◎ 張立軍

一、概念的界定

隨著《普通高中化學(xué)課程標準（2017 年版2020 年修訂）》（以下簡稱《2020 修訂版課標》）的推出，高中化學(xué)教學(xué)進入了一個新的階段。在“雙新”背景下，化學(xué)學(xué)科的教學(xué)更加注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)和學(xué)科素養(yǎng)的落實。從知識內(nèi)容的角度來說，物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)一直以來都是高中化學(xué)課程內(nèi)容的重要組成部分。物質(zhì)性質(zhì)既反映了物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，又決定了物質(zhì)的用途；既能承載基本概念、基本理論的學(xué)習(xí)，又能體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的實用性發(fā)展學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)?！?020 修訂版課標》中對物質(zhì)性質(zhì)教學(xué)的相關(guān)描述示例見表1。

表1 《2020 修訂版課標》中對物質(zhì)性質(zhì)教學(xué)的相關(guān)描述示例

由表1 可見物質(zhì)性質(zhì)的教學(xué)主要包括傳統(tǒng)的無機元素化合物和有機化合物兩個部分，具體內(nèi)容有“氯、硫、氮、鈉、鐵等無機元素及其化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用，并指出要結(jié)合真實情境；乙烯、乙醇、乙酸以及各類烴、烴的衍生物、生命中的有機營養(yǎng)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用”。項目研究團隊對其進行有機地整合，對物質(zhì)性質(zhì)課的概念作了如下界定：物質(zhì)性質(zhì)課可以理解為關(guān)于典型物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化以及物質(zhì)在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用等相關(guān)知識的教學(xué)課型。顯然，物質(zhì)的性質(zhì)是物質(zhì)性質(zhì)課的教學(xué)核心，而由物質(zhì)的性質(zhì)衍生出物質(zhì)的制備、用途以及性質(zhì)背后的本質(zhì)，即物質(zhì)結(jié)構(gòu)也是物質(zhì)性質(zhì)課必不可少的組成要素。姜言霞認為元素化合物知識是構(gòu)成中學(xué)化學(xué)知識的基礎(chǔ)和骨架，甚至被人稱為“真正意義上的化學(xué)”。［1］新的化學(xué)課程體系中元素化合物知識仍處于基礎(chǔ)和核心的地位。馬然認為，將科學(xué)、技術(shù)和生活中的問題線索與有機化學(xué)知識線索相結(jié)合，可進一步增強學(xué)生的社會實踐意識與社會責(zé)任感，使學(xué)生能夠綜合考慮、系統(tǒng)分析問題。［2］物質(zhì)性質(zhì)課在高中化學(xué)課程中有重要的地位和認識發(fā)展價值，具體表現(xiàn)為：一是作為認識對象，促進學(xué)生遷移應(yīng)用所學(xué)的概念原理知識；二是作為感性認識的素材，幫助學(xué)生建立和發(fā)展概念理論；三是作為認識結(jié)果，成為認知結(jié)構(gòu)的一部分，為后續(xù)的認識活動提供參照和依據(jù)。因此，如何設(shè)計一堂高效的物質(zhì)性質(zhì)課成為“雙新”背景下高中化學(xué)教學(xué)的重要課題。

二、物質(zhì)性質(zhì)課的特點及現(xiàn)狀

物質(zhì)的種類繁多，性質(zhì)各異，因此物質(zhì)性質(zhì)課具有以下特點。

（1）知識點繁雜。物質(zhì)的性質(zhì)包括顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性、熔沸點等物理性質(zhì)以及酸堿性、氧化還原性、熱穩(wěn)定性、取代、加成等化學(xué)性質(zhì)。

（2）邏輯性較弱。物質(zhì)的各種性質(zhì)或反應(yīng)相對獨立，邏輯性較弱，缺乏明顯的知識脈絡(luò)。

（3）情境素材多。物質(zhì)的性質(zhì)和生活生產(chǎn)聯(lián)系緊密，可用的情境素材比較多。

（4）實驗活動豐富。相對于理論知識，物質(zhì)性質(zhì)的驗證實驗更為豐富。

物質(zhì)性質(zhì)課的特點也決定了現(xiàn)階段該類課型存在的一些典型問題：知識量大且割裂，知識環(huán)節(jié)缺乏線索，導(dǎo)致學(xué)生的碎片化學(xué)習(xí)，不利于物質(zhì)性質(zhì)的識記；課堂流于形式，介紹大量性質(zhì)，缺乏理論支撐，未能揭示性質(zhì)背后的本質(zhì)，不利于學(xué)生對物質(zhì)性質(zhì)的深入理解；為了踐行新課標，教師設(shè)計大量真實情境，導(dǎo)致素材堆砌，整堂課淪為科普介紹；設(shè)計大量性質(zhì)驗證實驗，整堂課學(xué)生機械化實驗，淪為只動手不動腦的實驗展示課。

三、物質(zhì)性質(zhì)課的設(shè)計策略

為了應(yīng)對當(dāng)下物質(zhì)性質(zhì)課存在的上述問題，我們經(jīng)過研究提出以下策略。

（一）一“境”到底策略

所謂的一“境”到底策略就是貫穿式情境教學(xué)，和非貫穿式的情境教學(xué)相比所具有的優(yōu)勢如表2 所示。

一“境”到底策略對教師的要求非常高。教師要根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇合適的素材，精心創(chuàng)設(shè)真實且連續(xù)的情境來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生在問題情境中學(xué)習(xí)，指導(dǎo)他們在解決實際問題的過程中理解物質(zhì)的性質(zhì)，在關(guān)注、思考、決策的過程中鞏固和應(yīng)用知識、促進科學(xué)思維的形成、嘗試解決問題的方法，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。情境不僅要具有科學(xué)性，還要有一定的信息量和復(fù)雜程度，能真正成為為學(xué)生提供運用學(xué)科知識分析、解決實際問題的載體。

（二）知識結(jié)構(gòu)化策略

知識結(jié)構(gòu)化是將物質(zhì)性質(zhì)的相關(guān)知識按照一定的線索進行歸類、整理，使零散、孤立的知識變?yōu)楸舜碎g相互聯(lián)系的整體，形成一個系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。［3］常見的知識結(jié)構(gòu)化形式包括以下四種。

（1）因果關(guān)系：按知識間的因果聯(lián)系形成相應(yīng)的知識網(wǎng)絡(luò)，如圖1 所示。

圖1 因果關(guān)系

（2）順序關(guān)系：按知識間的先后聯(lián)系形成相應(yīng)的知識線，這種先后關(guān)系可以是時間順序、空間順序和認知順序等，如圖2 所示。

圖2 順序關(guān)系

（3）價類關(guān)系：常以價類二維圖的形式呈現(xiàn)，即以物質(zhì)的類別為橫坐標，以某種元素的化合價為縱坐標，在二維平面內(nèi)繪制的含有該元素物質(zhì)的圖像。其核心是元素，方法是分類，內(nèi)涵是轉(zhuǎn)化，比較適合單元復(fù)習(xí)型的物質(zhì)性質(zhì)課，如圖3 所示。

圖3 價類關(guān)系

圖4 功能關(guān)系

（4）功能關(guān)系：打破教材內(nèi)容的章節(jié)結(jié)構(gòu)，以物質(zhì)的功能或活動任務(wù)為線索重新構(gòu)造知識，使形成的知識結(jié)構(gòu)與問題解決活動緊密聯(lián)系，提高知識檢索的效率和解決問題的能力。

（三）學(xué)習(xí)活動多樣化策略

學(xué)習(xí)活動是物質(zhì)性質(zhì)課推進必不可少的環(huán)節(jié)，形式單一的學(xué)習(xí)活動容易使學(xué)生陷入機械化的學(xué)習(xí)中，從而產(chǎn)生只動手不動腦或只動腦不動手的學(xué)習(xí)方式。而多樣化的活動設(shè)計能使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程跌宕起伏，充滿趣味和懸念，促使學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，主動參與整個學(xué)習(xí)過程。因此，筆者根據(jù)對學(xué)生能力的要求將學(xué)習(xí)活動分成了四個層級，如表3 所示。

表3 學(xué)習(xí)活動的層級

（四）理論引領(lǐng)策略

物質(zhì)性質(zhì)課如果缺乏理論支撐，將會流于形式，導(dǎo)致學(xué)生淺表性地學(xué)習(xí)，機械化記憶物質(zhì)性質(zhì)的相關(guān)知識，無法形成學(xué)科思維，更無法發(fā)展化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)。性質(zhì)各異的物質(zhì)可以搭建多場景、多素材和多拓展性的“練兵場”，物質(zhì)性質(zhì)的教學(xué)過程就是師生一起熟悉場景，操練和精進各種化學(xué)技能的過程。通過這一發(fā)現(xiàn)事實和解決問題的操練過程，學(xué)生不僅可以了解物質(zhì)性質(zhì)的諸多化學(xué)事實，還可以加強對化學(xué)基本原理的理解和應(yīng)用能力、訓(xùn)練化學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度等，而后者正是化學(xué)教學(xué)的終極目標?；瘜W(xué)事實有了原理的加持更具邏輯性和記憶性；化學(xué)基本原理也因化學(xué)事實的加入而更生動和富于活力；兩者在認識和理解上相互促進，從而達到更好的教學(xué)效果。

因此，教師在設(shè)計物質(zhì)性質(zhì)課時要注重挖掘物質(zhì)性質(zhì)背后的理論知識，如物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)速率與平衡、電解質(zhì)的電離和水解等，發(fā)揮核心概念對物質(zhì)性質(zhì)學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用，使學(xué)生形成認識物質(zhì)性質(zhì)的基本化學(xué)觀念，從而建立研究物質(zhì)性質(zhì)的一般思路和方法，最終落實到多維度地發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

四、物質(zhì)性質(zhì)課設(shè)計策略的典型案例分析

（一）學(xué)情分析

“苯酚”是滬科版高中化學(xué)教材選擇性必修3 第三章第一節(jié)“醇和酚”第二課時的內(nèi)容，是一節(jié)典型的物質(zhì)性質(zhì)課。醇是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一類烴的含氧衍生物。知識層面上，學(xué)生掌握了醇類的性質(zhì)，理解了羥基決定醇的性質(zhì)，對具有相同官能團的酚類性質(zhì)的學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)；素養(yǎng)層面上，學(xué)生有一定的實驗探究能力，建立了有機物的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途的化學(xué)觀念，為學(xué)習(xí)其他烴的含氧衍生物構(gòu)建了認知模型。

（二）教學(xué)目標與教學(xué)重難點

根據(jù)《2020 修訂版課標》，結(jié)合上述教材內(nèi)容和學(xué)情分析，本節(jié)課的教學(xué)目標如下，并提出相應(yīng)的教學(xué)重難點。

（1）通過認識苯酚甘油滴耳液，了解苯酚的物理性質(zhì)及其殺菌消毒的作用，感受有機物對人類生活的積極貢獻。

（2）通過實驗探究，了解并掌握苯酚的化學(xué)性質(zhì)，提升宏觀辨識與微觀探析的能力。

（3）通過分析對比實驗現(xiàn)象，歸納醇和酚結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的異同，形成有機物基團之間相互影響的科學(xué)觀念，培養(yǎng)證據(jù)推理能力。

（4）通過實驗方案的設(shè)計與評價，養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)探究精神，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

教學(xué)重難點分別為苯酚的結(jié)構(gòu)、苯酚的化學(xué)性質(zhì)和苯酚的弱酸性。

（三）教學(xué)流程

教學(xué)流程如圖5 所示。

圖5 本節(jié)課的教學(xué)流程

（四）設(shè)計策略分析

1.一“境”到底策略

本節(jié)課采取了核心素養(yǎng)視角下的情境貫穿式教學(xué)設(shè)計，利用苯酚甘油滴耳液這一真實情境貫穿課堂，讓學(xué)生建立苯酚是一種對生活有積極作用的有機物的第一印象，激發(fā)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的動力。本節(jié)課從苯酚甘油滴耳液的功效、成分、使用、保存時效等視角建立一“境”到底的情境線，按照情境線分為四個環(huán)節(jié)，環(huán)節(jié)之間并不割裂。第一個環(huán)節(jié)通過苯酚甘油滴耳液具有殺菌消毒的作用激發(fā)學(xué)生想要了解其成分的求知欲望。第二個環(huán)節(jié)中學(xué)生通過配料表了解其成分包含有效成分苯酚和輔料甘油，并通過觀察和實驗了解苯酚的物理性質(zhì)。物質(zhì)的性質(zhì)決定其用途，學(xué)生很自然地進入第三個環(huán)節(jié)——苯酚化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)，此處巧妙地利用輔料甘油和苯酚具有相同的官能團來引導(dǎo)學(xué)生推測苯酚可能具有酸性，并設(shè)計苯酚濁液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實驗得出結(jié)論。起殺菌消炎作用的苯酚甘油滴耳液具有酸性，與起清潔耳道軟化耵聹作用的碳酸氫鈉滴耳液是否能配合使用，起到更好地治療耳道疾病的效果呢？學(xué)生在理論與實驗的認知沖突中推測出苯酚的酸性弱于碳酸這一事實，故兩種滴耳液可配合使用。本節(jié)課的最后一個環(huán)節(jié)由苯酚甘油滴耳液的保質(zhì)期切入，引導(dǎo)學(xué)生思考一瓶臨期的苯酚甘油滴耳液是否仍然有效，通過實驗掌握檢驗苯酚的方法。本節(jié)課自始至終圍繞“苯酚甘油滴耳液”這一真實情境，使學(xué)生在連續(xù)的情境中主動思考，解決問題，真正做到了身臨其“境”。

2.知識結(jié)構(gòu)化策略

本節(jié)課通過苯酚甘油滴耳液的情境創(chuàng)設(shè)，將原本零散煩瑣的苯酚性質(zhì)融入了情境的各個環(huán)節(jié)，是一種以功能關(guān)系將知識結(jié)構(gòu)化的策略，如圖6 所示。知識有了內(nèi)在的邏輯性使學(xué)生更易識記和內(nèi)化，提升學(xué)習(xí)效率。

圖6 本節(jié)課以功能關(guān)系將知識結(jié)構(gòu)化的策略

3.學(xué)習(xí)活動多樣化策略

本節(jié)課以觀察苯酚晶體、進行苯酚溶解性實驗、觀察苯酚和甘油的分子結(jié)構(gòu)等感知活動先行，使學(xué)生對苯酚的物理性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)有一個籠統(tǒng)的感知，進而實施苯酚羥基活潑性的探究活動。學(xué)生通過探究反應(yīng)物的選擇、反應(yīng)條件的選擇、溶劑的選擇等，確定最終的實驗方案，在常溫下用鈉分別和甘油及苯酚的乙醚溶液進行反應(yīng)，對比實驗現(xiàn)象得出苯酚羥基更活潑的結(jié)論。學(xué)生通過進一步的推理活動，揭示苯酚羥基活潑性強的本質(zhì)原因是苯環(huán)對羥基產(chǎn)生了影響，使之變得活潑易于電離出H+。由此，學(xué)生容易聯(lián)想到苯酚可能具有酸性，并利用苯酚濁液與NaOH 反應(yīng)后變澄清的體驗活動，驗證了苯酚具有酸性的猜想。各種層級活動的設(shè)計符合學(xué)生的認知規(guī)律，通過感知和體驗幫助學(xué)生由淺入深地了解苯酚的相關(guān)性質(zhì)。通過推理和探究深層次地探索性質(zhì)背后的本質(zhì)原因，學(xué)生既能感受物質(zhì)性質(zhì)實驗的趣味性，又能體會科學(xué)探究推理的邏輯性，多維度地落實學(xué)科核心素養(yǎng)。

4.理論引領(lǐng)策略

本節(jié)課以“物質(zhì)分類觀念”引領(lǐng)醇和酚結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，羥基連接方式不同決定了有機物的種類；以“有機物基團之間相互影響的結(jié)構(gòu)觀念”引領(lǐng)苯酚酸性的學(xué)習(xí)；以“強酸制弱酸的物質(zhì)變化觀念”引領(lǐng)苯酚酸性強弱的學(xué)習(xí)；物質(zhì)具有兩面性，苯酚雖然有毒，但可殺菌消毒；雖然容易被氧化，卻可以采用合理的科學(xué)方法進行檢驗，故以“突出物質(zhì)性質(zhì)對生活生產(chǎn)具有積極作用的科學(xué)價值觀”來統(tǒng)領(lǐng)苯酚的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生感受化學(xué)對人類和社會的巨大貢獻。

五、總結(jié)與反思

本節(jié)課從苯酚甘油滴耳液的功效、成分、使用、保存時效等視角建立一“境”到底的情境線，并通過苯酚甘油滴耳液的功能關(guān)系將苯酚的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途等知識結(jié)構(gòu)化，在化學(xué)觀念的引領(lǐng)下設(shè)置核心問題鏈，使學(xué)生通過四種層級的學(xué)習(xí)活動解決問題，得出結(jié)論。

總之，“雙新”背景下在一堂高質(zhì)量的物質(zhì)性質(zhì)課中，教師可以運用上文提及的四大策略進行設(shè)計。一“境”到底策略能增強物質(zhì)性質(zhì)課的連續(xù)性和趣味性，從而轉(zhuǎn)變學(xué)生被動的學(xué)習(xí)方式；知識結(jié)構(gòu)化策略能增強物質(zhì)性質(zhì)知識的內(nèi)在邏輯性，使學(xué)生在有限的課堂時間內(nèi)提升知識獲得的效率；學(xué)習(xí)活動多樣化策略將學(xué)習(xí)活動按難度和形式合理分層，兼顧了趣味性和思維性，使學(xué)生愿意參與力所能及的感知和體驗活動，切實掌握物質(zhì)性質(zhì)知識，同時也愿意加入團隊的推理和探究活動，從中體會科學(xué)探究的思維與方法、培養(yǎng)提出假設(shè)推理驗證的能力；理論引領(lǐng)策略能豐富物質(zhì)性質(zhì)課的內(nèi)涵，使學(xué)生站在更高的理論視角俯瞰物質(zhì)性質(zhì)背后的本質(zhì)，有利于發(fā)展學(xué)生將物質(zhì)性質(zhì)知識學(xué)以致用的科學(xué)價值觀。