朱婭欣 丁立平

摘要：基于BOPPPS模型，進行“物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律”復習課的教學設(shè)計。轉(zhuǎn)變知識羅列、機械訓練的傳統(tǒng)復習方式，通過創(chuàng)設(shè)多元情境，激發(fā)學生學習興趣，以問題促進學生積極思考、主動探索，幫助學生構(gòu)建系統(tǒng)化的元素周期律（表）知識結(jié)構(gòu)，提高學生分析解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：BOPPPS模型;元素周期律;核心素養(yǎng)

文章編號：1008-0546（2022）10x-0071-04中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

一、研究背景

《普通高中化學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《新課標》）聚焦如何教和怎樣學。教師在教學過程中要以學科大概念為統(tǒng)領(lǐng)，整合教學目標、學習內(nèi)容與教學流程，[1]注重學科核心素養(yǎng)的功能價值，實現(xiàn)知識向能力的轉(zhuǎn)化。[2]使學生能夠在真實情境中，結(jié)合已有知識經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)問題，收集相關(guān)證據(jù)并合理推理，設(shè)計實驗驗證結(jié)論。[3]

復習是一個查漏補缺的過程，是學生通過再次學習、整合所學知識、不斷優(yōu)化思維、提升解決問題能力的過程。[4]然而由于缺乏合理的教學設(shè)計，使得復習課變成了習題課。精講精練、機械訓練或許能暫時提高學生對知識的記憶，但是缺乏高階思維的學習方式對素養(yǎng)的提升毫無裨益，[5]枯燥乏味的復習方式會使學生對學習逐漸失去興趣。

本文基于BOPPPS模型，進行“物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律”復習課的教學設(shè)計。該教學設(shè)計注重以學生為主體，采用問題導向式、探究式的活動方式，幫助學生回憶所學知識，建構(gòu)原子結(jié)構(gòu)和元素周期律（表）模型，深化學生對“位—構(gòu)—性”三者關(guān)系的理解，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力，從而提高學生的化學學科核心素養(yǎng)。

二、BOPPPS教學模型

BOPPPS教學模型最早由加拿大英屬哥倫比亞省教師培訓工作坊ISW（instructionalskillsworkshop）提出，旨在轉(zhuǎn)變“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學狀態(tài)，注重開展以學生為主體的探究式、個性化、參與式的教學活動。根據(jù)學生注意力集中規(guī)律，將整個教學過程分為六個階段：引入（Bridge-in）、教學目標（Objec?tive）、前測（Pre-assessment）、參與式學習（Participa?toryLearning）、后測（Post-assessment）和總結(jié)（Sum?mary）[6]。BOPPPS模型各元素含義見表1。

BOPPPS模型是轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)接受式教學，圍繞教師、學生和課程三要素，建構(gòu)“生生互動”“師生互動”的新型教學結(jié)構(gòu)?；贐OPPPS的教學模型，有助于實現(xiàn)從“教師教”向“學生學”的轉(zhuǎn)變，提升學生的自主學習能力。

三、學情分析

1.課程標準內(nèi)容

課程標準中指出，要注重組織學生開展概括關(guān)聯(lián)、比較說明、推論預測、設(shè)計論證等活動，了解同周期和同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，體會元素周期律（表）在學習元素及其化合物知識及科學研究中的重要作用。[8]

2.教材分析

本節(jié)課內(nèi)容選自人教版必修二第一章，教材知識呈現(xiàn)循序漸進，注重情境的使用。從化學史切入，了解元素周期表的發(fā)展歷程從而認識元素周期表的結(jié)構(gòu)，通過實驗探究歸納出元素的性質(zhì)，了解同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，通過介紹原子核外電子排布，解釋元素周期表與元素周期律的內(nèi)在本質(zhì)，以及元素周期律（表）在科學領(lǐng)域的重要用途。

3.教學對象分析

本節(jié)課是“物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律”的復習課，學生對元素內(nèi)在的遞變規(guī)律有一定的感性認識，也能較好地理解“位—構(gòu)—性”三者的聯(lián)系，可以初步描述和解釋元素性質(zhì)，也可以對同周期或同主族元素的性質(zhì)進行比較。但學生只停留在機械地應(yīng)用元素周期律，對其內(nèi)在邏輯關(guān)系還不是很明晰，并未形成較為系統(tǒng)認識。高一學生能夠通過類比、歸納的方法進行學習，但是知識的遷移應(yīng)用能力不足，解決實際問題的意識和能力有待提高。

四、教學設(shè)計

高中生知識儲備不足，自我總結(jié)、自我監(jiān)測能力較低，不能根據(jù)自身學習情況制定學習目標?；诟咧猩奶攸c，教師對學生先進行前測，通過前測結(jié)果制定不同水平的教學目標，以滿足不同層次學生的發(fā)展要求。

1.前測

[教師]元素周期律與元素周期表這節(jié)內(nèi)容最重要的是能夠建立“位—構(gòu)—性”一致的元素觀念，請同學們從元素位置、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)這三點梳理本節(jié)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)框架，畫出概念圖。

[學生活動]大部分學生能夠?qū)懗鲈匚恢?、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)之間的關(guān)系，畫出概念圖，但只是機械地記憶，沒有深刻理解知識，知識的運用能力不足。

設(shè)計意圖：通過繪制概念圖，檢測學生是否形成結(jié)構(gòu)化的知識，了解學生對知識的掌握情況，在此基礎(chǔ)上結(jié)合學情確定教學目標以及學習活動內(nèi)容。

2.目標

（1）通過前測，確定復習課的教學目標：

①能夠建立元素性質(zhì)、原子結(jié)構(gòu)、元素位置三者之間的聯(lián)系。

②能夠運用原子結(jié)構(gòu)解釋元素性質(zhì)，建構(gòu)基于元素周期律對物質(zhì)性質(zhì)進行預測和檢驗的認識模型。

③通過探討未知元素的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途，感受元素周期律的重要作用。

（2）根據(jù)教學目標設(shè)定本課的評價目標：

①通過氮族元素原子結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的互相推斷，診斷并發(fā)展學生宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。

②通過運用元素周期律推斷氮族元素性質(zhì)，培養(yǎng)學生證據(jù)推理與模型認知的核心素養(yǎng)。

③通過設(shè)計實驗方案驗證N、P的非金屬性強弱，診斷并發(fā)展學生科學探究的素養(yǎng)水平。

④通過農(nóng)藥對生產(chǎn)、生活影響的認識，培養(yǎng)學生科學態(tài)度與社會責任的核心素養(yǎng)。

3.導入

[教師]播放影視作品中砒霜中毒的片段。

[學生]注意力被吸引。

[教師]砒霜的主要成分是砷，砷具有什么樣的物理、化學性質(zhì)呢？我們一起來探索吧。

設(shè)計意圖：建構(gòu)生活情境，激發(fā)學生學習興趣，引入本節(jié)課的重點元素“砷”。

4.參與式學習

[教師]展示砷造成的水污染、食品中含砷造成人中毒、農(nóng)藥的大量使用對社會與生活造成的危害、砷用作合金添加劑的圖片。

[學生]認真觀看材料，了解到砷在生活中應(yīng)用十分廣泛。

設(shè)計意圖：砷對于促進人類的進步與發(fā)展有著不可取代的作用，但是不合理濫用砷也會對人類的生產(chǎn)、生活造成極大的危害。通過對砷在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用的介紹，使學生體會到化學與生活的密切聯(lián)系，提高學生的科學態(tài)度與社會責任，同時也有利于培養(yǎng)學生批判性思維，學會從多個角度去看待事物。

[展示]提供砒霜的化學式、砷元素的性質(zhì)和用途的資料卡片。

[教師]請同學們結(jié)合材料判斷As的化合價。查閱資料可以知道As的原子序數(shù)為33，請同學們試著畫出As的原子結(jié)構(gòu)示意圖。

[學生]回顧以前學習過的化合價以及元素周期表的相關(guān)知識回答，并畫出As的原子結(jié)構(gòu)示意圖。

[教師]請判斷As在元素周期表中的位置，根據(jù)位置推測As屬于金屬還是非金屬？

[學生]根據(jù)原子結(jié)構(gòu)判斷出As位于第四周期第ⅤA族，并根據(jù)周期表中金屬與非金屬分界線判斷出As為非金屬。

[教師]砷位于周期表中金屬與非金屬交界處，是一種良好的半導體材料，可用做發(fā)光二極管、太陽能電池。

[教師]通過資料卡片我們可以看到砷具有毒性，并且可用作農(nóng)藥，初中我們學習過P也是農(nóng)藥的主要成分。請問同學們，為什么砷和磷具有如此相似的性質(zhì)呢？

[學生]回想元素周期律的知識回答，因為磷和砷位于同一主族，最外層電子數(shù)相同，因此具有相似的化學性質(zhì)。

[教師]同學們都知道硝酸是一種酸性非常強的酸，請同學們大膽猜測砷酸的酸性如何？請解釋你們猜測的原因。

[學生]砷酸酸性比硝酸弱，同一主族隨著原子序數(shù)遞增，非金屬性減弱，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性減弱。

設(shè)計意圖：以砷為例通過原子結(jié)構(gòu)判斷元素在元素周期表中的位置，根據(jù)元素周期律推測元素可能具有的性質(zhì)，幫助學生建構(gòu)元素“位—構(gòu)—性”三者之間的聯(lián)系，從而構(gòu)建元素周期表與元素周期律的認知模型，發(fā)展學生證據(jù)推理與模型認知的核心素養(yǎng)。根據(jù)核外電子結(jié)構(gòu)的相似性，判斷物質(zhì)性質(zhì)的相似性，有利于發(fā)展學生宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。

[教師]同學們已經(jīng)能夠熟練運用元素周期律這個工具了，請同學們判斷磷與氮誰的非金屬性更強？誰的還原性更強？能否設(shè)計實驗方案驗證你們的猜測？

[學生]氮的非金屬性比磷強，還原性比磷弱。并設(shè)計方案：

方案一：比較相同濃度下磷酸和硝酸酸性強弱，可以用pH試紙測試磷酸以及硝酸的酸性大小。

方案二：比較PH3與NH3分子的穩(wěn)定性。

學生用課上總結(jié)的規(guī)律解釋N的非金屬性大于P，因此NH3的穩(wěn)定性大于PH3，但不明白其原理，也無法設(shè)計實驗方案進行驗證。

[教師]同學們回去查閱資料，了解影響氫化物穩(wěn)定性的因素有哪些？

查閱資料，大部分學生了解到氫化物的穩(wěn)定性與分子內(nèi)的化學鍵以及化學鍵的鍵能息息相關(guān)，N—H的鍵能比P—H的鍵能大，所以NH3更穩(wěn)定。

設(shè)計意圖：通過查閱資料、設(shè)計實驗方案等活動驗證N元素與P元素非金屬性強弱，有助于綜合調(diào)動多方面的知識解決問題，開闊學生視野，培養(yǎng)學生信息素養(yǎng)以及科學探究的能力。在查閱資料過程中，學生了解到化學鍵鍵能等相關(guān)知識，為后期學習化學鍵一節(jié)內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。

5.后測

在前測中學生已經(jīng)能夠繪制出這一節(jié)內(nèi)容的概念圖，但只是機械地記憶，沒有形成較為系統(tǒng)的認識。后測采用練習題的形式檢驗學生對知識的應(yīng)用能力。

[習題]美國航天局科學家在加利福尼亞州東部的莫諾湖里發(fā)現(xiàn)了一種被稱作GFAJ-1的獨特細菌，這種細菌能利用砷代替磷元素構(gòu)筑生命分子，進行一些關(guān)鍵的生化反應(yīng)。根據(jù)材料進行預測，下列說法錯誤的是

A.醫(yī)生通常會給砒霜中毒的患者服用一定劑量的氧化劑解毒

B.砷原子核電荷數(shù)較大，對核外電子束縛能力強，因而砷酸不易電離出H+，其酸性比磷酸弱

C.砷對多數(shù)生物有毒可能是因為砷能夠代替磷參與生化反應(yīng)，制造混亂

D.該發(fā)現(xiàn)將使人類對生命的認識發(fā)生重大改變，拓寬了在地球極端環(huán)境乃至外星球?qū)ふ疑乃悸?/p>

[學生]由于本節(jié)課是復習課，所以學生很容易想到運用元素周期律相關(guān)知識解決問題。分析A選項，As化合價為+3價，其最高價態(tài)為+5價，因此具有一定的還原性，可以被氧化劑氧化成無毒的+5價砷;B選項，磷酸酸性比砷酸強是因為磷比砷的氧化性強。大部分學生通過分析后能選出正確答案B;結(jié)合生活經(jīng)驗以及分析題干信息，能夠判斷選項C和D符合題意。

設(shè)計意圖：以練習題的形式對學生進行后測，用于檢驗學生對知識的掌握應(yīng)用情況。此題還涉及氧化還原及生物知識，綜合程度較高，難度相對較大，有助于培養(yǎng)學生的多方面素養(yǎng)。

6.總結(jié)

繪制思維導圖（見圖1），幫助學生再次復習本節(jié)的知識內(nèi)容。

五、教學建議

1.創(chuàng)設(shè)多元情境

恰當?shù)那榫硨τ诮虒W是點睛之筆。通過創(chuàng)設(shè)真實情境，營造良好的學習氛圍，激發(fā)求知欲，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，從而提升教學效果。創(chuàng)設(shè)多元情境時，不僅要注重情境的內(nèi)容，還應(yīng)關(guān)注情境的形式。內(nèi)容上可以包含化學史、化學實驗、科技前沿、日常生活等多方面情境，貼近生活，從而吸引學生注意力;形式上不應(yīng)僅局限于知識閱讀，可以增加小組交流討論、問題探究等，采用以提高學生核心素養(yǎng)為導向的情境素材。

2.“學生為主體”的參與式學習

深山樹木分長短，荷花出水見高低。學生是具有差異性、能動性的個體。在教學設(shè)計時，教師應(yīng)關(guān)注學生的主體地位，預設(shè)教學過程中可能發(fā)生的各種情況，針對不同水平的學生設(shè)計不同的學習目標，滿足不同層次學生的學習需求，促進學生的個性化發(fā)展。同時精選多種教學方式，將實驗、小組交流合作、探究等多種學習方法與講授法相結(jié)合，逐步發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)。

3.關(guān)注學生的高階認知

教學過程中可通過提出問題、解決問題，促進學生深度學習。問題的難易程度、水平高低決定了學生對該問題的思考深度，教師應(yīng)將培養(yǎng)學生知識記憶等低階認知能力，向知識應(yīng)用與創(chuàng)新等高階能力的方向發(fā)展。[9]應(yīng)基于真實情境、在學生現(xiàn)有能力水平基礎(chǔ)上合理設(shè)計問題，提高問題的目的性與針對性，激發(fā)學生思維碰撞，提高學生分析問題、解決問題的能力。

六、總結(jié)

傳統(tǒng)復習課，以知識羅列、反復訓練為主，教學過程枯燥乏味，難以調(diào)動學生的主觀能動性，學生對課程逐漸喪失興趣。本課基于BOPPPS模型進行教學設(shè)計，通過創(chuàng)設(shè)真實情境，幫助學生建構(gòu)原子結(jié)構(gòu)和元素周期律（表）認知模型，提高學生分析和解決問題的能力，診斷并發(fā)展學生的理論模型結(jié)構(gòu)化水平，評價學生學科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平，判斷學生是否達到學業(yè)質(zhì)量標準?；贐OPPPS教學模型的復習課，不僅能夠活躍課堂氛圍，提高學生學習熱情，還可以增強師生互動，營造良好學習探究氛圍，進而提高課堂教學質(zhì)量。

參考文獻

[1]李明.指向發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)的單元整體教學設(shè)計——以人教版化學必修一“原子結(jié)構(gòu)與元素周期表”為例[J].化學教與學，2021（06）：59-64，50.

[2]王磊，魏銳.學科核心素養(yǎng)發(fā)展導向的高中化學課程內(nèi)容和學業(yè)要求——《普通高中化學課程標準（2017 年 版）》解讀[J].化學教育（中英文），2018，39（09）：48-53.

[3]陳曉曄.普通高中化學課程標準（2017版）解讀[J].文理導航（中旬），2018，20（07）：63-64.

[4]劉艷.有順序 有趣味 有意義——基于思維發(fā)展的化學復習課設(shè)計策略的微研究[J].化學教與學，2021（07）：55-58.

[5]鄧小進.基于發(fā)展學生核心素養(yǎng)的主題式教學設(shè)計實踐探索——專題復習課“化工流程題”的教學設(shè)計[J].化學教與學，2018（12）：55-58，31.

[6]李爽，付麗.國內(nèi)高校 BOPPPS 教學模式發(fā)展研究綜述[J].林區(qū)教學，2020，275（02）：19-22.

[7]潘芬.生物課堂參與式教學環(huán)節(jié)優(yōu)化策略[J].中學課程資源，2021，17（05）：19-20.

[8]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017版）[S].北京：人民教育出版社，2018.[9]楊玉琴，趙華.核心素養(yǎng)視域下的初中化學專題復習課教學策略——以“我們周圍的空氣”復習課為例[J].化學教學，2018（06）：41-47.