“关键能力培养”理念下的初中化学教学设计
——以《表示元素的符号》为例

张健玲

（桐乡市六中教育集团实验中学，浙江 桐乡 314000）

新课标的核心素养目标是：培养学生个人终身发展和社会发展所必备的品格和关键能力【1】。学科发展核心素养是培养学生发展核心素养的重要途径，学科教学同时承担着学科目标的实现和学生一般发展目标的实现，每一学科都有培养学生学科素养的任务，同样也是实现学生发展核心素养的重要载体【2】。“培养学生哪些关键能力，如何培养化学学科关键能力，如何把关键能力的培养融入到实际教学中”又成为重要议题和热点，同时对一线教师的学科教学设计也提出了更高的新要求。化学学科关键能力北京教育学院周玉芝教授认为：包括化学三重表征能力、实验与探究能力、概括和运用化学思想方法的能力和证据推理能力【3】。本文以浙教版八年级（下）《表示元素的符号》（第一课时）为例，在学科关键能力培养的理念下进行教学设计探索。

一、活化教材，融入“关键能力培养”思维

叶圣陶先生说过“教材无非是例子”“教材只能作为授课的依据，要教得好，使学生受益，还要教师善于运用”。《表示元素的符号》（第一课时），教科书是从已经学过的科学符号及其意义出发，引出元素符号的书写方法、同时以表格形式提供常见元素符号及读法、元素符号表示的意义。内容简单，以陈述性教学及学生记忆为主，简单机械的传授、乏味的记忆容易使学生失去学习兴趣，缺乏学生关键能力的培养，不符合学生素养发展要求。依据《课程标准》的素养要求本节课教师必须进行创新设计，体现创新意识。

基于学生掌握知识的逻辑起点和思维习惯，依据维果斯基的“最近发展区”理论和“素养为本”的教学理念，本人在这节课设计了探究活动、融入科学史、类比音乐音符等来培养学生的科学探究能力、化学逻辑思维能力、运用化学方法的能力、化学宏观微观符号三重表征能力等。

二、搭建学生发展支架，巧设“关键能力培养”起点

维果斯基将学生的实际发展水平与潜在发展水平相交叠的区域称为“最近发展区”，他认为“如果儿童在最近发展区接受新的学习，其发展会更有成果”依据维果斯基的“最近发展区”理论，整合七年级和八年级学生所学的化学知识和技能作为学生的预测实际发展水平，并利用课前作业“认知呈现”学生的实际发展水平和分析学生潜在发展水平，为学生搭建处于“最近发展区”的有效支架【4】(如图1 所示)。依据学情分析确立教学设计的起点，具体分析如下。

学生的实际发展水平：学生宏微符三重表征发展层次如图2，宏观微观知识整合成下表1，

学生潜在发展水平：学生潜在发展水平是建立“符号的思维和方法”，用符号简单明了的表示大千世界，表示大千世界的物质组成、物质变化、变化过程，即化学学科基本素养之一宏观变化微观本质转换为符号表达，逐步形成宏微符三重表征能力。

学生最近发展水平：学生最近发展区是如何简单明了地表达元素，教师需要搭建应用符号表示宏观现象和微观本质的支架，从而实现在学生“最近发展区”构思教学设计起点。

三、锤炼教学目标，凸显“关键能力培养”意识

由下图可见，可以通过锤炼教学目标，培养和提升学生的关键能力和核心素养。

下表是教参教学目标和锤炼后的教学目标对比表

四、开展探究活动，创设科学史教学，提升学生“关键能力”

（一）新课引入

1.展示课前学生预习作业答案，课前作业（1）查阅资料，列举5 种常见物质的元素组成；（2）列举这5 种物质的微粒构成；（3）列举生活中常见的物理变化2 个，化学变化1 个。

教学意图：用课前预习了解学生的前概念，找到学生的实际发展水平，展现学生的思维过程。

2.问题引入：除了用文字表述以上作业答案，有无更加简单明了的表示方法？

（二）教学环节

1.环节一：模型建构符号表达，提升学生宏观微观模型转换能力和科学探究能力

（1）小组探究活动：寻找和探究设计用更加简单明了的方法表示物质组成、微粒构成、物质变化过程；（2）展示部分小组的设计；（3）视频动画播放电解水的微观过程；（4）讨论并选择最佳方案。

教学意图：元素符号是化学学科学习的难点与重点，直白的告知元素符号及意义，学生难以理解化学符号的重要历史作用和建立符号意义的正确认识，不利于后续化学式、化学方程式等知识的学习。通过设计活动，有些学生会依据所学知识主动画出图示性模型，有些学生会用橡皮泥做出球棒模型，有些学生因知识面较广或预习会用符号表示。再让学生讨论并选择最简单明了的方法，能够让学生对化学符号作用产生深刻的体验；通过物质、微粒、模型、符号的活动实践，实现宏观与微观的转换、模型和符号的统一，让学生能够深刻认识符号的意义；同时在活动中提升学生的科学探究能力，形成变化观念，在协作、交流过程中提升合作能力，在选择中提升决策能力。

2.环节二：渗透科学史，培养学生宏观微观符号的化学科思维和运用学科方法的能力

（1）展示学生的元素符号；（2）PPT 分别展示炼金术、道尔顿、拉瓦锡、贝采里乌斯的化学符号；（3）教师阐述化学符号发展历史及化学符号对化学科学发展的重大影响；（4）元素符号与音乐音符类比，化学世界与音乐世界类比。

教学意图：通过了解元素符号发展的过程，使学生认识到表示同一种事物的符号不是一成不变的，化学符号的发展过程，越来越简单明了的表示事物，还避免了物质不同、变化不同、表达的文字语言不同而引起的混乱，感悟使用元素符号的意义，促进学生化学学科思维的发展和学科思想方法的运用了解；同时也发展学生的辩证思维：麻烦、繁琐、不统一的符号是科学家在不同历史阶段不断努力的成果，对元素符号的发展都曾经有一定推动作用。通过元素符号变迁史的学习，使学生感受科学家在解决问题时的创造力，认识科学是不断发展和完善的。通过元素符号与音乐音符类比，知道元素符号在化学世界的重要性及学习中的重要性

3.环节三：夯实知识和技能，初步培养学生宏观微观符号三重表征能力

（1）学生阅读元素符号的书写规则，认识并记忆常见元素符号，学习正确书写元素符号，说出N 和Cu 所表示的意义；（2）教学中学生按“Y”形图示例，绘制N 和Cu 的三重表征“Y”形图；（3）用“○”表示一个氧原子，请按要求填写下表

教学意图：（1）让学生绘制三重表征“Y”形图【5】，促使学生对宏微符三种表征进行主动、有效的转换，在学生大脑中种下三重表征的种子。反馈学生对元素符号意义的掌握情况，指引教师调整具体的教学策略。加强三种表征之间的关联，让学生在宏观表征、微观表征、符号表征的理解之间架起一座越来越畅通的“桥梁”，为进一步学习根据化学式的计算、根据化学方程式的计算打下坚实的基础。（2）学生形成化学的宏观微观符号的三重表征能力不能依靠学生自己形成，需要教师的各个环节创造条件加以引导，在学习了元素符号、元素符号表达的意义、组成物质的各种微粒之后，设计模型、符号、符号表达意义的课堂练习，有利于学生初步形成宏观微观符号三重表征相结合的思维方式。

4.环节四：课外作业布置（1）思考能否用符号表示物质组成和化学变化过程？（2）查阅资料：元素如何有规律的排列起来？（3）用元素符号表示人体的主要组成物质。（4）周末调查桐乡土壤的主要元素组成和土壤污染。

教学意图：通过课后作业及综合性的拓展活动，不断养成可持续发展意识，提升责任意识，升华成学科及跨学科综合应用能力。

教学设计反思：“学生的学科能力必须以学科知识经验为中介而实现”【6】，那么什么样的学科知识最能转化为学科关键能力呢？在具体教学中如何教学设计？如何在课堂教学中真正落实学生关键能力的培养？教师只有不断提升自身核心素养和教学能力，才能具备较强的指导能力，教师要研究教学内容、全面认知学科结构特点等，将核心素养与实际教学进行匹配和整合，设定合理的教学目标，不断优化的教学设计和教学过程，以科学知识为载体，拓展学生学习领域，将核心素养有机地渗透在初中化学的教学中，并在实践中不断反思核心素养的达成。