李思瑤 王海燕 徐愛菊

[摘要]培養(yǎng)高中生化學學科核心素養(yǎng)是《普通高中化學課程標準（2017年版）》的基本理念之一，而“SE學習環(huán)”教學模式是一種探究式教學模式，由引入、探索、解釋、精致化和評價5個環(huán)節(jié)組成。在該教學模式下，學生積極參與探索過程，突出學習自主性。將該模式應用于高中化學教學中，更有利于培養(yǎng)高中生的化學學科核心素養(yǎng)。

[關鍵詞]“SE學習環(huán)”教學模式;高中化學;學科核心素養(yǎng)

[中圖分類號]G633.8

[文獻標識碼] A

[文章編號] 1674-6058（ 2020）35-0068-03

2017年版課程標準明確指出，提升高中生綜合素質(zhì)，關鍵是發(fā)展學科核心素養(yǎng)。培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)是高中化學教學的重要目標，應予以落實?！?E學習環(huán)”教學模式中的引入、探索、解釋、精致化和評價環(huán)節(jié)，更有利于培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)，且與高中化學課程標準要求的“教、學、評”一體化契合度較高。因此，有必要對該教學模式的應用進行深入探討。

一、“5E學習環(huán)”教學模式簡介

1989年，美國人貝比（Bybee）提出了“SE學習環(huán)”教學模式，其包含引入（Engage）、探索（Explore）、解釋（ Explain）、精致化（Elaborate）、評價（Evaluate）5個環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系，環(huán)環(huán)相扣?！耙胍惶剿饕唤忉屢痪禄笨梢灾貜瓦M行，在任何環(huán)節(jié)中都可以進行評價，可以是教師對學生進行評價，也可以是學生自評或互評?！?E學習環(huán)”好比四葉草，評價似連接四片葉子的十字莖，又似串“糖葫蘆”的竹簽。（如圖1）

二、基于“5E學習環(huán)”教學模式培養(yǎng)高中生的化學學科核心素養(yǎng)

1.宏觀辯識與微觀探析

“宏觀辨識與微觀探析”化學學科核心素養(yǎng)（簡稱“素養(yǎng)1”）是指能從不同層次認識物質(zhì)，并對物質(zhì)進行分類;能從符號及微觀粒子水平認識物質(zhì)，形成“結構決定性質(zhì)”的觀念;能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題。該素養(yǎng)強調(diào)要使學生認識到結構與性質(zhì)的宏微觀之間的聯(lián)系，能從辯證的角度學習化學。此維度是五個核心素養(yǎng)維度的基石，屬于認知基礎，貫穿于整個高中階段的學習，是化學學科最具本質(zhì)特點的核心素養(yǎng)。

結合此素養(yǎng)的特點發(fā)現(xiàn)，“5E學習環(huán)”教學模式中的“探索”、“解釋”和“精致化”環(huán)節(jié)很切合該素養(yǎng)的培養(yǎng)。例如，化學必修1第二章《化學物質(zhì)及其變化》中的第二節(jié)《離子反應》、第三節(jié)《氧化還原反應》都是較為典型的可發(fā)展學生素養(yǎng)1的內(nèi)容。

在學習《氧化還原反應》這一節(jié)內(nèi)容時，可通過實驗探究由表及里、由宏觀現(xiàn)象到微觀本質(zhì)、由化合價的變化到電子的得失，從三個不同的角度分析氧化反應與還原反應之間的關系。學生通過解釋實驗現(xiàn)象及內(nèi)在變化，從而獲得氧化還原反應的本質(zhì)與特征。在“精致化”環(huán)節(jié)，教師引導學生發(fā)現(xiàn)生活中的氧化還原反應，并剖析其發(fā)生的內(nèi)在變化，使學生了解到氧化還原反應與生活、生產(chǎn)息息相關，意識到氧化還原反應對社會的重要性。可見，在“探索”“解釋”“精致化”環(huán)節(jié)均可發(fā)展學生的素養(yǎng)1。

2.變化觀念與平衡思想

“變化觀念與平衡思想”化學學科核心素養(yǎng)（簡稱“素養(yǎng)2”）是指能認識到物質(zhì)運動和變化是永恒的、化學變化伴隨著能量的變化，理解化學反應中量變和質(zhì)變的關系;能根據(jù)觀察實驗獲得的現(xiàn)象歸納化學變化的特征與規(guī)律;能對具體物質(zhì)的性質(zhì)和化學變化做出解釋或預測，通過分析說明生活、生產(chǎn)中的化學變化。

“5E學習環(huán)”教學模式中的“探索”環(huán)節(jié)就要求學生能通過觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)規(guī)律并建立事物間的聯(lián)系;“解釋”環(huán)節(jié)則要求學生能用自己的話來解釋新知識;“精致化”環(huán)節(jié)要求學生學會應用新知識來分析、解決實際問題。因此，這三個環(huán)節(jié)對該素養(yǎng)的培養(yǎng)有著促進作用。例如，化學必修2中的《化學反應與能量》、選修4中的《化學反應速率和化學平衡》，這兩個章節(jié)的內(nèi)容最能體現(xiàn)和發(fā)展學生的素養(yǎng)2。

“5E學習環(huán)”教學模式在《平衡移動原理》中的應用參見圖2，在“引入”環(huán)節(jié)中用實驗展示了鹽酸和醋酸在稀釋前后的pH變化的程度不同，引導學生思考原因并設計探究實驗，通過改變外界條件來體會pH的變化。學生將實驗結果和化學平衡概念相結合，解釋并總結平衡移動的原理。在學生獲得原理之后創(chuàng)設新情境，結合物理學中的慣性原理，跨學科類比教學并導出勒夏特列原理。可見，在“引入”“探索”“解釋”“精致化”等環(huán)節(jié)均可發(fā)展學生的素養(yǎng)2。

3.證據(jù)推理與模型認知

“證據(jù)推理與模型認知”化學學科核心素養(yǎng)（簡稱“素養(yǎng)3”）是指能基于證據(jù)對物質(zhì)組成、結構及其變化提出可能的假設，通過分析推理加以證實或證偽，并建立觀點、結論和證據(jù)之間的邏輯關系;能通過分析、推理等方法認識到研究對象的本質(zhì)特征、構成要素及其相互關系，建立認知模型;能運用模型解釋化學現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。此素養(yǎng)要求培養(yǎng)的證據(jù)意識，是化學學科的思維方法，屬于認知范疇。

科學的思維方法包括歸納與演繹、分析與綜合、證明與反駁等。從“5E學習環(huán)”教學模式的內(nèi)在來看，“探究”“解釋”和“精致化”這三個環(huán)節(jié)都充分體現(xiàn)了對學生素養(yǎng)3的培養(yǎng)。學生主動參與“探索”環(huán)節(jié)，積極觀察，互相交流和評價，判斷預測和假設的真?zhèn)危χR進行歸納、概括、演繹、推理等，從而修正并最終獲得結論。在“精致化”環(huán)節(jié)，要求學生運用得到的結論去解決新的問題，教師可以此驗證學生的學習結果。例如，化學必修1中的《金屬及其化合物》《非金屬及其化合物》的內(nèi)容，都需要學生在學習過程中推理、演繹、歸納、整合、構建模型。將“5E學習環(huán)”教學模式運用到教學中，會更有利于培養(yǎng)學生的素養(yǎng)3。

“5E學習環(huán)”教學模式在《氫氧化鋁的制備和性質(zhì)》中的應用見圖3。在學習氫氧化鋁的制備和性質(zhì)時，學生通過對鋁單質(zhì)和氧化鋁的相關知識的歸納，推理、預測氫氧化鋁的相關反應，實驗探究氫氧化鋁的制備方法，掌握氫氧化鋁的化學性質(zhì)，并通過實驗得出的結論解釋兩性氫氧化物的概念。在“精致化”環(huán)節(jié)將舊知與新知即鋁離子、偏鋁酸根、氫氧化鋁三者之間的關系以“鋁三角”的形式聯(lián)系起來，建立鋁的相關知識模型。可見，在“探索”“解釋”“精致化”環(huán)節(jié)均可發(fā)展學生的素養(yǎng)3。

4.科學探究與創(chuàng)新意識

“科學探究與創(chuàng)新意識”化學學科核心素養(yǎng)（簡稱“素養(yǎng)4”）是指能進行科學的解釋，并能創(chuàng)造和應用科學實踐活動，發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題，并依據(jù)探究目的設計出探究方案，運用調(diào)查方法、化學實驗等進行探究?！皠?chuàng)新意識”是要學生在探究過程中敢于質(zhì)疑、善于合作、勇于創(chuàng)新。此素養(yǎng)屬于實踐范疇。

“5E學習環(huán)”教學模式將“探索”環(huán)節(jié)作為該模式的主體，并貫穿于整個教學過程中。有研究者將“5E學習環(huán)”教學模式和科學探究的對應關系進行了分析（如圖4）。從圖4中可以看出，“5E學習環(huán)”教學模式和科學探究在理論和實施方面都有高度的一致性，“5E學習環(huán)”的各個環(huán)節(jié)都與科學探究中的要素相對應?！敖忉尅杯h(huán)節(jié)要求學生能夠在相互討論的過程中碰撞出思維的火花，“評價”環(huán)節(jié)中學生的互評就是在促進學生敢于質(zhì)疑?？梢?，“探索”“解釋”“評價”環(huán)節(jié)可以有效地培養(yǎng)學生的素養(yǎng)4。

例如，化學必修1《非金屬及其化合物》中的“氯”這部分內(nèi)容，在提出問題后，小組合作設計實驗方案，并進行實驗探究，最后得出實驗結論。這樣一系列的探究步驟，可以提高學生的實驗探究水平，發(fā)展學生的發(fā)散性思維，從而培養(yǎng)學生的素養(yǎng)4。

5.科學態(tài)度與社會責任

“科學態(tài)度與社會責任”化學學科核心素養(yǎng)（簡稱“素養(yǎng)5”）是指學生要有嚴謹求實的科學態(tài)度和社會安全意識，能深刻認識到化學對創(chuàng)造物質(zhì)和精神財富、滿足人們對美好生活的需要具有重大貢獻。學生在學習了化學之后，就應該具備保護環(huán)境、節(jié)約資源等意識，形成低碳的生活方式。不僅如此，還要有正確的價值觀、批判性思維，能辯證地看待社會問題，能積極參與社會實踐活動。

素養(yǎng)5是通過化學課程的學習逐漸滲透到學生的思維和意識之中的，它不是一個具體的教學內(nèi)容，而是一種潛移默化的學習結果。事實上，它是其他四個素養(yǎng)形成之后的延展性學習結果，是學生能將所學知識應用并造福社會的成果，也是化學課程的終極目標。從“5E學習環(huán)”教學模式的內(nèi)涵來看，在“引入”和“精致化”環(huán)節(jié)可以直接融人科學態(tài)度和社會責任的因素，教師可把與化學相關的社會性議題直接作為引入的內(nèi)容和開展探索的背景，使學生多加關注與化學相關的社會熱點問題，感受生活中的化學，形成正確的觀念?？梢姡耙搿薄熬禄杯h(huán)節(jié)可以有效地培養(yǎng)學生的素養(yǎng)5。

例如，在教學化學必修1中硫和氮的相關內(nèi)容時，可在“引入”環(huán)節(jié)安排空氣污染、環(huán)境保護等相關社會熱點問題，讓學生通過“探索”“解釋”環(huán)節(jié)學習硫、氮的相關知識后，在“精致化”環(huán)節(jié)再次創(chuàng)設生活、生產(chǎn)中的實際問題情境，并讓學生運用之前所學的知識解決真實問題。由此，可以發(fā)展學生的問題解決能力，增強學生的環(huán)保意識、科學態(tài)度和社會責任感。

通過上述分析，“5E學習環(huán)”教學模式有很強的可操作性，有促進化學學科核心素養(yǎng)形成的作用。筆者將二者的關系通過圖5來展現(xiàn)。由此可見，將“5E學習環(huán)”教學模式用于高中化學課堂教學中，能夠全方位地幫助學生形成和發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)，實現(xiàn)化學課程目標的要求。

[參考文獻]

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[s].北京：人民教育出版社，2018.

[2]吳星，對高中化學核心素養(yǎng)的認識[J].化學教學，2017（5）：3-7.

[3]劉廷婷，王后雄.“5-E”教學模式在化學校本課程教學中的應用探索[J].中學化學，2015（1）：1-4.

[4]黎亞.“5E學習環(huán)”教學模式對提升高中化學學科核心素養(yǎng)的實踐研究[D].牡丹江：牡丹江師范學院，2019.

[5]陳紅.高中化學“5E學習環(huán)”教學模式的研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2017.

[6]王棟，基于“SE”教學模式的高一化學概念教學策略實施研究[D].貴陽：貴州師范大學，2017.

[7]劉萍.基于“5E學習環(huán)”的化學反應原理教學研究：以“平衡移動原理”為例[J].中學化學教學參考，2016（ 14）：6-7.

[8]孔耀.談“5E學習環(huán)”教學模式在高中化學教學中的實踐與探索[J].化學教與學，2012（3）：43-45+35.

[9]孫影，馮潔，劉順江，等.學習環(huán)模式在中學化學教學中的應用：以“化學能與熱能”為例[J].化學教學，2014（4）： 26-29.

（責任編輯 羅艷）