元素化合物是高中化学必修课程的重要内容，外显为无机物的性质、转化和应用，内隐为基本概念、实验化学与反应原理，是学生宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识、证据推理与模型认知等化学核心素养形成与发展的重要载体。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课标》）选择Na、Fe、Cl、N、S等5种核心元素作为必修阶段系统学习的代表性元素。表面看，需要系统掌握的具体知识总量是减少的，实则对元素化合物的认识深度、能力水平及概念理论迁移应用的要求均显著提高。因此，开展以素养为本的元素化合物教学是《课标》与新高考的必然要求。
然而，在实际教学中，不少教师仍习惯性将元素化合物定位为陈述性知识，要求学生背记性质与方程式、被动记录实验现象和结论，继而陷入题海训练。这种学习方式缺少科学的认识方式，缺少学生的主动观察与思考，缺少基于反应原理的证据推理，属于典型的浅层学习。学生往往仅能达到较低学业要求——辨识典型物质性质与实验现象
［1］，却难以预测或分析陌生物质性质，更无法依据性质解决实际问题，不利于核心素养的发展。
深度学习是核心素养培育的重要路径，强调高阶思维与知识迁移，倡导主动参与和意义建构。立足深度学习理论，开展以素养为本的元素化合物教学研究，正是破解上述困境、落实《课标》精神的关键所在。
1 构建以素养为本的元素化合物深度教学路径
深度学习理论
［2］视知识为素养发展的载体，真实情境为素养生成的场域
［3］；强调学生活动是获取知识、发展素养的根本途径，持续性评价是诊断与发展素养的关键手段。胡久华
［4］指出，化学学科的深度学习应立足宏微结合、变化守恒的视角，依托证据推理与模型认知的思维方式，开展以化学实验为主的多元探究活动，引导学生在解决复杂问题中习得知识、建构化学观念。基于以上相关理论，结合元素化合物知识特点，笔者构建了如
图1所示的深度教学路径，即在教学目标引领下，教师甄选承载知识的真实情境，将知识转化为挑战性任务，通过学科问题驱动学生运用证据推理、模型认知及实验探究等方法解决问题、获得新知；课中，基于表现性评价及时反馈调控；课后，实施总结性评价，诊断目标达成情况，优化后续教学。笔者以“科学使用含氯消毒剂”为例，详述该路径的实施过程，探究指向核心素养的元素化合物教学策略。
2 素养导向的元素化合物深度教学实践
2.1 创设情境，知境合一，促进认知迁移
认知心理学认为，能力以知识与技能的习得为基础，在应用中转化为个体的心理结构，于新情境中被提取和调用，进而形成素养
［5］。因此，化学核心素养的形成需要以真实问题解决情境为载体。《课标》针对元素化合物提出“紧密联系生产和生活实际，创设丰富多样的真实问题情境”的策略，并给出情境素材建议，旨在引领教师将知识学习嵌入真实问题解决过程之中。
例如，“科学使用含氯消毒剂”课时，以生活中含氯消毒剂的使用背景为基底，以“巴西泳池一夜变绿”为切入情境，引导学生从物质类别和元素化合价角度预测并探究NaClO的性质，分析使用注意事项，逐步形成价类二维转化观、性质决定用途的化学观及合理使用化学品的科学态度与社会责任。显然，知识与情境的有机结合，有助于促进认知迁移，提升学生解决真实问题的能力。
2.2 创设任务，活动探究，促进认知发展
学生是学习的主体。为促进其主动、高效学习，需设计具有挑战性的学习任务，以激发学生的高度参与与深度思维。“科学使用含氯消毒剂”教学设计了两大任务：一是探究84消毒液主要成分NaClO的性质；二是解读其使用说明书。教学以问题驱动学生思考、观察、讨论与实验探究，并针对异常现象展开深度研讨，引导学生在活动中获得新知、迁移应用。
问题设计直接决定师生对话的质量。浅层设问易诱发填空式、一问群答式的假性互动，使课堂沦为知识传授的“单行道”，背离了发展认知与培养素养的初衷。因此，问题须具思维深度，方能引发认知冲突，促进高阶思维发展。
例如，从类别角度探究NaClO能否与较强酸发生复分解反应时，教师设计了如下追问链：①pH试纸先变红后褪色，何物致其褪色？该物质如何生成？引导学生调用原有知识，解释褪色现象源于NaClO与空气中CO₂反应生成了强氧化性的HClO；②已知NaClO能与碳酸发生复分解反应，且醋酸酸性强于碳酸，如何设计实验证明NaClO亦可与醋酸反应？引导学生运用控制变量法设计对比实验，开展实证探究；③若将酸换为酸性更强的盐酸或硫酸，是否仍发生复分解反应？现象是否相同？引导学生细致观察演示实验中的异常现象，剖析溶液中多微粒反应的复杂性，意识到在强酸性条件下，NaClO的强氧化性会引发新的氧化还原反应，从而形成复杂体系中反应竞争的意识及量变引起质变的观念。
2.3 建构模型，观念引领，促进思维发展
“模型认知”是化学核心素养的重要内容，也是高中元素化合物学习的重要方式。王磊等
［6］从研究对象、认识角度、化学问题和任务类型等4个维度建构了元素化合物认知模型，揭示了该认识域的系统构成。黄华文等
［7］依鲁科版教材顺序，分3个阶段依次建构“价类二维”“构性二维”“量性二维”模型：必修1逐步形成“价类二维”观念，必修2逐步形成“构性二维”观念，选修4《化学反应原理》中逐步形成“量性二维”观念。陈廷俊
［8］依据学习进阶，建构了“类别—价态—应用”“宏观—微观—符号”“位置—结构—性质”“方向—速率—平衡”共4种认知模型，方便学生认识物质的性质与转化、结构与变化、相似性与递变性、反应条件的选择与调控。以上研究均在“变化观”统领下建构元素化合物性质与转化的思维模型，彰显了核心概念的指导作用。因此，在教学中，教师应引导学生依据学段与内容选用适切的视角与模型。例如，“科学使用含氯消毒剂”是鲁科版高中化学必修1第2章末的微项目。学生已学了复分解反应、物质分类及氧化还原的初步知识，故该微项目旨在引导学生从类别通性与氧化还原视角预测并探究消毒液性质，明确使用注意事项，形成从物质类别和元素价态两个角度预测性质的思路与方法。基于以上分析，笔者建构了如
图2所示的思维模型。
2.4 持续评价，以评促学，促进素养进阶
学习评价是教学评价的重要组成部分，旨在诊断教学效果与学生核心素养发展水平，驱动教师改进教法、学生优化学法。因此，实施持续评价是以素养为本的元素化合物深度教学的关键策略。《课标》倡导“教、学、评”一体化理念，教学活动设计应以素养为本的教学目标为引领，将学习评价融入教与学的全过程。例如：课前，教师依据教学目标，参照
表1所示的“科学使用含氯消毒剂”“教、学、评”一体化活动设计，确立评价证据；课中，通过追问、点评与学生互评等方式，提升学生的参与度与探究深度；课后，依据学生的活动表现诊断目标达成情况，及时捕捉教学问题，动态调整策略，从而推动学习向高阶迈进，促进教学目标的全面达成。
3 教学成效与反思
实施“科学使用含氯消毒剂”教学后，笔者对学生绘制的思维导图（
图3）进行分析。结果表明，学生能熟练运用类别通性与价态变化梳理NaClO的性质，实现宏微结合视角下的反应表征，初步形成实验探究意识及“性质决定用途”的化学观念，由此印证了预设教学目标的达成。实践与纸笔测试数据进一步显示：相较于传统教学，基于该路径的实验班在元素化合物知识与实验探究题上的得分率显著提升，证实该教学路径契合认知规律，能有效促成深度学习。良好教学效果的实现，主要归因于以下两个方面。
（1） 素养导向下的教学路径的系统规划与实施。该教学路径以素养发展为核心，融通真实情境、学科问题与学科实践，实现了知识结构化与思维显性化。该路径并非简单的环节叠加，而是基于最近发展区理论，通过搭建“脚手架”引导学生从现有水平向潜在水平跨越。例如，在“价类二维”模型的建构中，教师通过阶梯式问题串，帮助学生完成从感性经验到理性模型的抽象过程。该路径将“教、学、评”一致性理念贯穿于“科学使用含氯消毒剂”教学的全过程。课堂观察、思维导图及作业反馈均表明，该路径不仅能有效提升教学目标的达成度，更为元素化合物知识的教学提供了可操作的优化范式，从而为一线教师落实《课标》提供了可复制的实践蓝本。
（2） 在真实情境中，实现深度体验与科学认知的融合。知识的意义建构根植于真实情境。该课以生活议题为锚点，引导学生运用“价类二维”模型开展探究。在此过程中，学生经历了“发现问题（泳池变绿）—提出假设（含氯物质的性质差异）—实验验证（不同酸与84消毒液的反应）—模型解释（氧化还原反应与复分解反应的竞争）”的完整科学探究历程，习得了“价类二维”的认知模型，实现了知识向素养的转化。此外，学生普遍认同“问题驱动—实验探究—即时评价”的活动链（如动手实验、师生互动等），这种认同感来源于学生在解决真实复杂问题过程中获得的自我效能感。这印证了深度学习所倡导的“活动与体验”特征，表明该模式能有效激发学生的内生动力，提升其学习品质，也为破解当前元素化合物教学中“知识灌输多、深度体验少”的难题提供了新的思路。
福建省教育科学规划2024年度课题“‘四系五融’精新化学实验校本课程实施研究”(FJJKZX24-399)
京公网安备11010202008535号
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