唐金龍

摘 要：從發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的角度對“氯氣的實驗室制法”主題進行了導(dǎo)學(xué)案設(shè)計。結(jié)合新課標要求制定學(xué)習(xí)目標，基于最近發(fā)展區(qū)理論創(chuàng)設(shè)實際生產(chǎn)、生活的真實情境，采用問題鏈等方法，引導(dǎo)學(xué)生參與性學(xué)習(xí)，使其在難度逐級遞增的思考中增進對化學(xué)學(xué)科的理解，實現(xiàn)深度思考，“證據(jù)推理與模型認知”、“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：最近發(fā)展區(qū);導(dǎo)學(xué)案設(shè)計;氣體制備

目前，導(dǎo)學(xué)案教學(xué)非常廣泛，研究導(dǎo)學(xué)案的學(xué)者、教師非常多，不同學(xué)科的研究者從各個角度開展探究活動，其中，錢宏霞、趙加琛、單麗薇等從教育學(xué)、心理學(xué)等理論研究了“學(xué)案導(dǎo)學(xué)法”;張莉、毛靜、金繼波從教學(xué)策略和學(xué)生認知能力出發(fā)，結(jié)合教學(xué)實踐，在奉賢一中開展化學(xué)學(xué)案導(dǎo)學(xué)的問卷調(diào)查，研究學(xué)案導(dǎo)學(xué)的現(xiàn)狀及化學(xué)學(xué)案對學(xué)生學(xué)習(xí)方式的影響，等等。據(jù)筆者觀察，目前仍有部分導(dǎo)學(xué)案設(shè)計存在形式化、表層化、習(xí)題化等傾向。如何更好的體現(xiàn)學(xué)生主體、教師主導(dǎo)？如何滲透學(xué)科思想？如何有效發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)？筆者嘗試以最近發(fā)展區(qū)理論為指導(dǎo)，從情境呈現(xiàn)、問題提出與解決、思維模型建構(gòu)三個方面探討導(dǎo)學(xué)案設(shè)計策略。本文以《氯氣的實驗室制法》為例，從學(xué)習(xí)目標、情境引入、新知建構(gòu)、模型提煉四個環(huán)節(jié)展開。

一、最近發(fā)展區(qū)理論簡述

維果茨基認為學(xué)生的發(fā)展有兩種水平：一種是學(xué)生的現(xiàn)有水平，指學(xué)生憑借獨立活動就能達到的解決問題的水平;另一種是學(xué)生可能達到的發(fā)展水平，也就是通過教學(xué)所獲得的潛力。兩者之間的差異就是最近發(fā)展區(qū)（圖1）。教學(xué)應(yīng)分析關(guān)注學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，從學(xué)生現(xiàn)有水平出發(fā)，為學(xué)生提供帶有難度的內(nèi)容，調(diào)動學(xué)生的積極性，發(fā)揮其潛能，超越其最近發(fā)展區(qū)而達到下一發(fā)展階段的水平，然后在此基礎(chǔ)上進行下一個發(fā)展區(qū)的發(fā)展。也就是俗稱為引導(dǎo)學(xué)生達到“跳起來才能摘桃子的高度”。

二、基于基于最近發(fā)展區(qū)的新授課導(dǎo)學(xué)案設(shè)計

（一）基于核心素養(yǎng)的目標設(shè)計

明確學(xué)習(xí)目標具有指引學(xué)習(xí)的方向和高度的作用，能有效提高學(xué)習(xí)效率，是否達成學(xué)習(xí)目標是評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要依據(jù)。然而，目前很多導(dǎo)學(xué)案的學(xué)習(xí)目標設(shè)定沒有得到足夠的重視，流于形式。

案例1，“氯氣的實驗室制法”的學(xué)習(xí)目標：探究氯氣的實驗室制備方法，使學(xué)生掌握制備氯氣的基本原理和方法。此學(xué)習(xí)目標只是初步明確了本堂課學(xué)什么，而對于怎么學(xué)、學(xué)到什么程度，并沒有清晰界定。因此，結(jié)合化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)要求、教材內(nèi)容以及學(xué)生的學(xué)情（已學(xué)習(xí)氯氣的性質(zhì)）等因素，我們可以作做如下改進：（1）結(jié)合實驗室制O2、H2、CO2，理解并掌握制備氯氣的基本原理和方法;（2）利用啟發(fā)、實驗探究和證據(jù)推理等方法，引導(dǎo)學(xué)生提煉氣體制備裝置的認知模型。

（二）選擇熟悉的情境引入

很多導(dǎo)學(xué)案不注重情境引入，要么情境陳舊，要么太過冗長，要么過于抽象。其實情境非常豐富，包括生活情境、生產(chǎn)情境、科學(xué)史情境等。創(chuàng)設(shè)良好的問題情境讓抽象的知識具體化，可以建立舊知與新知的初步聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激活學(xué)生的思維，又可在無形中滲透科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任。

案例2，“氯氣的實驗室制法”的引入：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了氯氣的性質(zhì)，那如何制取并收集一瓶干燥純凈的氯氣呢？這樣的問題引入開門見山，但比較抽象，對學(xué)習(xí)基礎(chǔ)一般的同學(xué)而言，思維的起點過高，不利于思維的打開。因此，我們可以從學(xué)生把問題放到生活情境中去：

今年初，新冠疫情肆虐，84消毒液是常見的重要消毒物資，它是由氯氣通入氫氧化鈉溶液反應(yīng)制備得到;自來水出廠也需通氯氣消毒，氯氣還廣泛用于電子工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等等。氯氣雖然有毒，但更是一種非常有用的氣體，工業(yè)上可由電解飽和食鹽水大量制取，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了氯氣的性質(zhì)，請同學(xué)們結(jié)合初中實驗室制O2、H2、CO2的經(jīng)驗思考，我們在實驗室如何制取并收集一瓶干燥純凈的氯氣呢？

此情境的創(chuàng)設(shè)從氯氣的廣泛用途入手，有如下特點：1.從生活情境入手，讓學(xué)生感受化學(xué)就在身邊，學(xué)有所用，有助于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣;2.介紹氯氣的優(yōu)缺點，并客觀認識，揚長避短，有助于培養(yǎng)學(xué)生的客觀認知化學(xué)是有用的學(xué)科，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任;3.簡介了氯氣性質(zhì)，為學(xué)生思考如何制取和收集埋下思考的引子，指向?qū)W習(xí)目標，為后續(xù)探究做好準備。

（三）基于舊知到的新知問題鏈構(gòu)建

這一環(huán)節(jié)的要點是利用最近發(fā)展區(qū)理論建立起已有知識儲備與新知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，是淺層學(xué)習(xí)向深度思考轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵，從初中實驗室制O2、H2、CO2的經(jīng)驗出發(fā)，到達成學(xué)習(xí)目標為終點。

問題1：閱讀課本可知，實驗室制氯氣的原理是二氧化錳和濃鹽酸加熱制得，分析二氧化錳和濃鹽酸的性質(zhì)以及反應(yīng)條件，結(jié)合初中制三種氣體的經(jīng)驗思考本實驗需要設(shè)計怎樣的反應(yīng)裝置？

問題2：結(jié)合初中三種氣體的收集方法及注意事項，分析氯氣應(yīng)采用的收集裝置？

問題3：已知濃鹽酸易揮發(fā)且反應(yīng)需加熱，分析收集的氯氣是否純凈？若有雜質(zhì)，成分可能有哪些？用何裝置與試劑去除？

問題4：已知O2、CO2無毒均排放入空氣，而氯氣有毒，尾氣若排放入空氣會產(chǎn)生何種后果？用何裝置與試劑處理？

問題5：要收集干燥、純凈的氯氣，上述實驗的先后步驟需要怎樣調(diào)換？

問題6：儀器的安裝該遵循怎樣的順序和注意事項？

到此，學(xué)生可以基于舊知分析歸納出實驗室制備氯氣的裝置及順序，經(jīng)歷了縝密的思考過程。明確了前因后果，在接下來的動手實驗環(huán)節(jié)，學(xué)生將成竹在胸，有條不紊。

（四）基于新知的模型提煉與再認知

新授課導(dǎo)學(xué)案，在經(jīng)歷實驗室制干燥純凈的氯氣后，可歸納實驗室制取一般氣體的模型：發(fā)生裝置→除雜裝置→收集裝置→尾氣處理裝置。針對不同氣體制取的條件變化，靈活運用，可作如下變式，以求舉一反三。

變式1：資料顯示，高錳酸鉀與濃鹽酸常溫即可快速反應(yīng)，常用于實驗室快速制氯氣，你認為發(fā)生裝置可作怎樣的改變？

變式2：某學(xué)習(xí)小組欲模擬制取“84消毒液”，請問試驗裝置該如何改進？

變式3：展示二氧化硫相關(guān)信息和實驗室制取原理，請畫出實驗裝置設(shè)計圖。

變式1需要將發(fā)生裝置的酒精燈撤下，學(xué)生容易分析正確;變式2需要將收集裝置與尾氣處理裝置合并，難度有所增加;變式3要求學(xué)生整體分析，綜合考慮，應(yīng)用于陌生氣體SO2，難度較大。

這一環(huán)節(jié)，難度逐級加大，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、比較、動手操作等能力，助力學(xué)生對新知的認識從散亂走向系統(tǒng)，從粗淺走向深刻，利于學(xué)生在舊知基礎(chǔ)上實現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)優(yōu)化，不斷擴展學(xué)生最近發(fā)展區(qū)，達到鞏固新知、掌握技能、發(fā)展思維的目的。

三、基于最近發(fā)展區(qū)的導(dǎo)學(xué)案設(shè)計策略

最近發(fā)展區(qū)理論的要義在于不斷從舊知走向新知，化學(xué)學(xué)科有很多內(nèi)容適合采用該理論指導(dǎo)教學(xué)。例如，氧化還原反應(yīng)概念經(jīng)歷了得氧失氧→電子轉(zhuǎn)移→電化學(xué)（高階應(yīng)用）;化合物→是否電離（電解質(zhì)）→是否完全電離（強弱電解質(zhì)）等等。

安德森等人將思維過程分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造這由低至高的6個層次.其中前3個被稱為低階思維;分析、評價、創(chuàng)造被稱為高階思維。在學(xué)案導(dǎo)學(xué)模式中，運用最近發(fā)展區(qū)理論可科學(xué)地編寫符合學(xué)生認知規(guī)律的導(dǎo)學(xué)案，可幫助學(xué)生實現(xiàn)由低階思維向高階思維的轉(zhuǎn)化提升?；趯π氯私贪姹匦?《氯氣的實驗室制法》導(dǎo)學(xué)案設(shè)計的分析，提出高中化學(xué)學(xué)科新授課導(dǎo)學(xué)案設(shè)計策略（圖2）：

該策略的核心是基于最近發(fā)展區(qū)理論，以尊重現(xiàn)實學(xué)情為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)目標為導(dǎo)向，基于對生活情境和教材知識內(nèi)容的重構(gòu)，設(shè)計符合學(xué)生認知規(guī)律的問題鏈，發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理和模型認知，實現(xiàn)深度思考。在此策略下設(shè)計的導(dǎo)學(xué)案，有助于凸顯教師主導(dǎo)，學(xué)生主體的課堂形態(tài)，利于發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

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本文系重慶市普通高中教育教學(xué)改革研究課題《新高考背景下高中化學(xué)必修模塊導(dǎo)學(xué)案的優(yōu)化設(shè)計研究》（課題編號：2017CQJWGZ3009 ）研究成果