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        圍繞核心素養(yǎng)的“以學(xué)定教”教學(xué)

        2019-12-20 03:01:46陳曉勇
        關(guān)鍵詞:以學(xué)定教教學(xué)實(shí)踐核心素養(yǎng)

        [摘? ?要]以《氯水的組成》的教學(xué)為例開展“以學(xué)定教”式教學(xué),對以情境為線索、以知識為載體、以素養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行探索。

        [關(guān)鍵詞]核心素養(yǎng);以學(xué)定教;教學(xué)實(shí)踐;氯水的組成

        [中圖分類號]? ?G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ?A? ? ? ? [文章編號]? ?1674-6058(2019)32-0059-03

        2018年1月16日,教育部發(fā)布了新的課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)。新的課程標(biāo)準(zhǔn)凝練了學(xué)科核心素養(yǎng),明確了學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)學(xué)科課程后應(yīng)形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。其中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包含“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”五個方面的內(nèi)容,體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)特征。如何圍繞學(xué)科核心素養(yǎng),精選教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,變革學(xué)習(xí)方式,將“立德樹人”的根本任務(wù)真正落實(shí)到學(xué)校教育教學(xué)的具體實(shí)踐中,是擺在一線教師面前的重要任務(wù)。

        一、發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)模型

        培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng),需要讓他們置身于各種復(fù)雜多樣的真實(shí)情境中,在有意義的任務(wù)和活動中不斷實(shí)踐、反思、討論和質(zhì)疑,學(xué)會整合、應(yīng)用已有知識與經(jīng)驗(yàn)分析,解決各種復(fù)雜和陌生的問題。這就需要揚(yáng)棄“知識取向、教師講授,操練為主”的傳統(tǒng)教學(xué)模式,轉(zhuǎn)而追求以素養(yǎng)為本位、以學(xué)生為中心的、“自主—合作—探究”式的學(xué)習(xí)方式[1]。基于此,筆者開展了以情境為線索,以知識為載體,以素養(yǎng)為目標(biāo),以“以學(xué)定教”為主要教學(xué)方式的實(shí)踐活動。

        “以學(xué)定教”就是以學(xué)生的情況來確定教師教什么、怎么教以及教的程度,即教師要了解學(xué)生,知道學(xué)生已知什么、想知道什么、是怎樣學(xué)習(xí)的,以便教師的教學(xué)更符合學(xué)生的實(shí)際,更有效[2]。據(jù)此,我們設(shè)計了如圖1所示的教學(xué)模型。

        圖1反映了情境、知識、素養(yǎng)、教學(xué)方式這四者的關(guān)系。教師從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā),創(chuàng)設(shè)能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)情境。教學(xué)情境可以由一個一個的問題串組成,通過問題串,引導(dǎo)學(xué)生開展深入而持久的學(xué)習(xí)。教學(xué)情境是學(xué)生開展學(xué)習(xí)的線索,如果只在課堂開始的時候用一下,線索就斷了,學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣將難以持久,深入持久的學(xué)習(xí)活動就不容易發(fā)生。因此,一節(jié)課應(yīng)盡可能由一個教學(xué)情境貫穿始終。學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的情境中,不是簡單地識記知識,而是運(yùn)用知識去解決真實(shí)問題,在解決真實(shí)問題的過程中,學(xué)生的核心素養(yǎng)得到了發(fā)展。在這個過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生去思考、去合作、去探究,將學(xué)生的知識、能力、素養(yǎng)推上一個新的高度,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的成長,為新一輪的“以學(xué)定教”做好準(zhǔn)備。

        二、發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐

        筆者以《氯水的組成》的教學(xué)設(shè)計和實(shí)施來展示如何在物質(zhì)組成教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)?!奥人笔菍W(xué)生進(jìn)入高中以來學(xué)習(xí)的第一種較復(fù)雜的混合物,其物質(zhì)成分較多,還存在著可逆反應(yīng),組成成分會隨時間而變化。如何讓學(xué)生正確認(rèn)識到其中存在的各種微粒?這當(dāng)然要通過實(shí)驗(yàn)來探究,即以實(shí)驗(yàn)中的宏觀現(xiàn)象為證據(jù),通過證據(jù)推理使宏觀現(xiàn)象與微觀粒子一一對應(yīng),形成邏輯關(guān)系。這個證據(jù)推理過程應(yīng)該由學(xué)生通過獨(dú)立思考或者相互合作來完成。在這個過程中學(xué)生運(yùn)用各種科學(xué)方法,形成各種科學(xué)思想,進(jìn)而發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)??梢杂脠D2來表示發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的《氯水的組成》基本教學(xué)思路。

        【實(shí)驗(yàn)探究1】觀察一瓶新制飽和氯水的顏色,并與氯氣比較,推測氯水中可能存在的微粒。

        面對這樣一個簡單的問題,許多學(xué)生無法做出“氯水中含有Cl2分子”的推斷,說明在學(xué)生的思維中,宏觀現(xiàn)象與微觀粒子之間的邏輯聯(lián)系比較薄弱,亟待發(fā)展學(xué)生的“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)。宏觀物質(zhì)是微觀粒子的聚集體,物質(zhì)的宏觀性質(zhì)是若干微觀粒子性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。雖然我們無法真切地看見微觀粒子,但是我們可以通過物質(zhì)的宏觀性質(zhì)來“推斷”單個或幾個微觀粒子的行為表現(xiàn),這個過程體現(xiàn)的是“宏觀辨識與微觀探析”的研究范式。氯氣是黃綠色的,說明氯氣中含有黃綠色的微觀粒子,而氯氣是Cl2分子的聚集體,可以推斷出Cl2分子是黃綠色的。氯水是Cl2分子分散在水中形成的分散系,氯水呈淺黃綠色,說明氯水中含有Cl2分子。學(xué)生查閱教材不難發(fā)現(xiàn),常溫下,1體積水能溶解2體積氯氣[3],按照這一觀點(diǎn),飽和氯水的顏色應(yīng)該比氯氣深。而現(xiàn)在學(xué)生看到的氯水是“淺”黃綠色,比氯氣顏色淺,這是為什么呢?學(xué)生預(yù)測,氯水中的Cl2分子可能發(fā)生了反應(yīng)。那么,可能發(fā)生哪些反應(yīng)?如何來證明呢?

        【實(shí)驗(yàn)探究2】氯水中加入硝酸銀,有白色沉淀生成,再加稀硝酸,白色沉淀不溶解。

        大多數(shù)學(xué)生都能推斷出氯水中含有Cl-離子,但也就到此為止了,基本上還不會運(yùn)用氧化還原的原理進(jìn)行更深入的分析判斷。從Cl2分子到Cl-離子,有新物質(zhì)(Cl-離子)出現(xiàn),說明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),而且是氧化還原反應(yīng),其中氯元素化合價降低。化合價有降必有升,那么化合價升高的物質(zhì)是什么呢?

        【實(shí)驗(yàn)探究3】將氯水滴在pH試紙上,黃色的pH試紙先變紅后褪色。

        pH試紙變紅,說明氯水中含有H+離子。pH試紙褪色,說明氯水中含有能使pH試紙褪色的物質(zhì)。使有機(jī)色素褪色的現(xiàn)象稱之為漂白,pH試紙褪色就是一種漂白過程。因此在氯水中含有一種有漂白作用的物質(zhì),科學(xué)家最終證明,這種物質(zhì)是次氯酸(HClO)。次氯酸中氯元素為+1價,即反應(yīng)中化合價升高的物質(zhì)。據(jù)此可以寫出氯水中存在的反應(yīng):

        Cl2+H2O=H-+Cl-+HClO

        在氯水中,水分子要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于Cl2分子,隨著反應(yīng)的發(fā)生,溶液中Cl2分子應(yīng)該會完全反應(yīng),溶液也應(yīng)該是無色的。為什么氯水一直保持著淺黃綠色呢?

        【實(shí)驗(yàn)探究4】一瓶NaClO溶液,一瓶鹽酸溶液,然后分別取少許加入一個無色的試劑瓶中,稍作振蕩,觀察現(xiàn)象:瓶內(nèi)迅速產(chǎn)生黃綠色氣體,溶液呈淺黃綠色。

        黃綠色的氣體是氯氣,這個實(shí)驗(yàn)說明鹽酸可以和NaClO溶液反應(yīng),生成氯氣。反應(yīng)的過程為,鹽酸先和NaClO反應(yīng)生成HClO,然后鹽酸再和HClO反應(yīng),生成氯氣。通過這個實(shí)驗(yàn),我們可以形成如下推斷:氯氣溶于水的過程中,氯氣和水發(fā)生反應(yīng),生成鹽酸、次氯酸,同時鹽酸和次氯酸又可以反應(yīng)生成氯氣和水,導(dǎo)致氯水中的氯分子不能與水分子完全反應(yīng),使氯水呈現(xiàn)黃綠色。像這樣在同一條件下,既可以正向進(jìn)行,又可以逆向進(jìn)行的反應(yīng),我們把它稱為可逆反應(yīng)。據(jù)此可以將氯氣和水的反應(yīng)改寫為可逆反應(yīng):

        Cl2+H2O[?]H++Cl-+HClO

        學(xué)生觀察到,從上課開始到現(xiàn)在,氯水的顏色似乎一直在變淺。那么,氯水中各種物質(zhì)的組成是否也在改變呢?

        【實(shí)驗(yàn)探究5】用強(qiáng)光光照新制氯水,利用數(shù)字化傳感技術(shù)對氯水的pH變化進(jìn)行測定。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如圖3所示:

        用強(qiáng)光光照氯水,利用數(shù)字化傳感技術(shù)對氯水中的O2濃度變化進(jìn)行測定。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如圖4所示:

        觀察光照后的氯水,顏色呈無色,說明在光照的過程中,溶液中的氯分子在不斷地轉(zhuǎn)化、減少,直至消失。光照氯水的過程中,H+、O2都在增加,而H2O在光照下不會分解,HCl、Cl2都不含氧元素,因此只有HClO有可能在光照下發(fā)生分解,生成O2和HCl,使溶液中的H+、O2增加。據(jù)此可以寫出HClO分解的反應(yīng)方程式:

        2HClO=2H++2Cl-+O2↑

        因?yàn)榇温人岬姆纸?,?dǎo)致氯水中次氯酸和鹽酸的逆反應(yīng)減少,而氯分子與水的反應(yīng)仍在不斷進(jìn)行,最終溶液中的氯分子不斷地減少,直至消失,所以光照后的氯水呈無色。

        以上實(shí)驗(yàn)探究過程中,發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的過程可以整理如下表所示:

        在這個過程中,學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究,觀察實(shí)驗(yàn)中的宏觀現(xiàn)象,再通過證據(jù)推理、模型認(rèn)知,得出氯水中的微粒組成,形成關(guān)于氯水中微粒組成的基本觀念。學(xué)生形成觀念以后,要對觀念進(jìn)行運(yùn)用,才能使形成的觀念得到鞏固,即運(yùn)用氯水中的微粒組成,來解釋更多的宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象??梢杂脠D5來表示學(xué)生物質(zhì)組成觀念的形成與鞏固過程:

        【實(shí)驗(yàn)探究6】取一定量的飽和氯水與CaCO3粉末混合,觀察到少量氣泡,氯水的黃綠色褪去,靜置后取上層澄清溶液四份,分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):

        ①一份滴加鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡;

        ②一份滴加NaOH溶液,出現(xiàn)白色沉淀;

        ③一份用酒精燈加熱出現(xiàn)白色沉淀;

        ④將有色布條浸入第四份溶液,布條立即褪色。

        由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測該澄清溶液的主要溶質(zhì)是什么?

        上層澄清溶液滴加鹽酸產(chǎn)生大量氣泡,這氣泡一定是CO2氣體,原澄清溶液中一定存在CO[2-3]或HCO[-3],但原澄清溶液中存在Ca2+,所以不可能存在CO[2-3],一定存在HCO[-3]。這樣就可以解釋實(shí)驗(yàn)②中,為什么滴加NaOH溶液會出現(xiàn)白色沉淀:OH-與HCO[-3]反應(yīng),生成CO[2-3],CO[2-3]再與Ca2+反應(yīng),生成CaCO3沉淀。也可以解釋實(shí)驗(yàn)③為什么會出現(xiàn)白色沉淀:加熱時,溶液中的Ca(HCO3)2分解,生成CaCO3沉淀。實(shí)驗(yàn)④說明原澄清溶液中存在HClO。那么氯水中的黃綠色是如何褪去的呢?氯水中的HCl和CaCO3粉末反應(yīng),生成Ca(HCO3)2,導(dǎo)致氯水中HClO和HCl的逆反應(yīng)逐漸減少,最終氯水的黃綠色褪去。飽和氯水與CaCO3粉末發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Cl2+2H2O+2CaCO3=Ca(HCO3)2+CaCl2+2HClO。

        三、發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)反思

        建立對宏觀物質(zhì)的微觀認(rèn)識,是學(xué)生形成對物質(zhì)世界的科學(xué)認(rèn)識的重要基礎(chǔ),是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的重要內(nèi)容,是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)。學(xué)生通過科學(xué)探究、證據(jù)推理、模型認(rèn)知等科學(xué)方法,透過物質(zhì)的宏觀現(xiàn)象認(rèn)識物質(zhì)的微觀本質(zhì),在了解物質(zhì)的微觀本質(zhì)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用變化觀念、平衡思想、創(chuàng)新意識等科學(xué)思想,在更高層次上理解物質(zhì)的宏觀現(xiàn)象。在這個不斷循環(huán)往復(fù)的過程中,學(xué)生逐步深化了對物質(zhì)在宏觀、微觀兩個層面上的理解,學(xué)生的科學(xué)精神與社會責(zé)任逐漸得到了發(fā)展??梢杂脠D6來表示高中化學(xué)物質(zhì)組成教學(xué)中各化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之間的聯(lián)系。

        學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成,是化學(xué)基本知識和技能、化學(xué)思維方法與學(xué)科思想等長期共同作用的結(jié)果。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)不能通過大量記憶知識或反復(fù)訓(xùn)練技能來實(shí)現(xiàn),而是通過大量感性材料的積累,不斷思考、質(zhì)疑和探究,然后抽象提煉形成理性經(jīng)驗(yàn),再將形成的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律用于指導(dǎo)學(xué)習(xí)實(shí)踐,并在學(xué)習(xí)實(shí)踐中不斷鞏固、完善和發(fā)展,最終才能成為自覺、科學(xué)的化學(xué)思維慣性[4]。

        [? 參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ]

        [1]? 楊向東.如何基于核心素養(yǎng)設(shè)計教學(xué)案例[N].中國教育報,2018-05-30(5).

        [2]? 陳曉勇,梁杏娟.“以學(xué)定教,以教導(dǎo)學(xué)”在高中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與反思[J].教學(xué)與管理,2014(1):57-58.

        [3]? 王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué) (必修1) [M].南京:江蘇教育出版社,2014.

        [4]? 尹慶后.核心素養(yǎng)要落地,學(xué)習(xí)方式必須變[N].中國教育報,2016-09-14(5).

        (責(zé)任編輯 羅? ?艷)

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