基于化学认识思路的教学设计与实践

韦存容

摘要：化学认识思路的形成是学生核心素养培育和提升的重要途径，基于化学认识思路的教学设计包含化学认识思路的抽提、结构化、显性化、固化与迁移四个设计环节，以“电解质的电离”为例，进行了基于化学认识思路的教学设计与实践。

关键词：化学认识思路；电解质；电离；教学设计；实践

文章编号：1008-0546（2022）01-0006-04中图分类号：G632.41文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.01.002

*本文系江苏省无锡市教育科学“十三五”规划2018年度立项课题“发展学生化学宏微结合素养的离子反应单元教学设计研究”（编号：D/D/2018/014）阶段性研究成果。

《普通高中化学课程标准（2017年版）》建议“教师在组织教学内容时应高度重视化学知识的结构化设计，充分认识知识结构化对于学生化学学科核心素养发展的重要性，尤其是应有目的、有计划地进行“认识思路”和“核心观念”的结构化设计，逐步提升学生的化学知识结构化水平，发展化学学科核心素养”[1]。什么是化学认识思路？化学认识思路的意义？如何进行认识思路结构化设计？

一、化学认识思路的内涵与意义

化学认识思路是指对物质及其变化的特征及规律进行认识的程序、路径或框架[2]。《普通高中化学课程标准（2017年版）》中提到了一些化学认识思路，如在“物质结构基础与化学反应规律”主题教学中，形成元素周期表位置和原子结构、元素及其化合物的性质关系的系统思路；在“常见无机物及其应用”主题教学中，形成认识多变价元素及其化合物之间转化关系的一般思路；在“化学反应与电能”主题教学中，建立對电化学过程的系统分析思路；在“氧化还原反应”教学中，形成从化合物变化与电子转移的角度分析氧化还原反应的思路等。

化学认识思路是对具体的化学知识的超越，具有一般的方法论意义和价值；化学认识思路一旦形成，就会启发学生的化学思维，帮助学生形成解决陌生情境下复杂化学问题的分析框架。化学认识思路具有非常重要的素养发展价值[2]。

二、基于化学认识思路的教学设计模型

如图1所示，基于化学认识思路的教学设计可以按照如下的模型展开：首先，分析2017版课标要求和教科书编写意图，抽提该主题对学生化学认识思路培养的方向。其次，围绕化学认识思路设计多个学习板块，使这些学习板块按照一定的逻辑线索有机地组织起来，形成稳定的认识模型，即认识思路结构化。第三，设计学习任务，使学生通过完成学习任务，逐步形成化学认识思路，即化学认识思路显性化。第四，设计真实的化学问题，让学生运用化学认识思路解决陌生情境下的复杂化学问题，从而进一步巩固化学认识思路，发展学生化学认识思路的迁移能力。

1.挖掘教学内容，抽提主题的认识思路

挖掘教学内容中所隐含的分析化学问题的一般程序、路径或框架，抽提出主题的化学认识思路，是教学设计的前提。“电解质的电离”教学为学生提供解决水溶液问题的思路。水溶液问题是贯穿学生中学化学各阶段的学习内容，学生在面对水溶液问题时，需要确立一些不同于其他主题的认识对象和认识角度。电解质的电离是中学化学重要的基础理论知识，学生在建构电离、电解质等关键概念的过程中，建立起从微观角度分析电解质在水溶液中行为的思路，并用电离方程式进行符号表征，即“宏、微、符三重表征”（见图2）。

2.设计学习板块，促进认识思路结构化

学习板块的设计是实现认识思路结构化的重要环节。学习板块的设计需要将认识环节按照一定的逻辑线索有机地组织起来，形成稳定的认识模型[3]。在“电解质的电离”教学中，为了能够帮助学生建立“宏、微、符”的认识思路，可设计与之相对应的三个板块，即“电解质溶液的导电性”板块、“电离理论”板块、“电离方程式”板块。板块及板块之间的逻辑关系如图2所示。这三个板块的设计，不仅体现了知识关联的结构化，还显性地呈现出认识思路的结构。

3.设计学习任务，促进认识思路显性化

学习板块的功能是通过一个个具体的化学学习任务实现的，化学学习的内容也是以化学任务呈现给学生的。在真实的情境中产生的学习任务能够激发学生的学习兴趣，激励学生的思考[4]，帮助学生认识化学科学知识的过程和方法[3]，即化学认识思路的显性化。本节课以“运动饮料中的电解质”为情境，通过问题“为什么氯化钠是电解质而葡萄糖不是？它们之间的差异是什么？”来创设系列的学习任务，这些学习任务与三个学习板块相对应，具体如下：

电解质溶液的导电性板块中，设计了学习任务1：实验探究氯化钠固体溶解过程[5]（见图3）。

电离理论板块中，设计学习任务2：设计实验验证氯化钠固体溶解过程中自由离子的产生（见图4），学习任务3：探究熔融状态氯化钠的导电性（见图5）。

电离方程式板块，设计学习任务4：化学语言表征氯化钠电离过程（见图6）。

4.设计学习板块，促进认识思路结构化

化学认识思路的价值更在于运用，即应用化学认识思路解决陌生情境下的复杂化学问题，从而进一步固化化学认识思路，发展学生基于化学认识思路的迁移能力。“电解质的电离”中设计了“你能从微观角度解释葡萄糖溶液不导电吗？”“你能找出‘脉动饮料中的电解质吗？”来促进化学认识思路的固化。设计了“饮料中为什么通常加入柠檬酸、苹果酸、冰醋酸来调节口味，使它变得酸酸的？为什么不直接加盐酸呢？冰醋酸和HCl在水中的电离程度一样吗？”来促进化学认识思路的迁移。选择这些生活中的真实问题，不仅能激发学生研究电解质的兴趣，更能提高学生运用化学认识思路解决陌生问题的能力，帮助其体会化学学科的价值。