張潔 韋躍洪

摘要：以“氯氣的化學(xué)性質(zhì)”為例，對(duì)基于真實(shí)情境的“教、學(xué)、評(píng)”一體化的教學(xué)進(jìn)行研究。本設(shè)計(jì)將生活中的真實(shí)情境素材融進(jìn)常規(guī)教學(xué)中，以“自來(lái)水廠用氯氣進(jìn)行消毒”為主線，圍繞氯氣的化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用設(shè)計(jì)問(wèn)題及活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)氯氣的性質(zhì)、氯水成分及次氯酸的性質(zhì)進(jìn)行探究，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解，并習(xí)得運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：真實(shí)情境：“教、學(xué)、評(píng)”一體化；學(xué)科能力：氯氣

文章編號(hào)：1008-0546（ 2022 ）llx-0002-04

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.llx.001

一、問(wèn)題的提出

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱《課標(biāo)》）中指出，要在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，開(kāi)展素養(yǎng)為本的教學(xué)，[1]要以真實(shí)問(wèn)題情境為素養(yǎng)落地的重要抓手。因此，在常規(guī)教學(xué)中，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，將化學(xué)教學(xué)與真實(shí)世界連接起來(lái)，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)不再是知識(shí)的簡(jiǎn)單堆積與復(fù)制，而是習(xí)得一種應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，使知識(shí)在真實(shí)的情境下“動(dòng)起來(lái)”，在應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移與創(chuàng)新，培養(yǎng)核心素養(yǎng)。《課標(biāo)》亦強(qiáng)調(diào)試題命制、測(cè)試任務(wù)應(yīng)以真實(shí)情境為載體。

評(píng)價(jià)是教學(xué)過(guò)程中不可缺少的重要一環(huán)，是確定素養(yǎng)是否落地的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代教學(xué)理論指出：評(píng)價(jià)即學(xué)習(xí)?！敖?、學(xué)、評(píng)”應(yīng)是三位一體的關(guān)系，彼此不可分割。本文以人教版高中化學(xué)必修第一冊(cè)“氯氣的化學(xué)性質(zhì)”部分內(nèi)容為教學(xué)素材，構(gòu)建基于真實(shí)情境的“教、學(xué)、評(píng)”一體化的教學(xué)設(shè)計(jì)。

二、基于真實(shí)情境的“教、學(xué)、評(píng)”一體化的教學(xué)設(shè)計(jì)模型

本研究設(shè)計(jì)出基于真實(shí)情境的“教、學(xué)、評(píng)”一體化的教學(xué)設(shè)計(jì)模型，如圖1所示，聚焦于教學(xué)目標(biāo)，包括“情境設(shè)計(jì)，問(wèn)題設(shè)計(jì)，任務(wù)設(shè)計(jì)，活動(dòng)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)”五個(gè)環(huán)節(jié)，在這個(gè)過(guò)程中，真實(shí)情境的作用相當(dāng)于“汽油和油門”，能夠使問(wèn)題、任務(wù)、活動(dòng)和評(píng)價(jià)富有“情感力”，使整個(gè)教學(xué)過(guò)程“動(dòng)起來(lái)”，使學(xué)生能夠積極主動(dòng)地投入到學(xué)習(xí)當(dāng)中去。

1．研讀課程標(biāo)準(zhǔn)，明確教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)對(duì)《課標(biāo)》中“常見(jiàn)的無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用”的學(xué)業(yè)要求進(jìn)行研讀，并結(jié)合王磊教授提出的學(xué)科能力二階要素模型（3x3要素模型），[2]即學(xué)習(xí)理解（A1辨識(shí)記憶、A2概括關(guān)聯(lián)、A3說(shuō)明論證）、應(yīng)用實(shí)踐（B1分析解釋、B2推論預(yù)測(cè)、B3簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)）、遷移創(chuàng)新（CI復(fù)雜推理、C2系統(tǒng)探究、C3創(chuàng)新思維），得到本課時(shí)的教學(xué)目標(biāo)，見(jiàn)表1。

2．創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，激發(fā)情感動(dòng)力，促進(jìn)能力發(fā)展

沒(méi)有“情感”支撐的學(xué)習(xí)，是不能使學(xué)生的大腦積極運(yùn)動(dòng)起來(lái)的。如何激發(fā)學(xué)生的情感動(dòng)力，是我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)該思考的一個(gè)問(wèn)題。王玨老師在學(xué)習(xí)科學(xué)的研究中指出，“制造懸念和認(rèn)知沖突”是較好地激發(fā)認(rèn)知過(guò)程中情感動(dòng)力的方式。而制造懸念和認(rèn)知沖突的載體應(yīng)是真實(shí)的情境，因而教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)要與學(xué)生的生活實(shí)際、工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)真實(shí)的情境，開(kāi)展由此及彼、證據(jù)推理等具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的教學(xué)。在本設(shè)計(jì)中，筆者以“自來(lái)水廠用氯氣進(jìn)行消毒”為情境主線，主要包括7個(gè)小情境：（1）非常時(shí)期，在允許的范圍內(nèi)加大了自來(lái)水中氯氣的注入。大家在用水時(shí)，特別是燒開(kāi)水、煮飯用水要把水最少靜置兩小時(shí)以上再使用，這樣做會(huì)更健康；（2）“舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣”的化學(xué)史情境；（3）“工業(yè)生產(chǎn)上利用鋼瓶來(lái)貯存氯氣、生活中可用氯氣來(lái)滅鼠”的生產(chǎn)生活情境；（4）“金屬單質(zhì)Na、Fe、Cu以及非金屬單質(zhì)H2分別在氯氣中及在氧氣中燃燒”的實(shí)驗(yàn)情境；（5）“氯水和石蕊互滴、次氯酸見(jiàn)光分解的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)情境；（6）“養(yǎng)金魚(yú)用的自來(lái)水需要在陽(yáng)光下暴曬”的生活情境；（7）“新型消毒劑二氧化氯、生活中常見(jiàn)的消毒劑84消毒液”的生活情境。基于真實(shí)情境，設(shè)計(jì)核心問(wèn)題及任務(wù)線索引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)和任務(wù)，發(fā)展學(xué)生的素養(yǎng)，具體設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

3．以評(píng)促教，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評(píng)”一體化

《課標(biāo)》倡導(dǎo)基于核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)，提倡“教、學(xué)、評(píng)”一體化的教學(xué)。在“氯氣的性質(zhì)”教學(xué)設(shè)計(jì)中，應(yīng)由始至終保持教學(xué)的內(nèi)容、活動(dòng)、情境，以及目標(biāo)的一致性，將教學(xué)評(píng)價(jià)融入教學(xué)過(guò)程中，發(fā)揮教學(xué)評(píng)價(jià)對(duì)教學(xué)的促進(jìn)、診斷、調(diào)整作用以及發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的功能，[3]具體設(shè)計(jì)見(jiàn)表3。

三、教學(xué)過(guò)程

[課前準(zhǔn)備]上網(wǎng)了解自來(lái)水廠是如何給自來(lái)水消毒殺菌的，閱讀導(dǎo)學(xué)案，了解“氯氣的發(fā)現(xiàn)史”及“84消毒液”的相關(guān)知識(shí)。走進(jìn)超市，尋找生活中的消毒液并了解其成分。

[創(chuàng)設(shè)情境]展示自來(lái)水廠的圖片?！胺浅r(shí)期，在允許的范圍內(nèi)加大了自來(lái)水中氯氣的注入，大家在用水時(shí)，特別是燒開(kāi)水、煮飯用水要把水最少靜置兩小時(shí)以上再進(jìn)行使用，這樣會(huì)更健康”。這個(gè)說(shuō)法是否有科學(xué)依據(jù)。自來(lái)水用氯氣進(jìn)行殺菌消毒，是利用氯氣的什么性質(zhì)？氯氣為什么能夠用來(lái)殺菌消毒呢，本節(jié)課，我們?nèi)ヌ骄俊?/p>

[閱讀資料]閱讀氯氣的發(fā)現(xiàn)史，總結(jié)氯氣的物理性質(zhì)。

[學(xué)生]黃綠色、有刺激性氣味氣體，可溶于水，有毒，密度比空氣大。

[創(chuàng)設(shè)情境]在生產(chǎn)中常用鋼瓶運(yùn)輸液氯。

[解釋說(shuō)明]氯氣易液化，工廠通過(guò)加壓的方法得到液氯，儲(chǔ)存在鋼瓶中，方便運(yùn)輸，

[創(chuàng)設(shè)情境]通過(guò)視頻再次了解氯氣的發(fā)現(xiàn)史。

[思考與討論]從這一史實(shí)中感受到科學(xué)家什么樣的科學(xué)精神？

[學(xué)生]堅(jiān)持不懈，持之以恒。

[創(chuàng)設(shè)情境]生活中可以用氯氣灌洞的方法來(lái)消滅田鼠，這是利用了氯氣的哪些性質(zhì)。

[學(xué)生]密度比空氣大，有毒。

[教師]在科學(xué)研究中，研究物質(zhì)性質(zhì)有兩條基本思路，第一是從物質(zhì)類別的角度，通過(guò)類比的方法預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)。第二是從元素價(jià)態(tài)的角度，通過(guò)分析原子結(jié)構(gòu)，從氧化還原反應(yīng)的角度來(lái)預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)。

[教師提問(wèn)]問(wèn)題1：氧氣屬于哪一類物質(zhì)。問(wèn)題2：氧原子最外層有多少個(gè)電子？說(shuō)明具有什么性質(zhì)？

[任務(wù)]畫(huà)出氧原子的結(jié)構(gòu)示意圖并分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

[學(xué)生]氧氣屬于非金屬單質(zhì)。最外層有6個(gè)電子，容易得到電子，說(shuō)明具有氧化性。

[創(chuàng)設(shè)情境]播放氧氣與金屬單質(zhì)Na、Fe、Cu以及非金屬單質(zhì)H2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)視頻。

[教師]類比氧氣，推測(cè)氯氣可能具有的化學(xué)性質(zhì)。

[教師提問(wèn)]問(wèn)題1：氯原子最外層有多少個(gè)電子？問(wèn)題2：氯氣屬于哪一類？問(wèn)題3：氯氣與金屬單質(zhì)Na、Fe、Cu以及非金屬單質(zhì)H2反應(yīng)嗎？請(qǐng)說(shuō)出你的預(yù)測(cè)依據(jù)。

[學(xué)生]氯原子最外層有7個(gè)電子，容易得到1個(gè)電子，具有強(qiáng)氧化性。氯氣和氧氣一樣是非金屬單質(zhì)，可以與金屬單質(zhì)Na、Fe、Cu以及非金屬單質(zhì)H2反應(yīng)。

[創(chuàng)設(shè)情境]播放氯氣與金屬單質(zhì)Na、Fe、Cu以及非金屬單質(zhì)H2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)視頻。

[任務(wù)]用方程式表征上述反應(yīng)。

[創(chuàng)設(shè)情境]展示氯水。

[活動(dòng)]觀察氯水，預(yù)測(cè)氯水中可能含有的微粒。

[學(xué)生]氯水呈黃綠色，說(shuō)明有氯氣分子。從元素組成的角度看，可能含有氯離子。

[教師提問(wèn)]如何驗(yàn)證氯水中含有氯離子？

[學(xué)生]用HNO3酸化的AgNO3溶液檢驗(yàn)。

[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]驗(yàn)證氯水中含有氯離子并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

[教師提問(wèn)]溶液呈電中性，請(qǐng)大家由此預(yù)測(cè)溶液中還可能含有什么離子？

[學(xué)生]氫離子。

[教師提問(wèn)]如何檢驗(yàn)。

[學(xué)生]用紫色石蕊試劑。

[教師]請(qǐng)大家做兩組實(shí)驗(yàn)：1．往氯水中滴加紫色石蕊試劑。2．往紫色石蕊試劑滴加氯水。

[活動(dòng)]做互滴實(shí)驗(yàn)并描述現(xiàn)象。

[教師提問(wèn)]互滴出現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了什么問(wèn)題？

[學(xué)生]說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與試劑的添加順序有關(guān)。

[教師提問(wèn)]往氯水中滴加紫色石蕊，溶液先變紅后褪色說(shuō)明了什么問(wèn)題？從氧化還原反應(yīng)的角度推測(cè)使溶液褪色的物質(zhì)是什么。

[閱讀知識(shí)卡片]知識(shí)卡片：1．氯元素常見(jiàn)的化合價(jià)有一1、0、+1、+3、+5、+7。2．常溫下，氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸（HClO）是一種弱酸，具有強(qiáng)氧化性，有漂白性，不穩(wěn)定，見(jiàn)光易分解。

[學(xué)生]溶液中有氫離子，所以溶液變紅，紅色褪去，說(shuō)明有漂白性的物質(zhì)。氯氣與水反應(yīng)生成氯離子，化合價(jià)降低，根據(jù)氧化還原反應(yīng)基本規(guī)律，即在氧化還原反應(yīng)中，化合價(jià)有降必有升，且由于生成的物質(zhì)具有漂白性，所以生成了HClO。

[學(xué)生歸納總結(jié)]氯水成分：分子：Cl2、H2O、HClO。離子：H+、OH-、Cl-、ClO-。

[教師提問(wèn)]通過(guò)以上學(xué)習(xí)，總結(jié)自來(lái)水廠能用氯氣殺菌消毒，是利用了氯氣的哪些性質(zhì)？

[學(xué)生]強(qiáng)氧化性，漂白性。

[創(chuàng)設(shè)情境]養(yǎng)金魚(yú)的自來(lái)水需要在陽(yáng)光下暴曬一段時(shí)間。

[教師提問(wèn)]問(wèn)題1．養(yǎng)金魚(yú)用的自來(lái)水為什么需要暴曬？

[學(xué)生]自來(lái)水中的氯氣分子和次氯酸對(duì)魚(yú)有害。

[創(chuàng)設(shè)情境]閱讀課本P45，根據(jù)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)結(jié)果，化學(xué)教與學(xué)2022年第11期（下半月刊）分析次氯酸見(jiàn)光分解的產(chǎn)物。

[學(xué)生]氧氣和水。

[解決問(wèn)題]判斷“說(shuō)法”是否科學(xué)。

[學(xué)生]自來(lái)水中略帶氯味屬于正?，F(xiàn)象，完全不影響健康，因?yàn)闊鲲垥r(shí)就可以把余氯和次氯酸去除。

[教師]雖然氯氣有毒，但是只要我們合理利用，就可以造福人類。

[創(chuàng)設(shè)情境]新型消毒劑：二氧化氯。

[閱讀材料]新型滅菌消毒劑——二氧化氯（ClO2）。

[解決問(wèn)題]二氧化氯（ClO2）可用于殺菌消毒，判斷其具有的性質(zhì)。

[創(chuàng)設(shè)情境]生活中的消毒劑-84消毒液。

[閱讀材料]閱讀84消毒液的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。

[學(xué)生活動(dòng)]談?wù)?4消毒液使用時(shí)的注意事項(xiàng)。

[分享收獲]1.收獲了哪些知識(shí)。2．收獲了什么樣的研究物質(zhì)的方法。

四、教學(xué)效果及數(shù)據(jù)分析

1．樣本的選取

從平行班級(jí)中隨機(jī)選取兩個(gè)班級(jí)，分別命名為高-（1）班和高-（2）班，筆者利用SPSS對(duì)這兩個(gè)班的月考成績(jī)進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，Sig（雙側(cè)）=0.562>0.05，說(shuō)明了月考成績(jī)不存在顯著性差異，故這兩個(gè)班級(jí)可以作為教學(xué)實(shí)踐研究的樣本。

2．教學(xué)效果檢測(cè)

高-（1）班為對(duì)照班，施行傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，高一（2）班為實(shí)驗(yàn)班，實(shí)施“基于真實(shí)情境的教學(xué)評(píng)一體化”的化學(xué)教學(xué)，并控制其他變量，如作業(yè)、預(yù)習(xí)、輔導(dǎo)等基本一致。在課堂教學(xué)結(jié)束后一周，對(duì)實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班進(jìn)行“問(wèn)題解決能力”檢測(cè)，見(jiàn)表4。

由上表分析可知，實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班學(xué)習(xí)理解能力總體上不錯(cuò)，實(shí)驗(yàn)班要比對(duì)照班稍好，而應(yīng)用實(shí)踐和遷移創(chuàng)新能力對(duì)照班與實(shí)驗(yàn)班差距較大，特別是遷移創(chuàng)新能力。說(shuō)明“基于真實(shí)情境的教、學(xué)、評(píng)一體化”教學(xué)相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)，更利于學(xué)生的思維發(fā)展。實(shí)驗(yàn)班在面對(duì)新穎、陌生的問(wèn)題情境時(shí)，能夠深入研讀、整合題目信息，較好地完成信息的檢索、提取、遷移等任務(wù)，進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)推理，創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。

五、結(jié)語(yǔ)

素養(yǎng)為本的教學(xué)要超越知識(shí)，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)思考，有助于學(xué)生思維能力和“心智模型”的發(fā)展．滿足未來(lái)人工智能社會(huì)對(duì)人才的要求。[4]學(xué)生能利用所學(xué)知識(shí)對(duì)復(fù)雜問(wèn)題情境中的原理進(jìn)行推測(cè)，并能設(shè)計(jì)出解決方案，對(duì)于不確定的問(wèn)題，能夠進(jìn)行復(fù)雜推理、系統(tǒng)探究。本設(shè)計(jì)中，筆者嘗試以真實(shí)情境為重要抓手，以“評(píng)價(jià)”為驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)出能夠培養(yǎng)學(xué)生高階思維的問(wèn)題。如何能夠基于真實(shí)情境，更好地結(jié)合學(xué)科能力要素，設(shè)計(jì)出具有梯度、進(jìn)階的目標(biāo)、任務(wù)以及活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生利用知識(shí)解決陌生復(fù)雜情境中的真問(wèn)題，還有待后續(xù)研究。

參考文獻(xiàn)

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