中学化学必修课程设计

资优学生自身的特点使他们能够用较少的时间和精力完成普通学生的学习任务，有条件参加多样化的、更富有挑战性的活动经受历练，接受更多规范、严谨的创新素养的培育训练而获得长足的发展，为此笔者在学校领导的支持下，把高中三年时段作为一个整体，以学生三年发展的可能性为远景，规划化学教学，设计教学目标，制订培养计划，选择课程内容，开发校本课程，并逐渐形成学校资优学生的化学课程体系（如图7-2所示）。它能为学生提供更大的主动发展空间，营造更有利于学生成长的环境，满足他们差异性需求。新课程的实施为学校化学课程体系的形成提供更多便利。

图7-2　高中资优学生化学课程体系

该课程体系如同《上海市中学化学课程标准（试行稿）》，分为基础型课程、拓展型课程和研究型课程三个层次。其中高中化学基础型课程和化学拓展（Ⅲ）是《上海市中学化学课程标准》规定的基础型课程和选修化学科目高中生的必修课程，它们是高中资优学生化学学习的必修课程，主要任务是为学生打好扎实的化学知识和技能基础；让学生学会学习化学，形成基本的化学观念和对物质世界的科学认识；帮助学生“发现”自己，完成对学生个体的过程性识别。必修课程在两年内修完，可以完全在学校化学必修课内完成（如华东师大二附中），也可以由学校化学必修课与部分选修课共同来完成（如上海市普陀区曹杨第二中学等学校）。

拓展型课程是高中资优学生化学学习的初级选修课程，主要任务是从理论和实验两个方面拓展学生的化学知识与技能[“全国高中学生化学竞赛基本要求（初赛）”是拓展的依据]；开阔学生视野，感受化学及化工发展的魅力；提高自主学习、从化学的视角看世界的意识和能力；促进学生兴趣聚焦，初步完成对学生的选拔性识别。拓展型课程一般与基础型课程几乎同时开设，并在基础型课程内容的合适生长点上进行拓展延伸。

研究型课程是高中资优学生化学学习的高级选修课程，主要任务是帮助资质潜能、爱好志趣不同的学生找准匹配度高的发展领域，提供针对性的培养[“全国高中学生化学竞赛基本要求（决赛）”是“化学竞赛研习”课程设计的依据]；让学生在亲身经历力所能及的创造活动中找到发挥自己优势潜能的新的生长点，尽展所能。研究型课程属于高中资优学生化学学习的最高层次，供学生修完基础型课程以及相关的拓展型课程之后选修。

教学实践表明，上述课程体系无论是在华东师大二附中还是在上海市普陀区的其他学校，都十分有利于促进资优学生从对化学的“兴趣”，发展为“志趣”（指将单纯的兴趣爱好升华为立志投身科学事业的志向），进一步到“情趣”（即形成乐于研究、勇于创新的生活态度），实现由“好”学生到“拔尖”学生，再到“优秀”学生，进而成为“一流”学生的转变。

化学必修课程是高中化学课程的基础部分，资优学生的成长、创造力的发展首先是在必修课程的学习中起步的。

一、化学必修课的教学模式设计

人的创新精神与实践能力离不开扎实的基础知识、娴熟的基本技能、较强的创新意识以及必备的创造发明技法。高中化学必修课程首先要集中解决的问题是帮助学生学会学习，增强他们的创新意识。如果要求学生一下子完全摆脱我国传统文化和教育的影响，彻底改变自己的学习习惯那是不现实的。如果能在所教学生的学识水平、学习能力与思想方法实际与创新人才必备的素质之间找到合适的教学台阶，就能帮助他们沿着科学合理的台阶拾级而上，“跳一跳，摘果子”，真正转变学习方式，学会自主学习、独立探究，高效率地完成特定的学习任务。

笔者通过研读理论，研究现代教学任务的基本构成、研究学生以及自己成功的经验，边构思边实践边优化，设计了“三台阶渐进教学模式”（如图7-3所示）。

图7-3　“三台阶渐进教学模式”示意图

第一个教学台阶是以化学基础知识和基本技能为载体，教会学生“怎么学”化学。即让他们有改变从小养成跟着教师按部就班学习的习惯之愿望；知道并能够自己发现问题，知道该怎样围绕问题的解决开展学习。在这个教学台阶上要积极调动一切可利用的资源，努力激发学生对科学的兴趣，帮助他们提升科学态度和思维方式；要下功夫集中培养他们“有疑可问，有疑可探”的习惯和能力；要通过学习材料中的一个个案例，教给他们学习化学知识与研究化学问题的基本方法和实验技能。这是一个最为困难的阶段，是很需要花费时间和精力的。

登上第二个教学台阶的学生需要运用第一个台阶学习中的收获学会自学，同时积极“合作学”。教师在指导学生以小组形式开展学习研究的过程中，需要采取各种措施促进学生间的合作、教师与学生间的相互讨论，强调在发展各自的求异思维和问题解决能力的同时，学习相互合作与交流的技能，体验成功的喜悦。

第三个教学台阶便是以问题作为课的先行组织者，让学生围绕一定的问题或课题独立“自己学”。笔者有时用1～2节课让学生围绕一个问题展开学习和研究，得到体验和收获。有时将一个单元的学习任务和学习时间交给学生，让他们任选自己喜欢的学习方式进行自主学习，然后组织专题讨论进行提炼、完善和巩固。作为组织者、指导者和促进者，教师通过观察、巡视、谈话不断了解学生的学习情况，对不同的教学对象提供不同的帮助。及时召开专题讨论会让学生在共享各自的发现和收获的同时，不失时机地纠正学习和探究中的偏差，也便于教师不断发扬学生中的闪光点，给予鼓励，树立榜样。

例如，在高中元素化学教学过程中，可以将有关卤素、氧族、氮族三个单元教学内容的顺序进行合理调整，相对集中，为三个教学台阶的形成创设条件。在起始单元“卤素”的教学中，笔者根据教学内容的特点，创造条件让学生有更多机会自己动手实验；着重抓住“实验基本功”和“简单探究实验的设计”来提高学生的实验能力。从对学生尊重客观事实和追究事物本质的科学精神的培养，到实验观察方法、实验记录、实验图像绘制以及基本操作的严格训练等，都设有具体的教学目标，有计划地进行训练，定期进行考核。充分开发上海地区丰富的社会教育资源，把课堂“搬”到校外，让学生在学习化学的同时感悟科学的魅力，提高兴趣。从阅读能力的培养开始，努力提高学生的自学能力。通过化学规律的习得和知识网络的编织，培养学生的思维品质以及记忆和运用知识的能力，达成第一个台阶的教学目标。

在紧接着的“氧族”教学中，笔者将大部分知识组编成“硫和硫的氧化物”“氢硫酸、稀硫酸和浓硫酸”“硫化物和硫酸盐”“氧族元素”等几个专题，把许多演示实验改为学生实验，组成学习小组，指导学生在各专题的学习中参照上一单元的学习方式开展合作学习，借以激发学生的自主意识，巩固科学的学习方法，收获足够的成功体验，实现从教师指导学到学生自己学的过渡。

在“氮族”教学中，笔者将整个单元的内容组编成系列学习专题，同时拟定学习参考提纲。首先上“学习预备课”，向学生介绍本单元有哪些学习专题，可使用的学习条件和学习手段有哪些，提出学习要求，下发学习参考提纲，规定学习期限，演示个别必要的实验（指涉及有毒有害物质、有一定危险性实验）。将整个单元的其他实验安排在实验室中，让学生在指定课时内，根据自己的学习需要，选择自己喜欢的学习方法主动去学（可以去实验室做实验，可以自学，可以与人讨论等），做好学习笔记。带领学生参观化肥厂合成氨的生产过程和化工研究院的硝酸车间等。教师通过巡视和听取学生对各知识专题学习的汇报以及查阅学习笔记，不断了解每位学生的学习情况。最后的专题讨论课以“学生为主，师生互动”的方式对学习所得进行提炼和提升。由教师挑选学有收获确有体会的1～2名学生在专题讨论课上作中心发言，要求他们整理展示该专题的知识网络，在介绍知识要点和学习心得时，提出1～2个能引发学生思考的问题用于检验学生运用知识的能力。然后接受学生的质疑提问。课前教师与主讲学生一起设计讨论课的思路，估计学生可能提的问题，作好解答的准备。主讲学生课前应与其他学生多交流切磋，上课时才能谈出有独到见解的学习收获。课堂质疑以及师生共同讨论环节，在解决问题的同时再次活跃大家的思维，促进对知识的深入理解和灵活应用。

发展不平衡是必然的，在上述过程中难免有一些暂时落后的学生，在大段的自主学习时间内教师很容易发现他们，腾出手来重点帮助他们尽快赶上。此时，一方面要注重鼓起他们的自信心，另一方面要帮助他们找到化学学习上的问题所在，给予个别辅导和点拨。教师同样能清晰地发现学生个体的特质与潜能，向他们传递积极的期望，启发他们认识自我。对那些化学学习优势潜能比较明显的学生，指导他们在有限的时间里继续学习“化学拓展”或“化学实验提高”课程，更好地发展兴趣特长。为此，在“独立自己学”阶段，笔者又设计了以多层次、多循环、操作性强为特色的“自主学习教学模式”（如图7-4所示），将因材施教原则落实到每位学生，满足学生多元发展的需要。

图7-4　“自主学习教学模式”的实施模型

笔者在不同层次学校中的教学实践表明，这些教学模式能给学生比较大的学习自由度，学思并用，手脑结合，需要“动用”的智力较高，实践的机会大大增加。智力加上知识通过实践就能转化为能力，有利于不同基础的学生学习能力的提高以及优秀学生群体的涌现。当年在华师大二附中理科实验班中逐渐形成了一个化学冒尖的优秀学生群体，有的在高二时就能超越众多的高三学生，荣获“全国高中学生化学竞赛决赛暨冬令营”一等奖，并入选国际化学奥林匹克我国国家集训队；高三时该班学生在“全国高中学生化学竞赛（上海赛区）”中囊括了一等奖的50%、全国决赛上海代表队的100%；他们的科研论文和科技作品在“全国青少年科技创新大赛”及“亿利达发明奖”评选中获得多个一等奖和二等奖；还有学生在国际化学奥林匹克竞赛中摘金夺银。在上海市普陀区其他学校中，只要能根据不同教学对象，选择不同的教学内容作为起点，在三个教学台阶上设计不同层次的教学要求，都能取得同样令人满意的教学效果。

二、化学必修课的教学策略和方法设计

高中学生正处于一生中生命活力最为旺盛、心灵需求最为丰富的时期，这一时期所受的教育对他们一生的发展影响很大，甚至是十分关键的。中学开设的每门学科都有其独特的学科育人优势，在教学策略和方法的设计中要充分发挥化学学科的优势，助推学生创造力的发展。

化学实验是学生进行化学探究最主要的手段，也是化学学科培养学生创新精神和实践能力的有效载体。在化学必修课的教学中，笔者运用化学实验提高学生学科素养和创新能力的教学策略和方法主要有：

·整体规划化学课程教学，为学生在每一阶段的实验探究设计“支架”；

·挖掘教材实验的育人功能，多视角唤醒学生的创新意识；

·开发创意实验，丰富学生的想象、活跃思维、锻炼动手能力；

·遴选有价值的问题，拓展课堂，在合作探究中自我建构知识；

·帮助学生形成班内相对稳定的“学习型小组”（参见第三章第六节）；

·改革实验报告和实验教学的评价方法（参见第四章第五节）。

例如，我们知道任何一项创新总是从提出问题开始的，人的创新精神首先表现在善于提出问题。爱因斯坦说过：“提出问题比解决问题更重要，因为提出新的问题、新的可能性、从新的角度去看旧问题，都需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”在当前我国的中学化学课堂上，普遍可见的现象是：学生探究的问题都由教师提出；对同一内容的探究，地区不同、学校不同、班级不同，大家提出的问题基本相同。教师反映：我们的学生没有提问题的习惯，往往也提不出问题。怎样改变这种状况呢？笔者在课堂教学实践中积累了一些引导学生积极提出问题的办法，可供大家借鉴。

1.有意暴露教学实验中的矛盾，引导学生发现问题

化学实验中有大量可以让学生亲身体验化学知识、定律、原理的形成和发展过程的题材，如质量守恒定律、元素及其化合物性质的周期性变化、勒夏特列原理等。化学实验从宏观物质之间的反应入手来探索微观世界的奥秘，实验的影响因素比较复杂，未知因素很多，尽管教学实验已经过挑选，但也不是每个实验都能在短时间内顺利完成的，常有实验现象不明显甚至有异常现象出现，实验失败、重现性差的情况也不少见。例如，向饱和碳酸钠溶液中不断通入二氧化碳，没有预期的白色沉淀物出现；加热无水醋酸钠和碱石灰的混合物，得到的甲烷量不多，产物中却有化学方程式中所没有的、具有香味的液体出现；电解氯化铜溶液时，阴极碳棒上铜的沉积又慢又少，如果延长电解时间，阴极区溶液颜色转暗，甚至会变成墨绿色；氧化铝是两性氧化物，而市售氧化铝却不易溶于氢氧化钠等强碱溶液。又如，怎样践行“绿色化学”，防止实验中污染物的形成，而不是停留在被动治理化学污染的问题上……其中可探讨、可研究的问题很多。传统的做法是：教师在课前摸条件，作改进，解决阻碍实验成功的问题，尽可能让完美的实验现象出现在学生面前，为书本知识提供佐证。其实所有的科学成果都是基于观察的结果，倘若换一种思路，将这些问题直接呈现在学生面前，可以使学生通过观察积极思考，见微知著，提出问题，让课堂成为发现问题的场所。

2.积极帮助学生捕捉思维灵感，鼓励他们大胆提出问题

几年前，有一个课后作业的答案是氯化铵溶液与水玻璃反应时“有沉淀和气体产生”。作业讲评时有几个学生在小声嘀咕：水玻璃那么黏稠，与氯化铵溶液之间的反应不会剧烈吧？果真能产生答案所描述的反应现象吗？这种偶然迸发的思维火花是十分可贵的，即便是朦胧的，甚至有点粗浅或幼稚。笔者鼓励学生把疑问提出来，指导他们在课余运用实验手段进行研究。结果非常理想，他们撰写的研究论文荣获上海市青少年科技创新大赛一等奖。学生从这样的事例中受到鼓舞，提问积极性得到保护，问题意识势必越来越强，求异思维越来越活跃。

3.努力培养学生对已有知识和发现的不满足感，支持学生提出和分析问题

例如，用试管就能完成铜片和浓硝酸反应的实验，并产生鲜明的实验现象，但实验环境受污染严重。怎样改进这个实验呢？经启发，学生很容易想到用碱溶液吸收气体，或者用分液漏斗、双孔塞向试管中加浓硝酸，初步达到改进目的。接着追问“有没有更好的方案呢？”学生经过热烈讨论，有人设计了如图7-5所示的装置，既能解决污染问题，又能由大烧杯中水面的上升以及水溶液的酸性揭示二氧化氮与水反应的化学性质，得到全体学生一致好评。此时再向学生介绍杂志上“蓝色喷泉”实验设计（如图7-6所示），设计者将铜与浓硝酸、二氧化氮与水的反应以及喷泉实验巧妙地组合在一起的构思让不少学生跃跃欲试：能不能再将一氧化氮与氧气反应的实验也组合进去呢？创新思维闪光，各种富有新意的实验设计应运而生。

图7-5

图7-6

再如，化学课堂上的研究性学习十分有利于学生发展思维、培养科学创新能力。有价值的好课题是研究性学习活动能够获得成功的关键。教学设计中教师要以科学教师的学科视野和职业敏感，在预设和生成中帮助学生遴选有价值的问题进行立题研究。本书第二章第五节介绍了适合化学课堂探究的问题的特征以及设计的基本要求，这里需要补充强调的是，为资优学生的研究性学习设计的好课题应该具有一定的创新性，即为学生留有一定的“创新开发区”。例如，在必修课程的总复习阶段，学生中常有剖析和解答综合实验问题思维不畅或者受阻、实验仪器的正确选择与基本实验操作尚不能完全过关的情况出现。可以选择涉及中学化学实验方方面面的固体物质分解率的测定实验，组织学生边设计、边实践、边研究、边归纳，帮助学生突破难点。选取什么物质作为研究对象最为合适？高锰酸钾是学生熟悉的一种化合物，但是它的分解产物——二氧化锰在高于800 K的温度下便会发生分解放出氧气的性质是学生不知道的。当用燃气灯加热高锰酸钾固体，测其分解率时，会得出分解率大于100%的“令人吃惊”的实验结果，这里有需要大胆创新才能解决的疑团，有培养学生实事求是科学态度的好素材。为此，笔者选用“如何测定高锰酸钾的分解率”作为研究课题，教学生在课堂上边研究方案、边完成实验，展开对所发现问题的讨论，收到令人满意的教学效果。

用于课堂教学的研究问题一般不宜过大，应该考虑在学校的实验条件下大部分学生可以在一定课时内完成（并不局限于一课时）。那些能联系解决学生生活、学习乃至生产实际中某些问题的课题，通常也是最受学生欢迎的。