结构化理念下化学教学三种实施路径

《义务教育课程方案（2022年版）》指出，课程教学要注重与学生经验、社会现实的关联，加强课程内容的内在联系，突出课程内容结构化。基于此，教师应该在实践教学中合理组织和构建教学内容，促进学生构建知识间的关联，形成结构化的认知思路，拓展思维。笔者以初中化学教学为例探析如何开展结构化教学。

一、创设关联情境促知识结构化

知识体系一般包含内在结构与外在结构两个维度。知识的内在结构通常指依据其固有的逻辑关系构建的知识框架体系。知识的外在结构涉及知识与特定情境的联结，而不同情境与特定知识的联结将导致知识呈现不同的外在结构形态。知识的外在结构揭示了知识在解决实际问题中的功能，是应对情境中具体问题的基础。教师以此创设关联情境能增进学生解决实际问题的能力，促进其形成核心素养。

在新授课“珊瑚礁的消失之谜——碳的氧化物”的教学中，笔者构建五个关联学习情境，将二氧化碳的性质、用途、对环境的影响等知识结构化地呈现在学生面前。笔者设置的第一个学习情境是“确定‘元凶’”，即通过播放视频《珊瑚礁消失之谜》，引导学生思考珊瑚礁消失的原因，了解二氧化碳的性质，进而确定其为珊瑚礁消失的“元凶”。其中蕴含的知识是“二氧化碳浓度升高导致温室效应加剧，从而使海水温度升高，二氧化碳溶于水导致海水酸化”。笔者设置的第二个学习情境是“揭开‘元凶’面纱”，主要是让学生通过观察软塑料瓶中二氧化碳的颜色、气味，设计判断二氧化碳溶解性和密度的实验。其中蕴含的知识是二氧化碳的物理性质。笔者设置的第三个学习情境是“探秘‘作案’原理”，学生要设计并分组操作三朵紫色石蕊小花实验，揭开海水酸化的原因。其中蕴含的知识是“水和二氧化碳能发生反应”。笔者设置的第四个学习情境是“拯救珊瑚礁”，主要是让学生阅读资料卡片，寻找减少二氧化碳的方法。其中蕴含的知识是“二氧化碳与澄清石灰水反应后，二氧化碳转化为淀粉、甲醇等物质；二氧化碳能被封存，如海洋封存、地质封存等”。笔者设置的第五个学习情境是“‘元凶’的忏悔”，目的是让学生在情境中总结二氧化碳的性质，并通过性质推测其用途。其中蕴含的知识是“二氧化碳具有灭火、制作碳酸饮料、人工降雨等用途”。本节课以探案侦查的推理过程组织知识，引导学生基于情境和实验进行分析推理，构建现象与本质的联结，认识和理解化学知识。

二、构建多维视角促认识思路结构化

化学认识思路指认识化学现象或化学事实的顺序或思考路径。构建认识思路能发展学生的化学思维，促使学生形成解决复杂化学问题的思维模式。认识视角为学生提供了处理复杂问题的切入点，是形成认识思路的基石，它主要解决“从哪儿开始想”的问题。教师构建多维认识视角可以帮助学生丰富思考的维度，拓展思维的广度，避免思维的单一化和固定化。因此，教师构建多维认识视角能促进学生认识思路的结构化。

在讲授“碳酸钠性质”时，笔者从多个维度构建认识视角，引导学生形成认识碳酸钠性质的多条路径：一是从定量的角度探究碳酸钠的溶解性，设置碳酸钠和氯化钠的溶解度曲线图，据此判断某溶液是否饱和，并解释“夏天晒盐，冬天捞碱”的原理；二是从类别的角度判断碳酸钠的化学性质，从碳酸钠的所属类别（盐类）出发引导学生回忆或者预测碳酸钠的化学性质；三是从微粒的角度探究碳酸钠的化学性质，引导学生具体列出碳酸钠溶液中的微粒，找出其中易发生化学变化的微粒——碳酸根，分析哪些微粒易与碳酸根反应，并用实验证明；四是从俗名的角度探究碳酸钠的化学性质，提出问题“碳酸钠的俗名叫作纯碱，说明其水溶液呈碱性，从微观层面看，这是碳酸钠溶液中的哪些微粒导致的”，引导学生利用元素守恒观念解决问题；五是从用途的角度探究碳酸钠的化学性质，引导学生列举碳酸钠的用途并分析这些用途分别反映了碳酸钠的什么性质。这样教学改变了以往学习物质性质仅从物理性质和化学性质两种视角构建物质认识的方式，有利于学生构建多元的化学认识思路，促进学生化学认识思路的结构化发展。

三、建构多类型问题促思维结构化

根据布鲁姆的教学目标分类理论，课堂提问可以细分为六大类，即记忆类问题、理解类问题、运用类问题、分析类问题、评价类问题和创造类问题。不同类型的问题可以培养学生不同层次的思维能力，教师教学时需要借助问题促进学生思维结构化。

在“探究过氧化氢分解中二氧化锰的作用”教学中，笔者先设置一个实验——在装有过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰后，产生大量氧气。鉴于本节课旨在探究二氧化锰的作用，笔者直接提出问题：在该化学反应中，二氧化锰的作用是什么？尽管学生在实验前已通过预习知道过氧化氢分解可产生氧气，但对于二氧化锰这种未知物质，学生缺乏足够的认识。因此，笔者通过细化问题引导学生分析。问题一：氧气究竟由哪种物质产生？学生提出三种猜想：可能是二氧化锰直接生成氧气，可能是二氧化锰与水发生反应生成氧气，也可能是二氧化锰与过氧化氢发生反应生成氧气。学生通过设计对比实验验证这些猜想，最终确认氧气是由二氧化锰与过氧化氢反应生成的。问题二：在该化学反应中，二氧化锰扮演了何种角色？学生提出两种猜想：二氧化锰可能是反应物，与过氧化氢发生反应；二氧化锰并非反应物，仅起到促进过氧化氢分解的作用。问题三：如何判断二氧化锰是否为反应物？反应物在反应过程中通常有哪些共同特征？学生分析后认为反应物在反应后质量通常会减少，因此通过实验称量反应前后二氧化锰的质量，即可验证其是否为反应物。教师通过细化问题、逐步引导促进了学生思维逻辑的构建。

接着，笔者设计评价类问题与创造类问题。如，在探究二氧化锰反应前后质量是否变化这一步实验中，学生首先称量1克二氧化锰，然后在实验后通过过滤、干燥及再次称量等步骤，观察到二氧化锰质量减少。我们能据此推断二氧化锰为反应物吗？这种分析是否精准？学生在评价和讨论过程中意识到，在过滤和干燥过程中二氧化锰可能残留在滤纸、烧杯及玻璃棒上，导致未能准确称量全部二氧化锰。因此，仅凭质量减少并不能断定二氧化锰为反应物，该称量方法的局限性显而易见。笔者借此机会提问：“在刚才的二氧化锰质量称量过程中存在哪些问题？”学生认为称量不准确、过程复杂、耗时过长是主要问题。笔者继续引导，提出激发学生创造性的问题：“导致这些问题的根本原因是什么？你们有何解决方案？”通过小组讨论，学生认为粉末状二氧化锰是导致问题的主要原因，并创造性地提出将粉末状二氧化锰转化为块状以简化称量过程。在学生进行实验的过程中，笔者进一步提出问题：“是否每一种化学反应都只能对应一种催化剂？”学生通过思考认识到一种化学反应可能有多种催化剂供选择。笔者继续引导学生思考：“关于催化剂，你们还有哪些想要探究的问题？”学生提出了多个问题，包括“一种物质是否可以催化多种不同的化学反应”“催化剂是否仅限于加速反应速率”“催化剂的质量是否会影响产物的总量”以及“在其他化学反应中，二氧化锰是否可以作为反应物”等。这一系列富有创造性的提问成功地拓展了学生的思维空间，助力其形成化学结构化思维，促进其思维的结构化。

（作者单位：宜昌市夷陵区教师发展中心）