，且该性质与温度有关。在猪油燃烧起来之前，教师三次让学生用点燃的小木棍放在猪油上方，试图引燃豬油，均没有成功。待猪油燃烧起来且火越来越旺时，教师提出问题：“如何可以快速将火熄灭？”有学生说撤去酒精灯，然而教师撤去酒精灯后，火并没有马上熄灭。又有学生说盖上盖子，教师将准备好的盖子盖上，半分钟后移开盖子，火焰熄灭，一会儿再次自燃（学生哗然）。接着教师用坩埚钳夹取带火的“铝锅”移到水槽上方，火焰随着“铝锅”底部与水面轻轻接触产生的“吱吱”声很快熄灭。教师又迅速将“铝锅”放在酒精灯上加热，猪油很快再次燃烧。最后，教师往带火的“铝锅”加入少量水，这时候火不仅没熄灭，反而产生更大的火焰，让学生体验油锅着火切勿用水来灭火，课堂气氛达到高潮。该节公开课内容丰富，结构紧凑，以教师总结燃烧的条件及灭火的方法结束授课。

三、基于学科整体理解从“教学过程设计”剖析本节课的特点

笔者从《指导标准》中建构的“科学探究”主题教师教学能力水平诊断指标之一的“教学过程设计”的视角，对本节公开课进行剖析，挖掘本节公开课的特点和优点。

（一）教学策略——“另起炉灶”

本节课的关键问题及核心任务是要求学生认识燃烧的条件及了解灭火的方法。教师在进行教学设计时，没有照搬教材，而是在完成教材的实验后“另起炉灶”增加了对猪油进行加热的实验，并结合加热猪油实验，系统阐述了该节内容的关键问题及核心概念，具体如图1所示。

（二）明确的教学路径及教学环节设计

本节课的教学环节设计具有较强的整体性和系统性。教师从复习红磷、白磷等物质与氧气的反应到改进教材的实验再到“另起炉灶”设计实验，整个教学环节设计层层递进，环环相扣，充分展现了该节课十分明确的促进学生认识发展的教学路径，具体如图2所示。

（三）核心问题任务及学生活动设计完整系统

新课程改革强调，在教学过程中教师起主导作用的同时应充分发挥学生的主体作用。一节好的课不能只有教师的“精彩表演”，更重要的是要有良好的师生互动，这样才能帮助学生更好地掌握知识。因此，教师不仅要在实验探究过程中注重学生的参与程度，而且要在问题的设计上基于学科整体理解，综合考虑知识的逻辑顺序和学生的认识发展脉络，不断加深和扩展知识的难度与广度，具体如图3所示。

教师先从课堂引入环节设计相关问题，让学生对燃烧需要氧气有了初步的认识，再改进教材实验，设计对应问题让学生进一步认识燃烧的条件，最后在“另起炉灶”实验中深度设计问题，让学生深刻认识燃烧的条件及灭火的方法。问题的系统设计充分展现知识的逻辑顺序和学生的认识发展脉络，也体现了教师娴熟和高超的教学设计技能。

（四）素材选取生活化

化学来源于生活又服务于生活，脱离生活的化学教学不仅失去化学的趣味，更增加学生学习的难度[5]。该节公开课的主要实验素材取自生活中常见的猪油，在加热的过程中，教师提问猪油的香味為何很快弥漫整个教室，学生直呼：“好香！”随后，学生又脱口而出“分子在不断地做运动”“温度越高，分子运动越快”等微观知识。教师通过这种形式，很好地培养和发展了学生的化学与生活的素养。在加热猪油的探究过程中，教师对该素材进行加工，深度挖掘并转化为围绕该课核心价值的问题和证据（如图3），使学生的能力素养得到了充分的发展。

四、结语

本文仅从教师教学能力水平诊断指标之一的“教学过程设计”对该节公开课的优点进行了分析。其实这节公开课也存在不足，如在实验探究方面，学生参与程度不高，基本是教师带领学生探究，虽然在探究过程中，教师尽量让学生上台配合演示、探究，但毕竟参与的学生数量有限。另外，不提倡白磷裸露在铜板上燃烧，现在一般推荐在密闭的体系中进行，以免造成空气污染等问题。基于以上分析，笔者认为，基于学科整体理解对具体的课堂教学案例进行研究和反思，有助于提升教师的学科整体理解水平和学科教学能力，从而促进教师的学科育人水平，更好地提升学生的能力与素养。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.中小学幼儿园教师培训课程指导标准（义务教育化学学科教学）[Z].2017-11-15.

[2]孙宇红，孙成余.学科整体理解在化学教学设计中的应用[J].教学与管理，2019（10）：67-69.

[3]张贤金，吴新建，叶燕珠，等.精准化教师培训的实践探索[J].教学与管理，2020（33）：55-58.

[4]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[5]吴大挺，梁霞.新课程理念下初中化学作业设计与实施的原则[J].中小学课堂教学研究，2020（5）：53-55.

（责任编辑：罗小荧）