基於化學信息素養的「鹵代烴」教學案例
基於化學信息素養的課堂有效教學思考和實踐
——以選修5「鹵代烴」教學為例
李子傑
（廣州市第二中學 黃埔蘿崗 510530）
摘要
以「鹵代烴」教學設計和實施為案例，結合包括學習理解、應用實踐、遷移創新在內3×3化學學科能力要素內涵和表現指標以及化學核心素養的內涵和要素，闡述了化學信息素養的內涵和教學基本模式，也提出了整合各類教學資源，優化信息重組，強化信息引導下的深層次探究教學思想。
關鍵詞
化學核心素養；化學信息素養；信息加工整合；信息鏈；問題鏈
根據高中學生化學學習的情感、思維、能力等特徵，結合一線教學實踐，可定義化學信息素養如下：在教學中，教師根據教學目標，對各類教學資源進行優化重組，形成系列短小精悍的信息點或信息鏈，引導學生自發地思考、探討化學學習目標對象以及學習過程中傳達的關鍵信息，如宏觀物質性質和用途信息、微觀結構信息、化學實驗信息、數據圖表信息、生產流程信息、社會焦點信息等，並客觀地認識信息、及時評估信息、準確獲取關鍵信息，並根據學習目的用「化學語言」對關鍵信息進行加工整合，達到對化學信息進行創造性應用。
基於社會需求和學生髮展的高中化學教學「信息素養」觀
近幾年的考試大綱對高中化學課堂教學都有明確的導引，在培養學生化學能力層次上都強調化學課堂教學過程中要不間斷地培養學生獲取、評估、整合化學信息的能力。特別指出化學課堂教學中及時創設必要的教學環節引導學生對化學基礎知識正確複述再現，並能融會貫通；引導學生通過對自然界、生產和生活中的化學現象的觀察以及實驗現象、實物、模型的觀察，對圖形、圖表的閱讀，獲取有關的直接或間接信息，並進行初步加工、吸收、有序存儲；引導學生從獲取的信息中，準確提取實質性內容，並和已有知識整合，重組為新知識塊；引導學生在理解所學化學知識之間的本質區別與內在聯繫的基礎上，藉助獲取的信息進行必要的分析、類推或計算，解釋、論證一些具體的化學問題，並將分析和解決問題的過程及成果，能正確地運用化學術語及文字、圖表、模型、圖形等進行表達，並做出合理解釋[1]。
化學教學的主要特點是引導學生在原子、分子水平上認識物質，藉助必要的信息識別、改變和創造分子；在理解化學反應本質、基本原理以及能量變化等規律的基礎上，藉助化學實驗和必要信息，採用定性和定量研究的方法，強化學生探究的基本過程，以及以實驗和推理為基礎的科學探究方法[1]。化學就是研究物質的結構和性質，進而在一定的信息條件下改進物質或創造新物質，也就說化學的最高境界是「創造」，因此化學教學中要善於充分設置和利用各種信息，引導學生利用已知規律和原理進行遷移應用。
基於高中化學信息素養的課堂有效教學的模式
基於高中化學信息素養的課堂有效教學的共同點就是依據課堂教學目標，整合各類教學資源，結合課堂教學環節，提出學習問題或學習對象，創設真實的信息點或信息鏈，然後採取兩條路線：
其一，引導學生對信息進行認知、評估，整合，用相關原理進行討論及闡述，形成規律，並對規律進行遷移應用，這是一種比較直接的教學方法。
其二，引導學生對獲取的信息進行分析，發現同認知的規律和現象等產生矛盾衝突，再創設必要的信息點或思考點，引導學生對信息再認識，進而深度整合，對原思考方式進行調整，對學習問題或對象再辨析，設想合理的解釋或規律，建立問題解決的模式，設計相關實驗進行有效論證，結合論證，對相關問題進行闡述，最後創設新的問題鏈，引導學生遷移應用。以上兩種教學模式可以概述如圖1。
圖1 基於信息素養的兩種課堂教學模式
《鹵代烴》教學設計和實施首要明確的問題就是教學的主線索和核心探討點
通過學生自學就能達成目標的知識點，通過創設文本及數據等信息，創設必要的問題或問題鏈，激發學生興趣，引導學生通過閱讀自主完成，形成一般的認知，同時也創設必要問題鏈，引導學生自我評價，以培養學生自主學習和信息獲取能力以及自我評價能力。比如本節課中關於鹵代烴的定義、分類、簡單命名、基本物理性質、毒性及處理等基本知識點，都可以精心設計系列關聯性的文本和數據等信息，引導學生閱讀、整合，形成基本認知。這可以劃為第一課時，著重培養學生的自我學習和評價能力。
《鹵代烴》教學過程需重點討論的核心知識主要包括以下幾點。
1-溴丙烷的結構的分析和性質的預測、1-溴丙烷發生水解反應和消去反應的微觀探析、宏觀條件選擇、產物的實驗論證、在及時拓展的基礎上進行綜合遷移應用和創新性應用。這些都是學生關於鹵代烴結構和性質等有關概念和原理形成及遷移的過程，需要在教學中有目的引導學生們通過合作探討及實驗操作等過程有序建構。可以採取如下教學環節實施：問題提出?模型觀察?結構分析?性質分析?信息解讀?形成規律?實驗論證?形成結論?簡單遷移應用?創造性綜合應用實踐。在整個教學過程中，始終以圖表、文本、模型、實驗、數據等多樣化的方式提供充分的信息，包括結構信息、性質信息、用途信息等，引導學生由淺入深，層層展開分析，或直接形成結論或規律，或形成認知矛盾衝突，及時創設必要信息，引導學生合作討論，結合矛盾衝突點，設計實驗，進行求證，最後結合形成的概念何原理等等知識，創設信息引導學生由簡單的遷移應用，到綜合性的創造應用。
《鹵代烴》教學思考、設計及實施
4.1 核心教學目標
⑴通過文本信息自主閱讀及課堂分組實驗信息獲取進行合作探究，了解鹵代烴的官能團隊鹵代烴的物理性質和化學性質的影響；能通過鹵代烴的結構識別鹵代烴的取代反應和消去反應兩類特殊反應；
⑵掌握結構決定性質的科學觀點及以點帶面的研究方法，通過探討1-溴丙烷水解及消去反應實驗演示操作及產物檢驗等具體過程，提升學生思維能力、觀察能力、實驗能力以及對信息的獲取、整合能力。
⑶培養學生科學的化學觀，以及合作學習、交流探討的意識。
4.2教學基本思路
⑴1-溴丙烷的結構特點可以通過分子模型（球棍模型），輔助以充分必要的信息，設置具有一定梯度的問題鏈，充分調動學生的積極性，讓學生通過信息整合以及結構對比了解1-溴丙烷結構的特點；
⑵設置充分及時的信息，結合問題鏈，引導學生緊緊圍繞「信息和結構」，抓住官能團和反應條件，通過演示實驗，由淺入深，探討1-溴丙烷的取代反應和消去反應；
⑶在形成一般性概念和原理之後，及時創設信息，引導學生進行遷移應用，由1-溴丙烷的性質推廣到其他同類鹵代烴的性質，進而引導學生對概念和原理進行創造性應用。
基於學生化學學科能力發展的教學設計及實施
王磊教授、支瑤博士等在《化學學科能力及其表現研究》提出化學學科的認識活動和問題解決活動包括基於學習理解活動的知識和經驗的輸入、基於應用實踐活動的知識和經驗的輸出、基於創新遷移活動的知識和經驗的高級輸出。並設計了包括學習理解 (辨識記憶、概括關聯、說明論證)、應用實踐(分析解釋、推論預測、簡單設計)、遷移創新 (複雜推理、系統探究、創新思維)在內的3大類、9小類3×3化學學科能力要素內涵和表現指標[2]。故《鹵代烴》（第二課時）教學設計和實施如表1。
表1 基於3′3化學學科能力要素的《鹵代烴》教學設計和實施
教學反思與基於學生化學信息素養的課堂教學改革的實踐性
《鹵代烴》（第二課時）從展示1-溴丙烷，介紹其典型物理性質開始，這節課就不斷地創設信息和問題鏈引導學生進行信息整合，從微觀和宏觀層次上進行分析，得出以1-溴丙烷為代表的鹵代烴的化學性質。而預設的1-溴丙烷和KOH水溶液、1-溴丙烷和乙醇溶液共熱兩個改進的實驗為學生們的思考帶來了豐富的想像。1-溴丙烷的結構分析，使學生們獲取了直接的信息，結合宏觀的實驗條件以及有效碰撞理論，從微觀層次上分析兩個實驗反應的可能性，並通過斷鍵和成鍵的位置分析，得出可能的產物。結合兩個實驗條件信息，通過設計實驗檢驗產物，驗證了分析科學性嚴謹性。組後通過遷移拓展，得出鹵代烴的性質。整個教學設計和實施過程中始終都滲透著信息引導下的化學問題思考和解決以及遷移創新的教學思想，也滲透著模型認知與證據推理、宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想等化學化學學科思想和方法，並在實踐層面上不斷引導激勵學生根據豐富的信息和儲備知識對研究的化學問題進行科學探究與創新，形成結論，併合理遷移，最後在高層麵價值追求上引導學生進行實驗設計進行科學嚴謹求證。
信息產業協會主席保羅·澤考斯1974年提出信息素養，包括能夠判斷什麼時候需要信息，並懂得如何去獲取信息，如何去評價和有效利用所需信息。從學科知識產生和教育實踐特徵而言，化學是一門以實驗為基礎，滲透著廣泛的信息認識、評估、處理、應用等富含信息的自然學科。化學實驗室培養學生綜合信息能力的主渠道，探究性實驗對學生信息能力的提升至關重要，學生的信息處理能力和評價能力始終貫穿於整個探究過程中[3]。綜合分析，化學信息素養主要表現為運用信息工具獲取和處理化學信息、進而生成化學信息、創造化學信息、發揮化學信息的效益等能力。
參考文獻
[1] 教育部考試中心.2017年普通高等學校招生全國統一考試大綱（理科）[M].北京：高等教育出版社，2017：131—132.
[2]王磊、支瑤.化學學科能力及其表現研究[J].教育學報，2016，12（4）：46—56.
[3]宗漢.提升高中生化學信息素養的策略研究[J].化學教與學，2013（3）：72—73，15.
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