近日，廣東省教育廳指導(dǎo)、廣東省教育研究院主辦的南方教研大講堂第172場 ——“挖掘?qū)W科知識本質(zhì) 培育學(xué)生核心素養(yǎng)” 高中化學(xué)專場活動舉行。活動由廣東省教育研究院高中化學(xué)教研員程俊老師主持，邀請人民教育出版社化學(xué)編輯室主任喬國才、華東師范大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院姜雪峰教授、中山市教育教學(xué)研究室高中化學(xué)教研員羅洪正老師、廣東實驗中學(xué)柳先美老師、中山市華僑中學(xué)林曉霞老師參與現(xiàn)場活動。中山市教育教學(xué)研究室、中山市華僑中學(xué)參與協(xié)辦。

活動在教研網(wǎng)、粵TV、廣東教育Plus、移動和教育、粵教翔云、廣東教育研究、廣東教育傳媒、廣州教育聯(lián)播等平臺同步直播，截至活動結(jié)束，總觀看數(shù)累計30.96萬人次。

針對當前高中化學(xué)課堂存在的 “淺層化” 困境 —— 忽視核心概念形成邏輯、理論體系內(nèi)在關(guān)聯(lián)、知識與社會生活的深度聯(lián)結(jié)。本次活動通過主旨講座、課例展示、沙龍研討與現(xiàn)場提問，探索挖掘知識本質(zhì)的課堂呈現(xiàn)策略，助力核心素養(yǎng)落地。

活動形成三點核心共識：一是化學(xué)知識的本質(zhì)深藏于符號、現(xiàn)象背后，需扎根組成、結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)化規(guī)律的底層邏輯，方能實現(xiàn)深度理解與遷移應(yīng)用；二是實施科學(xué)教育，化學(xué)是關(guān)鍵學(xué)科，以“源于生活—科學(xué)原理—前沿應(yīng)用”路徑，滿足科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)對科學(xué)思維、創(chuàng)造能力和科學(xué)精神的訴求；三是好課需兼顧 “全局觀” 與 “細節(jié)邏輯”，通過 “挖掘本質(zhì) — 建構(gòu)模型 — 應(yīng)用模型” 的閉環(huán)，實現(xiàn)化難為易和學(xué)以致用。

一、教材主編講座

喬國才以“準確把握學(xué)科本質(zhì)，提高課堂教學(xué)能力”為主題，圍繞 “構(gòu)造原理” 與 “能量最低原理” 兩大教學(xué)難點展開深度解讀。他表示，構(gòu)造原理是基于光譜學(xué)事實的經(jīng)驗規(guī)律，118 種元素中存在鉻、銅等 19 種電子排布例外情況，其本質(zhì)是描述新增電子填入能級順序的 “假想思維模型”，而非原子實際排布過程；能量最低原理的核心是 “整個原子體系能量最低”，而非單一軌道能量最低，電子填充需綜合考量能級能量與電子間相互作用，過渡金屬原子的排布差異可通過電子排斥能合理解釋。講座以嚴謹?shù)倪壿?，幫助教師澄清教學(xué)誤區(qū)，為后續(xù)一線教師的教材理解與課程實施筑牢理論根基。

二、課例展示

林曉霞執(zhí)教人教版選擇性必修 3《鹵代烴》新授課，以 “藥物合成中間體制備” 為情境，從極性視角切入教學(xué)。課堂立足 “結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”，通過分析碳及溴元素的電負性差異，推測反應(yīng)活性斷鍵部位，引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測陌生物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)；借助活化能對比圖，引導(dǎo)學(xué)生自主推導(dǎo)取代與消去反應(yīng)的條件異同；改進實驗裝置，實現(xiàn)學(xué)生在課堂上自己完成實驗的可能，強化學(xué)生對條件控制的意識；設(shè)置遷移任務(wù)，促進學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用能力；讓學(xué)生在親身體驗中建立 “理論預(yù)測 — 實驗驗證 — 模型構(gòu)建 — 遷移應(yīng)用” 的完整邏輯鏈。課程融入結(jié)構(gòu)知識與原理圖像，協(xié)助有機教學(xué)，凸顯化學(xué)知識的本質(zhì)聯(lián)系與應(yīng)用價值。

柳先美執(zhí)教《合成有機高分子的基本方法》復(fù)習課，通過展示聚乙炔導(dǎo)電高分子、芳綸防彈纖維等實物圖片與應(yīng)用案例，將抽象的有機化學(xué)知識與生活實際、科技前沿緊密結(jié)合，點燃學(xué)生的學(xué)習興趣。此外，他采用“示例分析 + 真題突破”的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生從單體結(jié)構(gòu)特點、反應(yīng)規(guī)律入手，層層剖析高分子合成的關(guān)鍵邏輯。針對聚維酮碘、芳綸纖維等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單體推導(dǎo)難點，柳老師借助實驗演示、分子結(jié)構(gòu)模型、氫鍵示意圖等直觀教具，結(jié)合問題驅(qū)動、方法導(dǎo)引等方式，讓學(xué)生在自主探究中突破思維瓶頸，掌握單體推導(dǎo)的核心方法。

三、教研沙龍

01

對兩節(jié)展示課的點評

喬國才肯定了林曉霞《鹵代烴》一課在落實學(xué)生核心素養(yǎng)方面的成效，尤其是科學(xué)態(tài)度與社會責任、證據(jù)推理與模型認知兩個維度。例如在證據(jù)提供上，課堂向?qū)W生呈現(xiàn)了電負性數(shù)據(jù)、電子云密度圖、反應(yīng)能量輪廓圖、核磁共振氫譜等資料，讓學(xué)生對鹵代烴發(fā)生取代反應(yīng)和消去反應(yīng)的斷鍵部位、生成產(chǎn)物、所需條件的認識更加深入，不僅知其然，更知其所以然。同時，喬國才提出兩點建議：一是在有機產(chǎn)物預(yù)測的檢驗環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生靈活運用化學(xué)實驗和儀器分析等手段，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用多樣化方式檢驗有機產(chǎn)物的意識；二是鼓勵學(xué)生提問質(zhì)疑，實現(xiàn)從 “解決問題” 向 “提出問題” 的進階，學(xué)生從不敢提問、不會提問逐步養(yǎng)成敢提問題、善思問題的習慣，培養(yǎng)質(zhì)疑精神與創(chuàng)新意識，助力創(chuàng)新型人才培育。

姜雪峰對柳先美的《高分子合成方法》復(fù)習課進行點評，肯定了課堂首尾呼應(yīng)的情境創(chuàng)設(shè)：導(dǎo)課時展示生活中常見的高分子材料，用貼近生活的物品形象化地幫助同學(xué)們理解本堂課的學(xué)習本質(zhì)與目的，激發(fā)學(xué)習興趣，讓學(xué)生感受到科學(xué)的可觸、可感、可知；與學(xué)生開展芳綸拔河的互動活動，在結(jié)尾時播放聚酰胺（PA）的提取過程。既回歸課堂核心，同時引導(dǎo)學(xué)生思考所學(xué)知識的實際應(yīng)用價值，引發(fā)學(xué)生對未來的憧憬與期盼。姜雪峰提出兩點建議：一是進一步深挖知識本質(zhì)，梳理學(xué)科內(nèi)在邏輯，例如從結(jié)構(gòu)角度將高分子的聚合反應(yīng)分為自由基聚合和離子聚合，均裂產(chǎn)生自由基，異裂是離子化過程，將課堂知識延伸至更本質(zhì)、更深的領(lǐng)域；二是在教學(xué)過程中，在深挖化學(xué)學(xué)科本質(zhì)的基礎(chǔ)之上，在解決問題的過程之中，靈活引入數(shù)學(xué)、物理、生物等相關(guān)知識，形成 “跨學(xué)科的本質(zhì)是人類進入解決復(fù)雜問題的時代，沒有單一學(xué)科能解決所有問題” 的跨學(xué)科視野與思維方式。

02

關(guān)于挖掘知識本質(zhì)

避免機械記憶的對策

林曉霞結(jié)合《鹵代烴》的備課過程，分享了避免學(xué)生陷入 “機械記憶條件，忽視本質(zhì)邏輯” 困境的做法。一是建立知識邏輯體系，從學(xué)生已學(xué)的結(jié)構(gòu)、原理知識入手，幫助學(xué)生理清反應(yīng)本質(zhì)，建立起反應(yīng)物、生成物與條件三者間的邏輯關(guān)聯(lián)。例如理論分析時，結(jié)合極性、電負性、吸電子基團等結(jié)構(gòu)知識，幫助學(xué)生推測鹵代烴的斷鍵位置、反應(yīng)類型、反應(yīng)產(chǎn)物；結(jié)合原理模塊知識，引導(dǎo)學(xué)生從反應(yīng)能量輪廓圖中推導(dǎo)取代反應(yīng)和消去反應(yīng)的適宜條件。二是設(shè)計或改進實驗，讓學(xué)生親自動手操作，親眼見證實驗結(jié)果，加深對反應(yīng)條件的印象。三是建立遷移應(yīng)用模型，應(yīng)用模型解決新情境中的問題，讓學(xué)生感受知識的應(yīng)用價值。

柳先美結(jié)合《高分子合成方法》一課，分享了挖掘知識本質(zhì)、促進學(xué)生理解知識的常態(tài)化教學(xué)做法。一是認真研讀課標，明確教學(xué)核心要求；二是從學(xué)生生活實際出發(fā)，遵循由小及大、由近及遠、由易及難的原則設(shè)計教學(xué)；三是自制教具與繪制相關(guān)知識圖（達 2000 余張）輔助學(xué)生理解抽象知識。例如在高分子教學(xué)中，柳先美研讀課標后，明確 “高分子聚合反應(yīng)本質(zhì)是加成與取代、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)” ，以生活中隨處可見的高分子材料為切入點，搭配自制結(jié)構(gòu)圖輔助教學(xué)；通過讓學(xué)生由少到多書寫鏈節(jié)、探究聚合規(guī)律，結(jié)合動手體驗材料韌性等趣味活動，讓學(xué)生直觀感受 “由小變大” 的轉(zhuǎn)化的價值。

03

新課改有機模塊教學(xué)的建議

新課改后，化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、有機化學(xué)基礎(chǔ)三個選擇性必修模塊均需學(xué)習，與過去相比，這給有機化學(xué)教學(xué)帶來了諸多變化。為一線教師能用好教材，喬國才從教材編者的角度，從三個層面進行了解讀：

一是課標層面，2017 年版高中化學(xué)課標對三個選擇性必修模塊的排序為原理、結(jié)構(gòu)和有機，建議結(jié)構(gòu)模塊需在有機模塊前開設(shè)，說明有機化學(xué)的學(xué)習必須以結(jié)構(gòu)知識為基礎(chǔ)，核心是理解結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響。

二是教材層面，有機化學(xué)教材的編排處處體現(xiàn) “從結(jié)構(gòu)理解有機化學(xué)” 的視角，逐步遞進地建立從結(jié)構(gòu)分析有機物性質(zhì)的思維邏輯。

三是教學(xué)層面，相較于無機物，有機物的性質(zhì)規(guī)律更為顯著，而這種宏觀性質(zhì)的規(guī)律性與微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。因此，教師在有機模塊教學(xué)中需突出結(jié)構(gòu)視角，引導(dǎo)學(xué)生從碳原子的飽和程度、官能團種類、共價鍵的類型與極性等方面，分析其對有機物性質(zhì)的影響，開展基于結(jié)構(gòu)特征預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)的教學(xué)活動，提升學(xué)生對有機模塊知識的理解層次。

同時，喬國才建議一線教師多關(guān)注、挖掘教材中的顯性與隱性的知識本質(zhì)化設(shè)計。例如在“整理與提升” 欄目，其定位于各單元內(nèi)容學(xué)完后，引導(dǎo)學(xué)生以知識結(jié)構(gòu)化為基礎(chǔ)，提煉化學(xué)科學(xué)的認識角度、思路與方法，突破了過去以知識歸納為主的總結(jié)模式，強調(diào)知識教學(xué)與思路方法之間的關(guān)聯(lián)，為教師落實核心素養(yǎng)發(fā)展要求提供了重要腳手架。

04

關(guān)于學(xué)科前沿與中學(xué)教學(xué)的銜接

針對學(xué)科前沿知識走進中學(xué)教學(xué)的問題。姜雪峰提出，化學(xué)支持著現(xiàn)代文明的發(fā)展，化學(xué)前沿關(guān)乎各個產(chǎn)業(yè)和人類的需求。

一是高中化學(xué)可傳遞的前沿方向包括高分子材料（連接化學(xué)與生命科學(xué)、材料科學(xué)）、綠色化學(xué)（污染物轉(zhuǎn)化利用）等。

二是科學(xué)前沿的動態(tài)性特征，化學(xué)作為一門核心基礎(chǔ)學(xué)科，能夠憑借其底層邏輯知識，破解生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等前沿領(lǐng)域的本質(zhì)問題。例如，只有深入理解高分子科學(xué)的核心原理，才能從分子層面闡釋生命體系的結(jié)構(gòu)與功能，進而推動生命科學(xué)的突破性發(fā)展；而高分子科學(xué)的另一重要應(yīng)用方向則聚焦于材料領(lǐng)域，諸如各類物美價廉的高分子塑料，已在生產(chǎn)生活中得到廣泛應(yīng)用，為人們帶來了極大的便利。

三是前沿科學(xué)的育人賦能特征。前沿科學(xué)能夠讓學(xué)生切實感受到當下所學(xué)知識的長遠價值，進而更加熱愛并主動鉆研課內(nèi)的基礎(chǔ)內(nèi)容。在向?qū)W生傳授科學(xué)知識的同時，還應(yīng)注重培養(yǎng)他們的辯證思維，引導(dǎo)其認識到事物皆具有正反兩面性。以高分子材料為例，這類材料憑借優(yōu)異的耐用性為生產(chǎn)生活提供了諸多便利，但當它們失去使用價值后，也會因難以降解而長期滯留于環(huán)境中，形成不容忽視的環(huán)境問題。

05

關(guān)于“教—研—評”閉環(huán)

羅洪正結(jié)合中山市的區(qū)域教研實踐，分享了以課例為基礎(chǔ)的“教—研—評”實踐模式與開展路徑。

一是尋求教學(xué)困境突破口：秉持 “理解、研究、示范” 思路，正視學(xué)生基礎(chǔ)與教師備課現(xiàn)實，強調(diào)挖掘知識本質(zhì)與落實知識點并非對立，而是更高效的教學(xué)路徑，倡導(dǎo) “先研究、后備課”，借助多元資源挖掘知識本質(zhì)，展現(xiàn)化學(xué)之美與學(xué)科價值。

二是搭建資源支撐：依托省教研體系建設(shè)項目，聚焦學(xué)科知識理解、深度學(xué)習等方向建設(shè)課程資源，推出可操作的優(yōu)質(zhì)課例，為教師提供實踐借鑒，推動 “向本質(zhì)而教” 理念落地。

三是構(gòu)建評價閉環(huán)：以 “需求 - 生成 - 反饋” 完善評價體系，將課堂核心邏輯轉(zhuǎn)化為情境、知識、能力、素養(yǎng)兼?zhèn)涞脑瓌?chuàng)試題，通過測評數(shù)據(jù)雙向反饋，優(yōu)化教學(xué)與命題，助力核心素養(yǎng)培育。

四、科學(xué)家講座

姜雪峰圍繞“如何進行科學(xué)教育”開展主題講座，深入闡釋了科學(xué)教育的重要意義與實踐路徑，指出做好科學(xué)教育需堅守四點。一是遵循感同身受、源于生活的原則，從身邊事、學(xué)生的需求和情感共鳴出發(fā)，搭建認知橋梁。二是立足科學(xué)內(nèi)核，以數(shù)據(jù)化、量化和標準化為支撐，辯證呈現(xiàn)科學(xué)的兩面性。三是兼具全局觀與細節(jié)觀，通過硫循環(huán)、胰島素合成等實例，結(jié)合科學(xué)家的探索故事向?qū)W生傳遞科學(xué)精神，淡化功利化育人目標，注重培養(yǎng)有素養(yǎng)、懂堅持、全面發(fā)展的時代新人。四是科學(xué)教育是教學(xué)相長的過程，教師需以實干精神深耕教學(xué)，助力學(xué)生提升科學(xué)素養(yǎng)，為國家科技發(fā)展注入持久動力。

五、活動總結(jié)

程俊以《向著本質(zhì)而教：為何？如何？》為題對本次活動進行四方面總結(jié)。一是化學(xué)課堂教學(xué)挖掘知識本質(zhì)，路徑就是削枝強干。即穿透事實性知識（葉）、概念性知識（枝），扎根程序性與策略性知識（干、根），并結(jié)合高二“電解池”的教學(xué)闡釋挖掘到知識的根部對化學(xué)知識理解、跨學(xué)科教學(xué)和學(xué)科能力培養(yǎng)的價值和意義。二是提出好課的密碼在于化難為易和學(xué)以致用，化難為易為翻越從“舊知”到“新知”的活化能“高山”提供了教學(xué)藝術(shù)的催化劑， 化難為易的方法有挖掘本質(zhì)、建構(gòu)模型、直觀化等。關(guān)于模型建構(gòu)，特別應(yīng)注意建構(gòu)簡潔、好用的模，簡潔是指要素簡單、貼近本質(zhì)、能在學(xué)生心中形成清晰的認知圖景；好用是指普遍適用、能解決大量相關(guān)問題。三是提出向著本質(zhì)而教揭示了化學(xué)學(xué)習的一個基本道理，就是學(xué)習永遠不能停留在實踐（性質(zhì)和應(yīng)用）或理論（物質(zhì)結(jié)構(gòu)與反應(yīng)原理）的兩個極端，而應(yīng)該在兩個端點間靈活轉(zhuǎn)換，從現(xiàn)象挖掘到本質(zhì)、并時刻用本質(zhì)來解釋現(xiàn)象。四是好課的追求從來都是一致的，不論是叫高效課堂、素養(yǎng)課堂，還是深度學(xué)習，其根本追求都是挖掘本質(zhì)、學(xué)以致用。

最后，程俊期盼全省各地朝氣蓬勃的骨干教師，以及歷經(jīng)30年磨礪、仍堅守講臺、引領(lǐng)一方的老教師、名教師們，能不辭辛勞走上全省大舞臺，將自己歷經(jīng)歲月磨練的精湛課堂技藝和對學(xué)科知識的深度理解向全省老師分享。

來源：廣東省教育研究院

編輯：廣東君