劉慶華 何彩霞 王嫵艷

摘要： 基于化學(xué)學(xué)科理解，凝煉了“鐵的冶煉”教學(xué)內(nèi)容的學(xué)科本原性問(wèn)題，抽提出認(rèn)識(shí)視角，從教材編排、學(xué)科理解、價(jià)值增長(zhǎng)點(diǎn)三個(gè)角度分析教學(xué)內(nèi)容，建構(gòu)了含雜計(jì)算的思維模型。從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計(jì)思路、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)體會(huì)等方面呈現(xiàn)了增進(jìn)化學(xué)學(xué)科理解的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)學(xué)科理解; 鐵的冶煉; 大概念; 含雜計(jì)算

文章編號(hào)： 10056629（2022）09004006

中圖分類號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》[1]（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）給出了教學(xué)建議：“深刻領(lǐng)會(huì)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，合理選擇和組織化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，增進(jìn)化學(xué)學(xué)科理解，提高課堂教學(xué)能力?！庇纱丝梢?jiàn)，教師化學(xué)學(xué)科理解的程度決定著化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的選擇和組織，制約著化學(xué)課堂教學(xué)的深度，影響著學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的深度，關(guān)系著化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是否在課堂中“落地”[2]。

化學(xué)學(xué)科理解是新課標(biāo)提出的新名詞，是“教師對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)及其思維方式和方法的一種本原性、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識(shí)，它不只是對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解，還包括對(duì)具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的思維方式和方法的理解”。初中化學(xué)教師應(yīng)學(xué)習(xí)新課標(biāo)的教學(xué)建議，以期增進(jìn)一線化學(xué)教師的化學(xué)學(xué)科理解，更好地發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

1 初中化學(xué)教師化學(xué)學(xué)科理解的現(xiàn)狀分析

通過(guò)多次下校聽(tīng)課、教師訪談、學(xué)科教研發(fā)現(xiàn)，目前天津市濱海新區(qū)區(qū)域內(nèi)初中化學(xué)課堂教學(xué)大都以知識(shí)點(diǎn)的記憶為中心，以習(xí)題訓(xùn)練為問(wèn)題解決，以分?jǐn)?shù)高低為學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)，中考考什么，教師就教什么，中考怎么考，教師就怎么教，教師的化學(xué)學(xué)科理解重點(diǎn)放在了題目本身及解題招法上，這嚴(yán)重影響了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在課堂中“落地”。

從初中化學(xué)教師的學(xué)科理解來(lái)看，主要存在以下問(wèn)題。

1.1 重視表層程序化知識(shí)的模仿和訓(xùn)練，缺乏對(duì)知識(shí)本原性的理解

教師在人教版九年級(jí)化學(xué)“利用化學(xué)方程式的簡(jiǎn)單計(jì)算”教學(xué)時(shí)，大多采用“設(shè)、方、關(guān)、比、算、答”的程序性講解，然后讓學(xué)生模仿、反復(fù)練習(xí)，這樣學(xué)生得到的只是簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算的技能，缺乏化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的思維方式和方法，沒(méi)有理解到化學(xué)方程式的計(jì)算是解決物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、變化中“量”的問(wèn)題，更沒(méi)抽提出化學(xué)計(jì)算的本質(zhì)是物質(zhì)微觀粒子在化學(xué)變化中的“質(zhì)”和“量”的關(guān)系，它是化學(xué)問(wèn)題的數(shù)學(xué)處理過(guò)程，其重點(diǎn)不是落在計(jì)算上，而是對(duì)概念、原理及對(duì)量的理解上[3]。

1.2 關(guān)注零散細(xì)碎知識(shí)的書(shū)寫和記憶，缺乏大概念統(tǒng)領(lǐng)下的結(jié)構(gòu)化處理

教師在人教版九年級(jí)化學(xué)“金屬、酸、堿、鹽”的教學(xué)時(shí)，由于涉及的知識(shí)點(diǎn)和化學(xué)方程式較多，大多數(shù)教師采用的方法都是對(duì)具體事實(shí)的感知與記憶，缺乏對(duì)這些知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系及其所蘊(yùn)含的學(xué)科思想與方法的理解，造成學(xué)生解決問(wèn)題時(shí)思路不清。應(yīng)該幫助學(xué)生加強(qiáng)從元素視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)類別，基于物質(zhì)類別認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)與反應(yīng)規(guī)律以及各類物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，從而形成有縱向?qū)哟涡?、橫向關(guān)聯(lián)性的知識(shí)架構(gòu)[4]。

總之，教師若缺乏對(duì)具體知識(shí)所承載的學(xué)科大概念、思想方法的認(rèn)識(shí)，缺乏基于大概念對(duì)相關(guān)知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)，由此造成在教學(xué)中缺乏相應(yīng)的明示。

2 初中化學(xué)教師化學(xué)學(xué)科理解的改進(jìn)策略

增進(jìn)化學(xué)學(xué)科理解的初中化學(xué)教學(xué)需要從學(xué)科大概念、學(xué)科思想方法、學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)等維度來(lái)認(rèn)識(shí)。

化學(xué)學(xué)科理解其本質(zhì)就是化學(xué)教師的拓展學(xué)習(xí)，為提高教學(xué)水平需要教師在閱讀中理解、實(shí)踐中體驗(yàn)、反思中總結(jié)，以完善自己的學(xué)科教學(xué)素養(yǎng)。

2.1 基于本原性，促進(jìn)學(xué)科理解

“本原性”要求教師對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)、化學(xué)概念從表象回歸理性進(jìn)行深度加工，在解決問(wèn)題的過(guò)程中，更好地理解化學(xué)知識(shí)、概念產(chǎn)生的原始思想以及知識(shí)、概念中包含的化學(xué)本質(zhì)。教師可以在研讀課標(biāo)、不同版本教材、化學(xué)專著、期刊及其他研究文獻(xiàn)中汲取更多的養(yǎng)料，對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)、化學(xué)概念的本質(zhì)進(jìn)行深入思考，理解其功能價(jià)值，溯本求源，抽提其問(wèn)題解決的本原性的學(xué)科大概念，促進(jìn)學(xué)科理解[5]。從學(xué)科大概念來(lái)俯視具體知識(shí)內(nèi)容，將具體知識(shí)內(nèi)容與學(xué)科大概念建立關(guān)系，有利于認(rèn)清具體內(nèi)容背后更為本質(zhì)的思想與方法，為教學(xué)指引方向[6]。

2.2 基于結(jié)構(gòu)化，引發(fā)學(xué)科理解

“結(jié)構(gòu)化”需要教師喚醒已有的經(jīng)驗(yàn)，順應(yīng)舊知與情境新知的關(guān)聯(lián)，將零散碎片的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合，形成核心知識(shí)、大概念、次級(jí)大概念等系統(tǒng)有機(jī)的整體，從而克服“只見(jiàn)樹(shù)木、不見(jiàn)森林”的問(wèn)題。對(duì)初中化學(xué)教師來(lái)說(shuō)，一是要跨高中學(xué)段，明確同一知識(shí)點(diǎn)在不同學(xué)段不同學(xué)期的縱向發(fā)展關(guān)系;二是在九年級(jí)階段，明確不同知識(shí)點(diǎn)之間的組織線索及其橫向邏輯關(guān)系;三是基于課標(biāo)，思考課程內(nèi)容如何為課標(biāo)服務(wù)，從而統(tǒng)整橫縱聯(lián)系，形成邏輯關(guān)聯(lián)的整體學(xué)科知識(shí)架構(gòu)，引發(fā)學(xué)科理解。

2.3 基于場(chǎng)景化，運(yùn)行學(xué)科理解

場(chǎng)景泛指某種情景。認(rèn)識(shí)視角與思路是學(xué)科理解水平的直接體現(xiàn)。它的抽提除了清楚橫縱向知識(shí)的關(guān)聯(lián)外，還需要有強(qiáng)大的建構(gòu)、抽提和結(jié)構(gòu)化思考的能力[7]。建構(gòu)、抽提和結(jié)構(gòu)化是形成學(xué)科理解的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)，我們可以借助教研團(tuán)隊(duì)的力量，在相關(guān)教學(xué)問(wèn)題的教研場(chǎng)景中激活自己的認(rèn)知和情感，從而使教師的化學(xué)學(xué)科理解活動(dòng)充滿活力。學(xué)科組或教研組可以通過(guò)頭腦風(fēng)暴、學(xué)科沙龍、學(xué)習(xí)交流、榜樣示范以及專家講座等活動(dòng)來(lái)認(rèn)識(shí)、運(yùn)行、提升學(xué)科理解。

3 基于化學(xué)學(xué)科理解的教學(xué)實(shí)踐舉例

教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的過(guò)程要求教師對(duì)“化學(xué)學(xué)科知識(shí)的意義”有深入淺出的理解，這是化學(xué)學(xué)科理解的基礎(chǔ)。

以人教版九年級(jí)《化學(xué)》下冊(cè)第八單元課題3“金屬資源的利用和保護(hù)”第一課時(shí)“鐵的冶煉”為例，進(jìn)行如下的思考、實(shí)踐和反思。

3.1 “鐵的冶煉”知識(shí)分析

3.1.1 基于教材編排角度分析“鐵的冶煉”

本單元課題及其各內(nèi)容間的邏輯關(guān)系如圖1所示。從課題1到課題3的知識(shí)內(nèi)容、認(rèn)識(shí)角度和思路層層遞進(jìn)，螺旋上升。“鐵的冶煉”一節(jié)除了簡(jiǎn)要介紹地球上及我國(guó)的金屬資源分布情況、我國(guó)鐵的冶煉歷史外，主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的化學(xué)反應(yīng)原理，并結(jié)合煉鐵的實(shí)際情況，以例題的方式介紹化學(xué)方程式中有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算。把化學(xué)原理、計(jì)算和生產(chǎn)實(shí)際緊密地結(jié)合在一起，使學(xué)習(xí)活動(dòng)成為有機(jī)的整體，有利于學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)[8]。

3.1.2 基于學(xué)科理解角度分析“鐵的冶煉”

第一，從物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)的視角看，工業(yè)鐵礦石煉鐵制得的生鐵和實(shí)驗(yàn)室氧化鐵還原制得的純鐵因?yàn)榻M成不同造成性質(zhì)也不同，同時(shí)物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)也決定了物質(zhì)的獲取途徑。

第二，從化學(xué)性質(zhì)決定物質(zhì)存在形式的視角看，活潑金屬如鋁、鎂等以化合物的形式存在，極不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)的形式存在，說(shuō)明物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)決定了物質(zhì)的存在形式。

第三，從金屬存在形式?jīng)Q定冶煉原理的視角看，以化合物形式存在的金屬需要通過(guò)氧化還原反應(yīng)才能得到金屬單質(zhì)。

第四，從氧化還原反應(yīng)的視角看，煉鐵的原理為Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2，從氧的得失角度看該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，需要上升到化合價(jià)的變化來(lái)認(rèn)識(shí)，為高中化學(xué)進(jìn)一步學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)做鋪墊。

第五，從高中化學(xué)的化學(xué)平衡視角看，煉鐵反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。可逆反應(yīng)是指在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。絕大部分的反應(yīng)都存在可逆性，初中學(xué)習(xí)過(guò)的碳和二氧化碳反應(yīng)、二氧化碳和水的反應(yīng)、一氧化碳還原氧化鐵的反應(yīng)都是可逆反應(yīng)。教師和學(xué)生都應(yīng)明確在進(jìn)行含雜計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)，應(yīng)考慮化學(xué)反應(yīng)的限度問(wèn)題，為高中化學(xué)平衡觀知識(shí)在初中實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用做好合理滲透。

第六，從含雜計(jì)算的“宏微符”三重表征的視角看，其本質(zhì)是建立鐵和氧化鐵之間“質(zhì)”和“量”的關(guān)聯(lián)，如何建立起如圖2[9]所示的含雜計(jì)算的思維模型是解題的關(guān)鍵。

3.1.3 基于價(jià)值增長(zhǎng)點(diǎn)角度分析“鐵的冶煉”

教學(xué)應(yīng)建立在學(xué)生已有認(rèn)知發(fā)展水平的基礎(chǔ)之上，本節(jié)學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)以及教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)價(jià)值如圖3所示。通過(guò)學(xué)習(xí)，抽提出物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)決定其存在形式以及冶煉原理的本原性問(wèn)題，逐步形成以冶煉原理為中心的結(jié)構(gòu)化知識(shí)。

3.2 “鐵的冶煉”教學(xué)目標(biāo)

（1） 了解金屬在自然界的存在方式、從鐵礦石中得到鐵的方法，初步形成物質(zhì)的存在形式與其化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)的化學(xué)認(rèn)識(shí)視角。

（2） 能說(shuō)出煉鐵的原理并寫出相關(guān)的化學(xué)方程式，了解實(shí)驗(yàn)室方法和工業(yè)煉鐵的區(qū)別與聯(lián)系，認(rèn)識(shí)化學(xué)原理對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的指導(dǎo)作用。

（3） 能說(shuō)出含雜問(wèn)題計(jì)算的解題步驟，從定性和定量的角度理解含雜問(wèn)題的本質(zhì)是混合物中的純凈物質(zhì)參加化學(xué)反應(yīng)，建構(gòu)含雜計(jì)算中物質(zhì)間“質(zhì)”和“量”轉(zhuǎn)化的思維模型。

（4） 了解我國(guó)現(xiàn)代金屬冶煉工業(yè)的蓬勃發(fā)展，感受國(guó)力增強(qiáng)和文化自信，贊賞化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)。

3.3 “鐵的冶煉”教學(xué)流程

具體教學(xué)流程見(jiàn)圖4。

3.4 “鐵的冶煉”教學(xué)實(shí)施

3.4.1 情景導(dǎo)學(xué)

[師]播放金屬材料在衣、食、住、行中廣泛應(yīng)用的視頻。

[問(wèn)題1]金屬材料與我們的生活和生產(chǎn)密不可分，那么，我們使用的金屬材料是怎么來(lái)的？它們都可以從自然界中直接獲得嗎？

[生1]不能。

[生2]它們大多不能從自然界直接獲取，而是冶煉出來(lái)的，材料不同冶煉方法也不同。

3.4.2 自學(xué)梳理

[活動(dòng)1]閱讀課本14～15頁(yè)“金屬資源概況”的有關(guān)內(nèi)容，思考交流下列問(wèn)題： （1）常見(jiàn)的金屬鐵、鋁、銅在自然界中是如何存在的，說(shuō)明它們具有怎樣的化學(xué)性質(zhì)？（2）金屬在自然界的存在形式與其化學(xué)性質(zhì)有什么關(guān)系？

[生]鐵、鋁、銅都以化合物的形式存在，說(shuō)明它們的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，而金、銀等以單質(zhì)形式存在，是因?yàn)樗鼈兊幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，

所以金屬在自然界的存在形式由其化學(xué)性質(zhì)決定。

3.4.3 實(shí)驗(yàn)探究

[問(wèn)題2]人類每年都要從自然界中獲取數(shù)以億計(jì)的金屬，其中，用途最廣泛、用量最大的金屬是鐵，我們?nèi)绾螐蔫F礦石中得到鐵單質(zhì)呢？

[生]要有煉鐵裝置、煉鐵原料，還得要?jiǎng)?chuàng)造高溫的條件。

[活動(dòng)2]回顧所學(xué)知識(shí)并結(jié)合教師展示的鐵元素的含量，討論： 鐵礦石的選擇會(huì)考慮哪些因素？哪種鐵礦石比較適合煉鐵？哪些物質(zhì)可以將赤鐵礦中的主要成分氧化鐵（Fe2O3）還原為鐵單質(zhì)？哪種更好？

[生]鐵礦石的選擇要考慮品位、鐵元素的含量、運(yùn)輸成本、儲(chǔ)藏量等因素;選用赤鐵礦和磁鐵礦較好;碳、氫氣、一氧化碳都能把鐵從其氧化物中還原出來(lái)，從成本、與鐵礦石的接觸面積以及高爐需要?jiǎng)?chuàng)造高溫條件等方面考慮，一氧化碳最好。

[活動(dòng)3]實(shí)驗(yàn)演示： 實(shí)驗(yàn)室煉鐵的方法“一氧化碳還原氧化鐵”，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象寫出煉鐵的反應(yīng)原理（提示： 從得失氧的角度配平化學(xué)方程式）。

[生]觀察發(fā)現(xiàn)玻璃管里的粉末由紅棕色逐漸變黑;試管里有氣泡冒出，使澄清石灰水變渾濁;玻璃管冒出的氣體能燃燒，產(chǎn)生藍(lán)色火焰。

[師]標(biāo)出煉鐵原理化學(xué)方程式中的元素化合價(jià)，觀察變化情況，學(xué)會(huì)從化合價(jià)變化的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)（見(jiàn)圖5）。

[生]鐵不是銀白色的嗎，怎么現(xiàn)在是黑色的？

[師]這是由于鐵粉和鐵制品發(fā)生的光的反射不一樣造成的，一個(gè)是漫反射，一個(gè)是鏡面反射（教師從跨學(xué)科角度增進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解）。

3.4.4 合作解疑

[活動(dòng)4]觀看視頻“工業(yè)煉鐵”，教師結(jié)合視頻講解鐵的冶煉的相關(guān)化學(xué)史。然后小組合作交流下列問(wèn)題： （1） 我國(guó)現(xiàn)代煉鐵工業(yè)的蓬勃發(fā)展;（2） 比較實(shí)驗(yàn)室煉鐵與工業(yè)煉鐵過(guò)程中所用的原料、得到的產(chǎn)物以及煉鐵的原理有何區(qū)別與關(guān)聯(lián);（3） 5000t含F(xiàn)e2O3 76%的赤鐵礦石中，F(xiàn)e2O3的質(zhì)量為??? ;（4） 某生鐵的純度為98%，其中含鐵2660t，則該生鐵的質(zhì)量為??? （保留到小數(shù)點(diǎn)后一位）。

[生1]中國(guó)煉鐵工業(yè)已達(dá)世界先進(jìn)水平，煉鐵總量連續(xù)多年世界第一。

[生2]沙鋼擁有世界上最大的煉鐵高爐……

[生3]工業(yè)煉鐵主要是以鐵礦石為原料得到生鐵，實(shí)驗(yàn)室是以氧化鐵為原料得到鐵，其原理是相同的。純凈物的質(zhì)量=混合物的質(zhì)量×純度;混合物的質(zhì)量=純凈物的質(zhì)量÷純度。

3.4.5 結(jié)對(duì)互助

[問(wèn)題3]在實(shí)際生產(chǎn)中所用的原料或得到的產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，如何根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行含雜問(wèn)題的計(jì)算？

[活動(dòng)5]自主閱讀課本17頁(yè)的例題，同桌結(jié)對(duì)相互說(shuō)一遍含雜問(wèn)題計(jì)算的解題思路。

[師生]統(tǒng)整思路，建構(gòu)思維模型（見(jiàn)圖6、圖7）。

[活動(dòng)6]完成課堂練習(xí)： 某鋼鐵廠每天需要消耗5000t含雜質(zhì)24%的赤鐵礦石，該廠理論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e 98%的生鐵的質(zhì)量是多少？然后同桌相互批改，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行同桌互助或組內(nèi)互助。

[師]我們通過(guò)計(jì)算得出來(lái)的是一個(gè)理論值，實(shí)際上化學(xué)反應(yīng)是有一定限度的，煉鐵的反應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中不能完全被轉(zhuǎn)化，同時(shí)煉鐵反應(yīng)本身是一個(gè)吸熱反應(yīng)。

4 基于化學(xué)學(xué)科理解的教學(xué)實(shí)踐體會(huì)

教師基于化學(xué)學(xué)科理解，內(nèi)化為從學(xué)科視角駕馭所教內(nèi)容。夯實(shí)教研的引領(lǐng)作用，從原先的關(guān)注零散知識(shí)的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐院诵乃仞B(yǎng)為導(dǎo)向的大概念的教學(xué)，對(duì)教師的教和學(xué)生的學(xué)都產(chǎn)生積極的意義。

4.1 通過(guò)學(xué)科大概念，引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)視角

學(xué)科大概念并非指某一知識(shí)的具體概念，而是指具體知識(shí)背后的更為本質(zhì)、更為核心的思想或觀念，它是對(duì)概念之間關(guān)系的抽象表述，是對(duì)事物的性質(zhì)、特征以及事物間的內(nèi)在聯(lián)系及規(guī)律的高度概括[10]。

基于以上考慮，本節(jié)課的教學(xué)圍繞以下化學(xué)學(xué)科大概念而展開(kāi)（見(jiàn)圖8）： （1）物質(zhì)在自然界的存在形式與其化學(xué)性質(zhì)有關(guān);（2）物質(zhì)的冶煉原理與其存在形式有關(guān);（3）冶煉原理能夠指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際;（4）生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的分析本質(zhì)在于冶煉原理。

以大概念為統(tǒng)領(lǐng)進(jìn)行單元教學(xué)，通過(guò)具體知識(shí)背后的更為本質(zhì)的思想方法（大概念）可以明晰具體內(nèi)容之間的內(nèi)在聯(lián)系，有利于教師把握教學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)和關(guān)鍵，引領(lǐng)學(xué)生的認(rèn)識(shí)視角[11]。

4.2 通過(guò)系統(tǒng)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生思維活力

所謂“問(wèn)題引領(lǐng)課堂”，就是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)圍繞大概念，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，設(shè)計(jì)有關(guān)聯(lián)、有層次的系統(tǒng)問(wèn)題開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。通過(guò)系統(tǒng)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的思維活力[12]。

在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，教師通過(guò)三個(gè)遞進(jìn)式的問(wèn)題解決鐵元素在自然界的存在形式、冶煉原理及含雜計(jì)算等問(wèn)題，并通過(guò)將學(xué)習(xí)內(nèi)容問(wèn)題化和活動(dòng)化，激發(fā)學(xué)生思維活力，促使學(xué)生的思維活動(dòng)持續(xù)發(fā)展，在問(wèn)題活動(dòng)中促進(jìn)對(duì)知識(shí)的深層理解，引領(lǐng)整個(gè)課堂走向深度學(xué)習(xí)[13]。

4.3 通過(guò)自主合作學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者以自己的方式主動(dòng)建構(gòu)內(nèi)部心理表征的過(guò)程，世界上不存在唯一的、標(biāo)準(zhǔn)的理解，但學(xué)習(xí)者的合作可以使理解更加豐富和全面。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以通過(guò)具體的學(xué)習(xí)活動(dòng)引導(dǎo)并促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和建構(gòu)。

在活動(dòng)4的設(shè)計(jì)中，首先通過(guò)多媒體播放工業(yè)煉鐵的視頻，使學(xué)生初步了解工業(yè)煉鐵的原料、產(chǎn)物和反應(yīng)過(guò)程，但此時(shí)學(xué)生的認(rèn)識(shí)還不深刻、完善。然后采用小組合作交流的方式對(duì)我國(guó)工業(yè)煉鐵現(xiàn)狀，實(shí)驗(yàn)室煉鐵和工業(yè)煉鐵的原料、產(chǎn)物以及反應(yīng)原理進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)這些活動(dòng)，一方面使學(xué)生各抒己見(jiàn)，展現(xiàn)對(duì)知識(shí)不同角度的理解，形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的相互補(bǔ)充和完善。比如，有的學(xué)生會(huì)看到實(shí)驗(yàn)室煉鐵和工業(yè)煉鐵的區(qū)別： 實(shí)驗(yàn)室煉鐵的原料和產(chǎn)物為純凈物，工業(yè)煉鐵的原料和產(chǎn)物為混合物;有的學(xué)生會(huì)看到實(shí)驗(yàn)室煉鐵和工業(yè)煉鐵的聯(lián)系： 氧化鐵和鐵礦石、鐵和生鐵是部分和整體的關(guān)系，并且它們的質(zhì)量關(guān)系是可以通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算相互轉(zhuǎn)化的;還有學(xué)生會(huì)看到實(shí)驗(yàn)室煉鐵和工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理是相同的。另一方面通過(guò)小組成員的思想交流，使學(xué)生從定性和定量的角度對(duì)含雜混合物與其主要成分純凈物關(guān)系的認(rèn)識(shí)更加全面深入，初步形成了化學(xué)反應(yīng)只與參加反應(yīng)的主要成分純凈物有關(guān)的化學(xué)思維意識(shí)，為后面利用化學(xué)方程式進(jìn)行含雜問(wèn)題的計(jì)算做好鋪墊。

4.4 通過(guò)直觀形象圖示，建構(gòu)學(xué)生的認(rèn)知模型

在化學(xué)教學(xué)中，用圖示的方式表達(dá)知識(shí)之間的聯(lián)系與區(qū)別以及思維流程，可以使復(fù)雜的、抽象的、隱性的知識(shí)顯性化、可視化，便于學(xué)生思考、交流和表達(dá)，有利于突破學(xué)生學(xué)習(xí)的困難點(diǎn)和障礙點(diǎn)。

通過(guò)調(diào)研，學(xué)生在本節(jié)課中的學(xué)習(xí)障礙點(diǎn)主要有： 一是不能清楚地理解工業(yè)煉鐵的原料和產(chǎn)物與其主要成分的關(guān)系和轉(zhuǎn)化;二是不能深刻地意識(shí)到化學(xué)方程式代表的是純物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系;三是較難形成關(guān)于含雜問(wèn)題計(jì)算的解題思路?；诖耍處煵扇×藞D6所示的對(duì)比方式和圖7所示的思維建模方式，將復(fù)雜的、抽象的問(wèn)題直觀化、可視化，幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解。

通過(guò)當(dāng)堂檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)82%的學(xué)生對(duì)混合物與其主要成分純凈物的關(guān)系有比較深刻的認(rèn)識(shí);76%的學(xué)生形成了含雜問(wèn)題計(jì)算的解題思路，并能根據(jù)題目條件的改變靈活運(yùn)用。課后與個(gè)別學(xué)生的訪談中，了解到學(xué)生對(duì)煉鐵的原理和含雜問(wèn)題的計(jì)算都有比較深刻的印象;課堂上的小組合作和結(jié)對(duì)互助能促使學(xué)生積極主動(dòng)思考，是學(xué)生比較喜歡的學(xué)習(xí)方式，因而學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的視角進(jìn)一步確立。

總之，增進(jìn)學(xué)科理解的教學(xué)需要教師從繁忙的粗放型的課堂教學(xué)中解脫出來(lái)，從而更好地汲取營(yíng)養(yǎng)服務(wù)于教學(xué)內(nèi)涵的發(fā)展，同時(shí)也需要管理部門和教研活動(dòng)適時(shí)介入，在規(guī)范解讀和個(gè)性解讀中增進(jìn)化學(xué)學(xué)科理解。增進(jìn)化學(xué)學(xué)科理解的教學(xué)能使學(xué)生主動(dòng)地參與知識(shí)形成的全過(guò)程，完成思維過(guò)程的自我建構(gòu)和自我矯正，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的、深刻的理解，走向深度學(xué)習(xí)，使核心素養(yǎng)真正在課堂中“落地”。

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