胡珺晶

摘要：依據(jù)新課標(biāo)重視開展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，倡導(dǎo)真實問題情境創(chuàng)設(shè)的要求，根據(jù)學(xué)生思維、認(rèn)知水平的差異，基于SOLO分類評價理論與主題式教學(xué)設(shè)計化學(xué)教學(xué)。以蘇教版（2020版））必修2“化學(xué)反應(yīng)中的熱”的教學(xué)為例，通過創(chuàng)設(shè)“可燃冰”的主題情境，分析學(xué)生掌握相關(guān)知識后可能提升的SOLO思維層次，設(shè)計三個教學(xué)環(huán)節(jié)，將情境線、知識線、活動線、素養(yǎng)線貫穿課堂始終。引導(dǎo)學(xué)生在情境中學(xué)習(xí)化學(xué)知識，分析解決問題，感知化學(xué)與社會、生活、生產(chǎn)之間的密切聯(lián)系，達(dá)到進(jìn)一步提升思維層次和學(xué)科素養(yǎng)的教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞：主題式；SOLO分類理論；反應(yīng)熱；教學(xué)設(shè)計

文章編號：1008-0546（2022）12-0041-05

中圖分類號：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.12.011

學(xué)生通過必修1學(xué)習(xí)的經(jīng)歷，已經(jīng)逐步適應(yīng)了高中的化學(xué)學(xué)習(xí)，具備了一定的化學(xué)核心素養(yǎng)，并且，在此過程中，逐漸養(yǎng)成不同的思維習(xí)慣、方式和水平。根據(jù)學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)、思維水平以及化學(xué)素養(yǎng)因材施教，嘗試進(jìn)行高中化學(xué)主題式教學(xué)設(shè)計，是一項值得思考、實踐及研究的課題。目前來說，以單一培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)或提升思維層次為目標(biāo)的教學(xué)設(shè)計屢見不鮮，但基于SOLO分類評價的主題式教學(xué)的相關(guān)教學(xué)設(shè)計還不多見。

高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）指出要重視開展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，倡導(dǎo)真實問題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。[1]

主題式教學(xué)指課堂教學(xué)以項目探究或問題解決形式統(tǒng)整書本知識與日常生活、工業(yè)生產(chǎn)及社會中的學(xué)科問題，以教學(xué)主題為樞紐，在系統(tǒng)內(nèi)各要素間彼此聯(lián)系、相互作用、協(xié)調(diào)運(yùn)行中，以達(dá)成學(xué)習(xí)主體心理結(jié)構(gòu)的完善與自我實現(xiàn)的整體性教學(xué)。

英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的意思是可以觀察的學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu)，其縮寫為“SO-LO”。其特征是等級描述，即按照學(xué)生回答某問題時體現(xiàn)的思維水平分為五個層次[2]（見圖1）。教師可預(yù)設(shè)學(xué)生思維層次進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，也能根據(jù)學(xué)生生成的思維層次，掌握教學(xué)情況，調(diào)控課堂節(jié)奏。

本文以蘇教版必修2中“化學(xué)反應(yīng)中的熱量”的教學(xué)為例，確定“可燃冰”（主要成分是甲烷）為主題，以逐步剖析“可燃冰”的能源價值為明線，以“化學(xué)反應(yīng)中的熱量”為暗線，設(shè)置三個環(huán)節(jié)，即：感覺“熱”的存在、感知“熱”的表達(dá)、感受“熱”的價值來展開課堂教學(xué)。本節(jié)課中，通過“連線教材”“資料卡”“任務(wù)卡”“實驗探究”“‘舊聞鏈接”等多種學(xué)習(xí)活動的展開，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，能透過社會新聞、實驗現(xiàn)象、生活經(jīng)驗、已有知識，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，實現(xiàn)宏、微結(jié)合，知道化學(xué)反應(yīng)往往伴隨熱量變化的微觀解釋，能在證據(jù)推理的基礎(chǔ)上建構(gòu)對“反應(yīng)熱”的模型認(rèn)知，最終將化學(xué)課程與日常生活、化工生產(chǎn)相結(jié)合，初步達(dá)成社會主義核心價值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求。

一、學(xué)情與教學(xué)內(nèi)容分析

教學(xué)設(shè)計是指為了實現(xiàn)一定的教學(xué)目的，設(shè)計“教什么”和“怎么教”。[3]建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對所學(xué)知識內(nèi)在邏輯的主動建構(gòu)。[4]為此，教學(xué)設(shè)計必須基于學(xué)情，學(xué)生才能在煥發(fā)新生機(jī)的化學(xué)課堂上親近、走進(jìn)、感受化學(xué)學(xué)科的獨特魅力。

本節(jié)課是在我校的1-4C班教授的，而本班的學(xué)生組成為2021年常州市中考成績520-550分（即2018年省普高擴(kuò)招前，這個分?jǐn)?shù)段的大部分學(xué)生只能選擇職高）。課前，我對該班學(xué)生進(jìn)行學(xué)前測試情況分析（見表1）。通過分析發(fā)現(xiàn)：高一學(xué)生認(rèn)識能量的角度幾乎是與熱量相關(guān)聯(lián)，其認(rèn)識大多是停留在初中化學(xué)所學(xué)的燃燒的基本條件（達(dá)到著火點）、燃燒是劇烈的發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng)、物理學(xué)科中的動能和勢能。從表1可知，多數(shù)學(xué)生對于化學(xué)反應(yīng)中的熱量方面的知識基本處于前結(jié)構(gòu)水平以及單點結(jié)構(gòu)水平。

從教材編排來看，《化學(xué)反應(yīng)中的熱》是蘇教版（2020版）必修2專題6的第二單元，是銜接微觀結(jié)構(gòu)與宏觀能量的橋梁。對于學(xué)生來說，需要從單純的物質(zhì)轉(zhuǎn)化角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，拓展到能量轉(zhuǎn)化，形成多維度、多角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的觀念和能力?？v觀蘇教版必修2教材，筆者發(fā)現(xiàn)本節(jié)教材內(nèi)容涉及到天然氣，蘇教版（2015版）必修2專題3第一單元亦提及“西氣東輸”“可燃冰”，人教版新舊版本的必修2均提及人均能耗、能源時代，以及《化學(xué)與技術(shù)》教材中提及“天然氣的利用”，故萌生創(chuàng)設(shè)以“可燃冰”展開主題式教學(xué)的創(chuàng)意。

如表2所示，在進(jìn)行具體教學(xué)設(shè)計之前，針對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行思維層次劃分，便于教師在課堂教學(xué)中判斷學(xué)生的思維水平，針對此水平進(jìn)行教學(xué)設(shè)計以期培養(yǎng)其認(rèn)知能力、提升化學(xué)素養(yǎng)。與此同時，教師可在實施教學(xué)過程中，關(guān)注不同層次水平之間的橋梁搭建，讓學(xué)生可穩(wěn)步進(jìn)階發(fā)展。

二、教學(xué)目標(biāo)分析

教學(xué)活動的中心是教學(xué)目標(biāo)，課堂教學(xué)的實施與開展也應(yīng)以教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成為依據(jù)。而評價目標(biāo)則是以教學(xué)目標(biāo)為基礎(chǔ)，通過多元方式、多種方法，對教學(xué)過程和結(jié)果進(jìn)行測量、評估，進(jìn)而為調(diào)整后續(xù)教學(xué)目標(biāo)提供反饋信息的過程。教學(xué)目標(biāo)和評價目標(biāo)理應(yīng)相輔相成，形成合力，共同促進(jìn)教學(xué)。[2]

1．教學(xué)目標(biāo)

（1）使學(xué)生了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化；知道熱化學(xué)方程式的含義，認(rèn)識化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因；了解提高燃料的燃燒效率、合理利用化石燃料、開發(fā)高能清潔燃料的重要性。

（2）要讓學(xué)生學(xué)會運(yùn)用宏觀與微觀相結(jié)合、定性與定量相結(jié)合的學(xué)科思想和方法尋找證據(jù)、推出合理結(jié)論，從而，更好地感知“化學(xué)反應(yīng)中的熱”，并且感受其與化工生產(chǎn)、日常生活的關(guān)聯(lián)、匹配。

（3）通過實驗探究、交流討論和觀察思考等活動，讓學(xué)生體驗科學(xué)假設(shè)和實驗探究的過程，體悟真實、有用的化學(xué)。

2．評價目標(biāo)

（1）創(chuàng)設(shè)“可燃冰的能源價值”為主題情境，通過師生對化學(xué)反應(yīng)中的熱的分析，確定學(xué)生認(rèn)知化學(xué)反應(yīng)中的熱的水平，辨析學(xué)生的思維層次是否處于多點結(jié)構(gòu)水平。

（2）為確定五組化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，學(xué)生交流方案，分組實驗、分析現(xiàn)象、得出結(jié)論。通過這個過程，分析學(xué)生的思維層次，提升學(xué)生的實驗探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。

（3）通過三個環(huán)節(jié)的實施，讓學(xué)生經(jīng)歷從感覺“熱”的存在到感知“熱”的表達(dá)，繼而感受“熱”的價值的過程。使學(xué)生的思維層次由前結(jié)構(gòu)逐步向單點結(jié)構(gòu)、多點結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)、抽象拓展結(jié)構(gòu)發(fā)展。

三、教學(xué)過程

1．環(huán)節(jié)一：感覺“熱”的存在

【創(chuàng)設(shè)情境】展示人教版《必修2》新教材P34中的圖6-4。介紹隨著生產(chǎn)力發(fā)展和科技進(jìn)步，人均耗能日益增長。這組數(shù)據(jù)告訴我們已經(jīng)步人了“能源”時代。

【PPT】2019年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試（化學(xué)）的第一道試題：近日，我國渤海探明超千億立方的天然氣田。天然氣的主要成分為？

【學(xué)生】甲烷。

【過渡】蘇教版（2015版）《必修2》第58頁“拓展視野”中向我們介紹了，為了解決“能源危機(jī)”，我國在2003年10月就完成了“西氣東輸”工程，同時，在我國的東海、南海海底已經(jīng)發(fā)現(xiàn)天然氣（甲烷等）的水合物，它易燃燒，外形似冰，被稱為“可燃冰”?？扇急拈_采有助于解決人類面臨的能源危機(jī)。接下來，讓我們通過一段視頻對此做進(jìn)一步了解。

【播放視頻】可燃冰的開采。

【提問】通過這段視頻，你能獲取的信息是什么？可燃冰的能源價值在于什么？

【學(xué)生】可做燃料。

【教師】在此過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了哪些形式的能量呢？

【學(xué)生】熱能、光能。

【教師】根據(jù)你的已學(xué)知識和生活經(jīng)驗，你還能說出哪些反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的方式或?qū)嵗龁幔?/p>

【學(xué)生討論、回答】放電魚、螢火蟲、暖寶寶……

【過渡】經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量的變化，但總能量守恒。許多化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為熱量的放出或吸收。

【任務(wù)卡】展示幾組化學(xué)方程式。這些化學(xué)方程式，想必，大家一定不陌生，但是，問題來了，在這些反應(yīng)過程中，到底是放出熱量還是吸收熱量呢？請同學(xué)們依據(jù)實驗框里的試劑，自選實驗完成，注意觀察現(xiàn)象，并及時記錄在學(xué)案上。

【學(xué)生活動】討論方案、分組實驗。

【學(xué)生】匯報實驗內(nèi)容以及實驗現(xiàn)象。

【實物展示】課前實驗——“天山雪蓮”。

【教師】大家通過剛剛的實驗，能否判斷出氫氧化鈉與鹽酸的反應(yīng)是放熱還是吸熱呀？

【學(xué)生1】放熱。

【學(xué)生2】沒感覺。

【教師】大家判斷的結(jié)果不一致，這只能說明我們的手感溫度并不是非常靈敏。課前，老師利用傳感器測定了這個實驗過程中溫度的變化。

【PPT】利用傳感器測量25 mL，0.25 mol．L-1的鹽酸和25 mL，0.25 mol-L-1氫氧化鈉溶液反應(yīng)過程中溫度的變化，見圖2。

【教師】從圖像上可以看出，這個反應(yīng)是放出熱量還是吸收熱量？

【學(xué)生】放出熱量。

【講述】我們把有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)，把吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。

【任務(wù)卡】請大家交流討論，完成表3。

【教師】在完成任務(wù)卡的過程中，你還有沒有疑問？

【學(xué)生】如何判斷哪些是放熱反應(yīng)哪些是吸熱反應(yīng)？

【教師】這個往往根據(jù)已有知識和生活經(jīng)驗。那么，有沒有同學(xué)能利用已有的生活經(jīng)驗、所學(xué)知識結(jié)合剛剛完成的實驗嘗試歸納一下呢？

設(shè)計意圖：結(jié)合兩版教材、江蘇省學(xué)業(yè)水平測試真題及視頻資源創(chuàng)設(shè)主題情境，通過發(fā)放任務(wù)卡的形式，激發(fā)學(xué)生在分組實驗過程中提出有探究價值的問題，繼而引導(dǎo)學(xué)生能從問題及假設(shè)出發(fā)，依據(jù)探究目的，設(shè)計改進(jìn)方案，運(yùn)用DIS實驗進(jìn)行探究。整個環(huán)節(jié)讓學(xué)生勤實踐、善合作、敢質(zhì)疑、勇創(chuàng)新，逐步提高學(xué)生的思維水平，從前結(jié)構(gòu)向關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)發(fā)展。

2．環(huán)節(jié)二：感知“熱”的表達(dá)

【過渡】我們常常用熱化學(xué)方程式來表示化學(xué)反應(yīng)中吸收或放出的熱量。以可燃冰中的主要成分甲烷為例，我們來看一下。

【教師】請同學(xué)們思考，熱化學(xué)方程式與化學(xué)方程式的區(qū)別是什么？

【學(xué)生】交流討論。

【教師】你能從中小結(jié)出哪些值得我們關(guān)注的點呢？

【學(xué)生1】△H的數(shù)值與系數(shù)成正比。

【學(xué)生2】AH的大小與狀態(tài)有關(guān)。

【學(xué)生3】△H>0為吸熱反應(yīng)，△H<0為放熱反應(yīng)。

【學(xué)生4】熱化學(xué)方程式的系數(shù)可以是分?jǐn)?shù)。

【學(xué)生5】熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)注物質(zhì)的狀態(tài)。

【學(xué)生6】△H的單位是kj-mol-1。

設(shè)計意圖：學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是在化學(xué)學(xué)習(xí)活動中形成和發(fā)展的，又是在化學(xué)學(xué)習(xí)活動中表現(xiàn)出來的。本環(huán)節(jié)圍繞與甲烷燃燒相關(guān)的三個熱化學(xué)方程式，教師引導(dǎo)學(xué)生開展小組交流討論，運(yùn)用分析、比較、評價等方法，感知“熱”的表達(dá)，了解熱化學(xué)方程式與化學(xué)方程式的區(qū)別。教學(xué)活動與科學(xué)思維活動協(xié)調(diào)融合，既引發(fā)學(xué)生的思維進(jìn)階，由單點結(jié)構(gòu)向抽象拓展結(jié)構(gòu)前進(jìn)，又對發(fā)展學(xué)生宏觀辨識、模型認(rèn)知等素養(yǎng)具有重要價值。

3．環(huán)節(jié)三：感受“熱”的價值

【舊聞鏈接】“舊”聞一：江蘇全省統(tǒng)一民用天然氣價（揚(yáng)子晚報2004年6月10日）

截止到6月9日，南京已有近萬戶居民用戶用上天然氣，遲遲不肯露面的天然氣價格也浮出水面，6月9日，南京市物價局公布了該市天然氣銷售價格，其中居民生活用氣價格為2.20元/m3。而之前管道煤氣價格為1.10元/m3。

“舊”聞二：明起南京民用天然氣價漲至2.5元/m3【新華報業(yè)網(wǎng)（南京）2015年12月31日】

昨天，南京市物價局召開新聞發(fā)布會，備受關(guān)注的民用天然氣價格改革方案最終出爐。根據(jù)新的方案，2016年1月1日起，民用天然氣第一階梯價格從2.2元/m3上漲至2.5元/m3，漲幅較大。

【教師】根據(jù)這兩則“舊聞”，難道使用天然氣后，燃?xì)鈨r格變貴了嗎？

【資料卡】燃燒熱：在101 kPa時，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定產(chǎn)物時所放出的熱量。見圖3。

【學(xué)生】通過計算得出結(jié)論：天然氣劃算。

【過渡】教材第14頁還提到了熱值，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，應(yīng)該是氫氣的熱值最高，那為何我們現(xiàn)在還要開采可燃冰呢？

【教材連線】人教版《化學(xué)與技術(shù)》：天然氣的綜合利用。

【教師】當(dāng)然，同學(xué)們可以帶著這個問題課后繼續(xù)查找文獻(xiàn)，做進(jìn)一步的思考和研究。為什么化學(xué)反應(yīng)總伴隨能量的變化呢？

【學(xué)生】自主學(xué)習(xí)蘇教版必修2（2020版）教材12頁。

【過渡】今天這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)中的熱，但是，在人類發(fā)展的歷史長河里，與之相關(guān)的“熱化學(xué)”卻是耗費(fèi)了很多人很多年的研究。

【教師】介紹相關(guān)化學(xué)史。古今中外的科學(xué)家也好，今天課堂里的我們也罷，研究化學(xué)反應(yīng)中的熱到底意義何在呢？

【PPT】化學(xué)反應(yīng)中的熱在實際生活、生產(chǎn)中的用途。

設(shè)計意圖：依托“‘舊聞鏈接”提供樸實的情境素材，引發(fā)學(xué)生的高水平問題，驅(qū)動學(xué)生進(jìn)行高水平思維，應(yīng)用化學(xué)認(rèn)識思路解決情境下的化學(xué)問題。本環(huán)節(jié)還結(jié)合相關(guān)化學(xué)史實介紹了化學(xué)反應(yīng)中的熱在實際生活、生產(chǎn)中的用途。這樣的設(shè)計，使學(xué)生在情境中有任務(wù)、有持續(xù)性、有深度思考內(nèi)容地學(xué)習(xí)，同時也能體現(xiàn)“宏觀→微觀→宏觀”的學(xué)科思想和“生活→化學(xué)→社會”的學(xué)科價值。

四、教后反思

著名教育家呂叔湘先生說過，成功的教師之所以成功，是因為他把課教活。本節(jié)課施教班級的學(xué)生整體化學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱且思維層次參差不齊，因此，在“化學(xué)反應(yīng)中的熱”的教學(xué)中，基于學(xué)生共性和個性的特點，關(guān)注因材施教，探析學(xué)生的認(rèn)知水平，了解學(xué)生的核心素養(yǎng)，具有非常重要的實踐意義。本節(jié)課基于SOLO分類評價理論，創(chuàng)設(shè)主題情境、整合教材內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)實驗功能，讓學(xué)生能辨識化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式，可舉例說明化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，會解釋化學(xué)變化中能量變化的本質(zhì)，能用熱化學(xué)方程式表達(dá)反應(yīng)中的能量變化及運(yùn)用反應(yīng)焓變合理選擇和利用化學(xué)反應(yīng)。這樣的教學(xué)設(shè)計相對于傳統(tǒng)意義上的教學(xué)設(shè)計來說，邏輯性更強(qiáng)、針對性更強(qiáng)、思維性更強(qiáng)。不僅調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，達(dá)到師生共同參與完成教學(xué)任務(wù)的目的，還能培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)認(rèn)識視角和思路去思考、分析、解決問題的能力，提升其化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)。

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