摘要： 學科實踐是核心素養(yǎng)時代育人方式的新范式。經(jīng)歷知識創(chuàng)生過程，變革教學方式；強化實驗探究，凸顯學科育人價值是化學學科實踐的價值?；诨瘜W的學科特質(zhì)，化學學科實踐教學實施路徑包括基于學生經(jīng)驗，激發(fā)認知沖突；學科問題驅(qū)動，實現(xiàn)思維進階；基于真實情境，遷移解決問題。作為學習方式的新方向，學科實踐對教師提出了轉(zhuǎn)變育人觀念、提升學科理解能力和開展形成性評價的新要求。

關鍵詞： 學科實踐； 高中化學； 學習方式

文章編號： 1005-6629（2024）07-0003-05 中圖分類號： G633.8 文獻標識碼： B

《義務教育課程方案（2022年版）》提出要“變革育人方式，突出實踐”“強化學科實踐”［1］。《基礎教育課程教學改革深化行動方案》要求聚焦核心素養(yǎng)導向的教學設計、學科實踐（實驗教學）、跨學科主題學習等教學改革重點難點問題，探索有效推進教學改革的實踐模式［2］。學科實踐是學科育人方式變革的新取向［3］，課堂教學是教學改革的主陣地。作為以實驗為基礎的自然學科，化學蘊含豐富的學科實踐價值。由是，厘清化學學科實踐的本質(zhì)意蘊，探尋實施路徑就顯得尤為迫切。

1 化學學科實踐的本質(zhì)意蘊

1.1 學科實踐是科學探究的迭代升級

梳理科學探究的來龍去脈，有助于對學科實踐的認識。本世紀初倡導的科學探究一直是自然科學類課程變革傳統(tǒng)課堂的基本路徑［4］。但由于教師對探究理念的“來源”和“去向”不清楚，同時缺少先進理念與具體學科關聯(lián)的策略和方法，這就導致實際教學中合作探究活動還浮在表面，虛、假探究普遍存在［5］。教師教的是科學探究的“形”，學生缺少的是科學探究經(jīng)歷的“實”，探究活動被僵化成固定有序、按部就班的“照葫蘆畫瓢”的步驟［6］。針對探究教條化的問題，以美國《K-12科學教育框架：實踐、跨學科概念和核心概念》出臺為標志，國際科學教育核心理念從“探究”轉(zhuǎn)向“實踐”［7］。作為本土應對的措施之一，我國新修訂的義務教育課程方案和各學科新課標都強調(diào)學科育人、實踐育人，探索與課程核心素養(yǎng)深度耦合的學科典型學習方式，推進以學科實踐為標志的育人方式變革［8］。如初中化學新課標將“科學探究與實踐”作為課程核心素養(yǎng)之一，強化實驗教學，注重真實情境的問題解決等。

學科實踐不是取代探究，而是為科學探究正名。主要體現(xiàn)在兩個方面：一是學科實踐強調(diào)真實情境下的問題解決，填充了從科學家的探究活動到一種學習方式的理論空白，使學生像科學家一樣探究、思考和實踐成為可能。二是學科實踐更有“學科味”。學科實踐強調(diào)用學科的方式做學科事［9］，避免各學科探究活動“千人一面”的尷尬。

1.2 化學學科實踐的內(nèi)涵

學科實踐是由我國課程專家創(chuàng)生的本土化概念［10］，雖然當前學界對學科實踐的認識不盡相同［11～14］，但都指向了學科實踐的主體是誰、對象是誰、為什么和如何進行。如崔允漷教授認為，學科實踐是具有學科意蘊的典型實踐，即學科專業(yè)共同體懷著共享的愿景與價值觀，運用該學科的概念、思想與工具，整合心理過程與操控技能，解決真實情境中的問題的一套典型做法?；诖?，我們認為化學學科實踐是學生在教師的引導和支持下，以化學關鍵知識學習為基礎，運用化學的視角、思維與語言方式，解決真實情境中的問題的一系列具有化學學科特質(zhì)的實踐學習活動，旨在培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)。簡單來說，化學學科實踐基于化學學科（知識、觀念和思維），通過實踐（真實問題解決），發(fā)展學科核心素養(yǎng)（像化學家一樣思考和實踐）。

化學學科實踐的實質(zhì)是學生像化學家一樣思考和解決問題。宏觀與微觀相聯(lián)系是當代化學學科核心的思維方式［15］，基于結(jié)構(gòu)、作用和變化提出問題、分析問題、解決問題是化學家的看家本領［16］。理性與實證是科學的特征，化學學科發(fā)展史是基于實驗的實證與理性的思辨不斷互動、相互促進的過程。因此，浸透化學思維的實驗和化學概念、方法、原理等知識的發(fā)展史是化學學科實踐的重要內(nèi)容。在實驗中嵌入化學思維、在經(jīng)歷知識的發(fā)展史中建構(gòu)觀念是化學學科實踐的主要類型。

1.3 化學學科實踐的價值

1.3.1 經(jīng)歷知識創(chuàng)生過程，變革教學方式

學科實踐有助于促進教學方式從坐而論道轉(zhuǎn)向知行合一。坐而論道是傳統(tǒng)教學的一個顯著特點，認為知識是可以從教師傳遞給學生，這就造成教學內(nèi)容是靜態(tài)的概念、結(jié)論等惰性知識，學習的方式主要是簡單模仿、機械記憶、重復訓練等靜態(tài)的方式。以“過濾”為例，一些教師將教學的重點放在實驗裝置和操作注意事項，還總結(jié)出“一貼兩低三靠”的口訣幫助學生記憶。正是這樣的教學方式導致學生耗費大量時間精力僅僅掌握了難以在現(xiàn)實生活中遷移應用的惰性知識，不能活學活用。從強調(diào)知識傳授掌握的坐而論道轉(zhuǎn)向知識的運用、建構(gòu)與創(chuàng)造的知行合一，是核心素養(yǎng)導向下教學方式變革的必然要求。

學科實踐強調(diào)在真實的學科情境中，建立學科知識與學生生活經(jīng)驗、生活實際的聯(lián)系，引導學生做中學、用中學，在解決真實問題的活動體驗中獲得真知?；趯W科實踐的“過濾”教學中，從學生的視角，引導學生關注到周圍世界主要是混合物，感受混合物分離的價值，明白為什么學。通過實驗感受不同孔徑濾紙的分離效果，體會化學家利用物質(zhì)顆粒度大小不同的性質(zhì)差異，設計物質(zhì)分離的方法的思維過程。引導學生感受分離提純的價值，體會到過濾——一種高效的固、液物質(zhì)分離方法是“過濾”教學的意義。

1.3.2 強化實驗探究，凸顯學科育人價值

學科實踐有助于發(fā)揮實驗探究的教學功能，凸顯化學學科獨特的育人價值。學科的思維方法、思想觀念和精神文化是學科育人價值的集中體現(xiàn)［17］。挖掘具體知識中蘊含的學科思維方式、科學方法是設計學科實踐活動的基礎?；瘜W學科實踐依托實驗創(chuàng)設學科情境，通過問題鏈追問引發(fā)學生思考，基于證據(jù)驗證假設，展示實驗的思維過程，有助于展現(xiàn)內(nèi)隱于實驗探究的學科育人價值。

實驗是化學探究最好的載體，但教學中，學生實驗往往變成教師指揮下的“照方抓藥”，欠缺思維活動。用不科學的方式學習科學，失去了化學實驗的價值。以鈉與水的反應為例，通常是教師演示鈉與水的反應，結(jié)合學生的回答，總結(jié)出“浮、游、熔、響、紅”的反應現(xiàn)象，以實驗的形式讓學生總結(jié)鈉的相關性質(zhì)。教師布置實驗活動后，學生很短時間就有了答案，這樣的實驗顯然沒有意義。

學科實踐強調(diào)真實情境下的問題解決，化學實驗是展示化學反應本質(zhì)的載體和手段。教師精心設計的化學實驗讓化學反應“看得見”，可以激發(fā)學生的好奇心和認知沖突，進而調(diào)動學生通過分析、想象、推理等思維活動認識微觀過程，達到對事物的理性認識［18］?；趯W科實踐的“鈉與水的反應”教學中，從學生熟悉的氯化鈉開始，由學生列舉已知的含鈉的化合物。通過對比，學生很快意識到生活中鈉單質(zhì)很少見，說明鈉的性質(zhì)比較活潑。通過資料卡的形式，提供有關鈉的保存及使用的資料，引導學生推測鈉可能的性質(zhì)。最后通過實驗探究鈉的性質(zhì)。鈉熔成小球，就是很好的探究素材。追問鈉為什么變成小球，是因為鈉被水均勻消耗（補充不同形狀的鈉塊與水反應的實驗）嗎？想一想生活中有沒有小球一樣的物質(zhì)（水滴、露珠）？通過資料卡的形式提供鈉的熔點數(shù)據(jù)，引導學生進行基于證據(jù)的推理。

2 化學學科實踐的實施路徑

化學學科核心素養(yǎng)是解決化學問題的本事，其特質(zhì)是創(chuàng)新，實質(zhì)是化學認識視角和認識思路［19］?；趯W科，通過實踐，解決問題是學科實踐的核心要素?；诖耍瘜W學科實踐實施路徑包括三個方面：一是基于學生經(jīng)驗，激發(fā)認知沖突；二是學科問題驅(qū)動，實現(xiàn)思維進階；三是基于真實情境，遷移解決問題。下面以電解質(zhì)概念教學為例說明。

電解質(zhì)的電離包含電解質(zhì)溶液導電性、電離本質(zhì)的微觀辨析以及電離方程式表示電離過程的三重表征，是體現(xiàn)化學思維特質(zhì)的載體，具有重要的發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的價值。同時，電離學說是化學發(fā)展史上具有里程碑意義的突破，電離理論使人們對溶液的認識有了正確的方向，它是溶液化學、電化學及物理化學最重要的理論基礎［20］。包括門捷列夫、克萊夫、克勞修斯、魏德曼等反駁方和由阿倫尼烏斯、奧斯特瓦爾德、范托夫等組成的支持方之間圍繞電離學說的論戰(zhàn)在化學發(fā)展史上留有濃墨重彩的一頁。電解質(zhì)概念教學是化學學科實踐的重要素材。

2.1 基于學生經(jīng)驗，激發(fā)認知沖突

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）強調(diào)“教師在教學中應重視STSE內(nèi)容主題的選擇和組織，緊密聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際，使學生能夠綜合運用所學知識解釋和解決有關的STSE問題，使學生充分認識化學科學的價值”［21］。當前學生缺乏學習內(nèi)驅(qū)力的一個重要原因是，學生不知道知識的價值，缺少問題解決的場景，缺少與思維的結(jié)合，感受不到知識與思維結(jié)合的力量。因此，結(jié)合教材中諸如化學鍵、離子反應、化學平衡等體現(xiàn)宏微結(jié)合這一化學學科思維的結(jié)論性知識，教師通過真實問題引導學生參與化學學科實踐是教師教學設計的首要問題。

學科實踐強調(diào)學科知識要聯(lián)系學生的經(jīng)驗和生活實際，要把學科知識置于學科真實的情境中，學以致用、以用促學。電解質(zhì)教學中，結(jié)合學生生活中熟知的泡騰片和濕手不能操作電器的生活情境，激發(fā)學生利用化學知識解釋生活現(xiàn)象的興趣。

［鏈接生活］1.展示干燥的泡騰片和置于水中后的泡騰片；2.展示禁止?jié)袷植僮麟娖鞯膱D片。

［認知沖突］為什么固體泡騰片本身不產(chǎn)生氣體，放入水中就會立刻釋放出氣體？這其中發(fā)生了什么變化？濕手操作電器容易發(fā)生觸電事故，為什么？

設計意圖：從學生熟悉的生活情境切入，引發(fā)學生的思考，學生感受到知識的價值是學習的開始。

2.2 學科問題驅(qū)動，實現(xiàn)思維進階

新課標強調(diào)“關注化學理論的歷史演進過程，結(jié)合理論模型發(fā)展中的重要事實和科學家的推理論證過程，引導學生認識化學理論的建立過程和思想方法，發(fā)展學生的高級思維能力及其對科學本質(zhì)的認識”［22］。化學史蘊含豐富的學科核心素養(yǎng)培育價值，浸透著化學知識、科學方法、科學思維與科學精神的形成、發(fā)展及演變過程［23］。概念是從顯性事實中抽象出來的對事物的本質(zhì)屬性的認識。每一個概念都是大量科學工作者長期探索的結(jié)晶，概念的發(fā)展和完善過程，就是從證據(jù)出發(fā)，不斷證實和證偽的過程。

基于化學發(fā)展史的學科實踐活動設計，要符合從簡單到復雜、從感性到理性的認知規(guī)律，結(jié)合人類思維發(fā)展的脈絡，創(chuàng)造性地重演知識獲得的實踐方式和認知過程，引導學生像科學家一樣思考。教師的作用就是結(jié)合知識的創(chuàng)生過程，創(chuàng)設一系列真實的問題情境，設計引發(fā)學生思考的系列問題，引導學生在實踐中體驗人類認識科學問題的過程，經(jīng)歷認知、思維、意義和文化等多維體驗，體味知識背后的邏輯與理性、真理與方法、美德與智慧、歷史與文化等，實現(xiàn)人-知互動，在真實性問題解決中轉(zhuǎn)識成智［24］。

電解質(zhì)教學中，結(jié)合電離學說的論戰(zhàn)史實，通過重現(xiàn)歷史上爭論的焦點——通電與電離誰在先——創(chuàng)設符合學科認知的真實情境，實現(xiàn)學科知識與學習情境的深度關聯(lián)。

［化學史料］（1）法拉第與他提出的電解質(zhì)、陽離子、陰離子；（2）阿倫尼烏斯與他提出的電離學說。

［認知沖突］通電與電離，誰先誰后？

［實驗探究］氯化鈉溶液中是否存在自由移動的離子？

提出假設：氯化鈉溶于水后是否能自由移動？實驗驗證：固體氯化鈉、水、氯化鈉溶液的導電實驗。得出結(jié)論：氯化鈉溶于水后解離成自由移動的離子［25］。

［問題驅(qū)動］水的作用是什么？

［化學史料］電離學說引發(fā)的論戰(zhàn)。

［問題引導］（1）反駁方提出的“怎么可能有帶大量正負電荷的離子同時存在！在沒有外加電場的條件下，怎么克服原來的作用力離解？”的說法，你如何看？（2）支持方發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)溶液的蒸汽壓降低、沸點升高、凝固點下降、滲透壓變化時，實驗測定值都比理論值高出很多（這些數(shù)據(jù)都與溶液中的微粒數(shù)有關）［26］，你怎么理解？

［微觀探析］（1）展示氯化鈉固體在水中溶解和形成水合離子示意圖，提示學生注意觀察水分子與陰、陽離子結(jié)合方式的差異。（2）展示氯化鈉溶液、熔融的氯化鈉導電示意圖。

［建立概念］歸納總結(jié)得出電解質(zhì)概念。

設計意圖：論戰(zhàn)發(fā)生的時代，反駁方的說法來自對原子結(jié)構(gòu)的未知以及對法拉第電化學理論的迷信。同時，支持方的勝利源于電離理論對客觀事物本質(zhì)的揭示、對實驗事實的合理解釋。因此，基于學生的認知、重演化學史實，引導學生經(jīng)歷假設、驗證、修正假設、再驗證的科學方法，體驗概念、理論發(fā)展過程中不迷信權威、敢于質(zhì)疑以及艱辛付出的科學精神是學科實踐的價值體現(xiàn)。

［問題驅(qū)動］學習選擇性必修課程后，提出問題：1.為什么水分子可以破壞離子鍵和強極性共價鍵？2.為什么熔融態(tài)可以破壞離子鍵？

［思維進階］（1）結(jié)合水合離子的微觀示意圖，分析原因（水是極性分子）；批判質(zhì)疑：除了水，還有哪些極性分子？（2）結(jié)合熔融態(tài)的條件，分析原因（外界向體系提供能量）；批判質(zhì)疑：除了加熱，還有哪些提供能量的方式？

設計意圖：物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論揭示了電離理論的實質(zhì)。學生學習選擇性必修內(nèi)容后，從學科視角，建立知識之間的關聯(lián)，實現(xiàn)思維進階。

2.3 基于真實情境，遷移解決問題

學科實踐是學科知識和學科核心素養(yǎng)的中介，通過對知識的創(chuàng)生和應用，讓學生像化學家一樣在學科真實問題中思考和實踐，是學科核心素養(yǎng)形成的根本路徑。教學中，通過生活中運動飲料、水培營養(yǎng)液等真實問題的解決，探察并引導學生基于離子視角分析溶液問題的學科思維，進行基于證據(jù)的推理過程，體驗批判求真的科學思維方式，在實踐中建構(gòu)觀念，發(fā)展學科核心素養(yǎng)。

［問題引導］（1）查看運動飲料的說明書，你認為運動后飲用運動飲料的目的是什么？你能自制運動飲料嗎？（2）培養(yǎng)水培植物需要配制營養(yǎng)液?，F(xiàn)需配制含有K+、 NH+4、 NO-3、 PO3-4的營養(yǎng)液，你會選擇哪些物質(zhì)配制營養(yǎng)液？

［拓展應用］（1）為什么相同濃度的CuSO4和CuCl2溶液顏色相同？（2）為什么相同濃度的H2SO4和HCl溶液pH不相同？（3）電解水時，為什么加入少量稀硫酸或稀氫氧化鈉溶液可加快電解反應速率？

設計意圖：基于真實問題的解決是發(fā)展學科核心素養(yǎng)的關鍵。回扣課前提問和生活中的問題，一方面可以診斷學生對電解質(zhì)電離的理解情況，另一方面可以引導學生發(fā)現(xiàn)身邊的化學，感受知識的價值。拓展應用問題的目的，在于引導學生基于離子（微觀粒子）的視角分析宏觀溶液顏色、酸堿性、導電性等宏觀現(xiàn)象，體驗化學學科思維的特質(zhì)，在問題解決中形成素養(yǎng)。

3 學科實踐對教師的新要求

3.1 轉(zhuǎn)變育人觀念，激發(fā)行動自覺

學科實踐是素養(yǎng)為本的教學方式落地的有效途徑。知識的本質(zhì)是觀念，觀念的本質(zhì)是實踐，一切學科知識或觀念是學科實踐要驗證的假設或指導學科實踐的手段，而學科實踐與學科fb82f29b86c3a0fe6498da997bbe95742200289d199b68e8a6f8efbccdfa8a47觀念的融合又是學科知識的創(chuàng)造和發(fā)展的過程［27］。當前教學中，缺少知識的主動應用，缺少創(chuàng)生過程，被動的知識學習過程仍是常態(tài)。一線教師要轉(zhuǎn)變觀念，每一位教師都有解讀核心素養(yǎng)的權利和義務。教學中，多思考為什么要學習某個知識，具體的某個知識能給學生帶來哪些可遷移的學科思維、學科觀念。如學習電解質(zhì)的電離后，學生是否形成電離視角的水溶液的認識思路就是要思考的問題。任何教育教學改革根本上都是觀念的變革，教師牢記立德樹人根本任務，常常思考通過教學培養(yǎng)什么樣的人、具備什么樣的核心素養(yǎng)、怎么樣的學習方式最有價值等問題，有助于教師教學方式的轉(zhuǎn)變。

3.2 提升學科理解能力，賦能專業(yè)發(fā)展

學科實踐對教師教學提出了很大的挑戰(zhàn)，提升教師的化學學科理解能力有助教師理解學科知識的創(chuàng)生過程，提高教師設計學科實踐活動的能力。化學學科理解能力是教師教學設計的重要能力，是指教師對化學學科知識及其思維方式和方法的一種本原性、結(jié)構(gòu)化的認識［28］。本原性意味著教師要對具體的知識進行“是何？為何？何為？如何？”等深層次思考。如電解質(zhì)概念，可以思考，電解質(zhì)電離需要通電嗎，物質(zhì)溶于水后發(fā)生了什么變化，哪些物質(zhì)可以發(fā)生電離，電解質(zhì)是如何電離的，哪些證據(jù)可以證明電解質(zhì)發(fā)生了電離。結(jié)構(gòu)化對應“碎片化”，要求教師形成對化學知識、化學思維的系統(tǒng)化認識，實現(xiàn)知識的遷移應用。如有機物教學中，帶領學生了解有機物漢語名稱的由來，從文化的角度揭示各種概念的聯(lián)系，有助于學習內(nèi)容結(jié)構(gòu)化［29］。

3.3 開展形成性評價，落實“教-學-評”一體化

新課標倡導基于“教-學-評”一體化的教學，但課堂上“封閉性問題”和“一問一答”的授受式教學的提問和理答策略仍是主流。教師在指導學生小組合作學習的討論、分享等環(huán)節(jié)中教學策略匱乏是探究教學“有形無實”的重要原因之一［30］。有效評價是檢測目標是否達成的手段，也是實踐轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)的途徑。學科實踐活動要求教師有意識地運用科學論證策略引導與支持對話過程，推動探究活動中的對話交流不斷深入。具體而言，包括以下三個方面。一是及時追問，使學生思維外顯化。語言是思維的表現(xiàn)，通過追問——“你是如何知道的？”“你同意他的觀點嗎？為什么？”“請換一種方式解釋”——引導學生體驗基于實驗現(xiàn)象的分析、想象、推理過程，探查學生的觀念建構(gòu)達成情況，以便及時調(diào)整教學的推進過程。二是及時評價小目標。教學目標是教學設計的定盤星和航標燈。課堂教學中，依據(jù)教學目標的可操作性，將教學目標細化成每個探究環(huán)節(jié)的小目標，通過回答問題、小組發(fā)言以及反饋練習等形式，及時了解學生的學習情況。三是落實實踐后的反思，評價多元化。通過實踐后的個人反思、小組反思評價，學生可以復盤實踐的過程，實現(xiàn)知行合一。

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（陜西師范大學陜西教師發(fā)展研究院研究生創(chuàng)新基金資助項目“素養(yǎng)為本的高中化學教學設計與實施研究”（課題編號：2022YJBYB022）；西藏自治區(qū)教育科學研究2024年度課題“基于學科實踐發(fā)展學生核心素養(yǎng)的西藏高中化學教學實踐研究”（課題編號：XZEDGP240065）階段性研究成果。）