◎ 王劍婕

《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《2020修訂版課標(biāo)》）明確提出在化學(xué)教學(xué)與評(píng)價(jià)中應(yīng)緊緊圍繞“發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”這一主旨，優(yōu)化教學(xué)過程，有效提高教學(xué)質(zhì)量，發(fā)展素質(zhì)教育，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)。［1］由于復(fù)習(xí)課沒有教材可依，教師在教學(xué)實(shí)施過程中有時(shí)對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)理解不準(zhǔn)確，對(duì)學(xué)情的整體把握不足，學(xué)科的育人價(jià)值有待充分挖掘，體現(xiàn)在知識(shí)維度方面，表現(xiàn)為核心知識(shí)不明確，必修知識(shí)的深度和廣度被隨意拓展。［2］學(xué)習(xí)活動(dòng)方面，設(shè)計(jì)比較單一，課堂上存在以“習(xí)題”和“教師”為主、學(xué)生被動(dòng)接受的狀態(tài)。認(rèn)知維度方面，學(xué)生易停留在復(fù)述學(xué)習(xí)材料階段，聯(lián)系、建構(gòu)、重整自己認(rèn)知結(jié)構(gòu)的主動(dòng)性不夠，認(rèn)知水平的提升效果不佳。

在“雙新”背景下必修課程的復(fù)習(xí)如何發(fā)揮其應(yīng)有的功能和價(jià)值？本文以滬科版高中化學(xué)教材必修第二冊(cè)“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”單元復(fù)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，以“真實(shí)情境”為立足點(diǎn)，探索發(fā)展學(xué)生正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力所匹配的教學(xué)策略。

一、指向化學(xué)核心素養(yǎng)的真實(shí)情境

（一）深度學(xué)習(xí)理論

在促進(jìn)有效教學(xué)，發(fā)展高階思維能力的眾多研究文獻(xiàn)中，深度學(xué)習(xí)理論得到了我國(guó)學(xué)者越來越多的認(rèn)同。張菊等將深度學(xué)習(xí)的特征闡釋為五個(gè)方面：①注重批判理解；②強(qiáng)調(diào)信息整合；③注重遷移運(yùn)用；④著意情感投入；⑤重視終身學(xué)習(xí)。［3］左璜等基于中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的視角，分別從“個(gè)體認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)”“社會(huì)互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)”和“行動(dòng)者網(wǎng)絡(luò)”提出了深度學(xué)習(xí)的三種樣態(tài)。［4］

正如要回答“孩子是怎樣學(xué)好母語(yǔ)的”這樣的問題，深度學(xué)習(xí)的研究重視對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)的解析，探索自主學(xué)習(xí)能力的調(diào)動(dòng)機(jī)制。建構(gòu)主義在此處的演化、發(fā)展研究也值得借鑒，以“全面發(fā)展的人”為核心，并強(qiáng)調(diào)“社會(huì)人”在教育中的關(guān)鍵地位。我國(guó)的深度學(xué)習(xí)研究關(guān)注了“關(guān)系中的學(xué)習(xí)”，包括新舊知識(shí)的關(guān)系、人與現(xiàn)實(shí)世界的關(guān)系、人與虛擬（網(wǎng)絡(luò)）世界的關(guān)系等?？梢?，深度學(xué)習(xí)理論對(duì)當(dāng)前的教學(xué)實(shí)際有很好的指導(dǎo)意義。

（二）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的原則

《2020修訂版課標(biāo)》指出“真實(shí)、具體的問題情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺(tái)，為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供了真實(shí)的表現(xiàn)機(jī)會(huì)?！保?］沈旭東分析了不同時(shí)期的“情境”相關(guān)文獻(xiàn)后認(rèn)為，現(xiàn)階段的情境教學(xué)均選取蘊(yùn)含相應(yīng)知識(shí)的真實(shí)素材，在課堂的應(yīng)用中以項(xiàng)目、任務(wù)、活動(dòng)等方式貫穿始終，學(xué)生在深度參與中發(fā)展了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。他由此提出了一種創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的結(jié)構(gòu)模型，如圖 1 所示。［5］

圖1 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的結(jié)構(gòu)模型

首先，與學(xué)情的匹配性原則。教學(xué)情境是為落實(shí)學(xué)科育人服務(wù)的，學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)、能力基礎(chǔ)、認(rèn)知風(fēng)格、學(xué)習(xí)需求等都直接影響了選擇什么樣的情境素材。以必修課程的“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”單元復(fù)習(xí)為例，學(xué)生至此已完成除“簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物及其應(yīng)用”以外的大部分主題內(nèi)容；具備了一定的化學(xué)學(xué)科視角，也初步認(rèn)識(shí)了常見的無機(jī)物質(zhì)以及一般的研究方法。但對(duì)于反應(yīng)速率和化學(xué)平衡尚處于了解階段，還需要進(jìn)一步從這兩個(gè)方面體會(huì)化學(xué)反應(yīng)可調(diào)、可控的重要意義。學(xué)生此時(shí)更深層次的需求是，在各種應(yīng)用場(chǎng)景中化學(xué)反應(yīng)原理是如何被挑選出來的？在應(yīng)用過程中又會(huì)注意哪些問題？因此課的引入首先選擇了與生活應(yīng)用密切聯(lián)系的自熱火鍋，這種不用“火”卻用“冷水”來加熱的火鍋，不僅有利于調(diào)動(dòng)思維的積極性，也迅速聚焦了研究視角，提升了化學(xué)知識(shí)對(duì)提高生活質(zhì)量的重要意義。

其次，突出與核心知識(shí)、核心概念的關(guān)聯(lián)性原則。當(dāng)今時(shí)代的信息環(huán)境具有易變性、不確定性、復(fù)雜性和模糊性的特點(diǎn)。［6］這就要求教學(xué)中的“真實(shí)情境”不做過于理想化、抽象化的加工處理，同時(shí)也要考慮到在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)避免出現(xiàn)超出認(rèn)知負(fù)荷而注意力下降的問題。因此教學(xué)素材要在明確了本次教學(xué)核心知識(shí)、核心概念的基礎(chǔ)上，刪減干擾的、無關(guān)的信息后才能成為教學(xué)情境。比如單元復(fù)習(xí)中以“汽車動(dòng)力的發(fā)展”為教學(xué)情境，動(dòng)畫素材1（汽油動(dòng)力）的細(xì)節(jié)較多，一方面幫助學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)了燃料與空氣在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒反應(yīng)產(chǎn)生熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。另一方面，學(xué)生將挑戰(zhàn)從較為模糊的信息中辨識(shí)出化學(xué)反應(yīng)的可控性，分析燃料燃燒的反應(yīng)是如何以人們希望的方式進(jìn)行的。動(dòng)畫素材2（氫能源汽車）大大簡(jiǎn)化了動(dòng)力系統(tǒng)，旨在加深“化學(xué)變化伴隨著能量變化，并以光、電、熱等形式表現(xiàn)出來”的核心觀念。

第三，兼顧活動(dòng)設(shè)計(jì)和問題設(shè)計(jì)的原則。高中生的認(rèn)知發(fā)展已接近成人水平，正逐漸從形象思維向抽象思維過渡，邏輯思維能力也顯著提升。這一階段的學(xué)生容易對(duì)“舊知識(shí)再學(xué)一遍”倍感無趣。因此教學(xué)情境呈現(xiàn)方式應(yīng)豐富多樣，如文獻(xiàn)資料、數(shù)字化媒體資料、實(shí)驗(yàn)、實(shí)物展示等。比如本次復(fù)習(xí)教學(xué)的學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)階段使用了“工業(yè)制硝酸”的情境，學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)，明確責(zé)任分工，也在完成共同任務(wù)中產(chǎn)生新的思考。文獻(xiàn)研究指出，僅僅提供“真實(shí)情境”還不能完全落實(shí)對(duì)核心素養(yǎng)的測(cè)評(píng)，情境必須與問題相搭配，才能完成測(cè)評(píng)任務(wù)。［6］仍以“工業(yè)制硝酸”的情境為例，若驅(qū)動(dòng)問題設(shè)計(jì)成“工業(yè)上是怎樣大量生產(chǎn)硝酸的呢？”這會(huì)讓學(xué)生無所適從。因?yàn)閱栴}本身沒有指向情境中的具體信息，學(xué)生思維將隨意發(fā)散，無法準(zhǔn)確指向?qū)W科核心素養(yǎng)的發(fā)展。不妨以“從硝酸的元素組成來看，你會(huì)選什么作為生產(chǎn)硝酸的原料？”開始，設(shè)計(jì)問題鏈或問題群，以更好地發(fā)揮真實(shí)情境的功能。

二、基于真實(shí)情境的高中化學(xué)單元復(fù)習(xí)教學(xué)策略

基于真實(shí)情境的單元復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)流程如圖2所示。教師應(yīng)在掌握學(xué)情、明確教學(xué)目標(biāo)的前提下對(duì)教學(xué)素材進(jìn)行加工改造，搭建出結(jié)構(gòu)良好的學(xué)習(xí)支架。在課堂應(yīng)用階段，通過精心設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)、問題鏈，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。下文以“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”復(fù)習(xí)課為例展開討論。

圖2 基于真實(shí)情境的單元復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)流程

（一）由表及里，優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)的策略

復(fù)習(xí)課不僅是對(duì)舊知的回顧和總結(jié)，也要促使學(xué)生內(nèi)隱思維外顯化，從而有利于主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，產(chǎn)生優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)的需求。因此應(yīng)從學(xué)生的認(rèn)知起點(diǎn)出發(fā)，教學(xué)情境的編排順序一般按照包含的信息由精簡(jiǎn)到冗余，由邏輯主線明顯到豐富雜亂。本節(jié)復(fù)習(xí)課的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定如下。

（1）選擇合適的化學(xué)反應(yīng)原理，討論和解決實(shí)際問題。

（2）運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識(shí)，辨識(shí)和預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)的可控性。

（3）能從節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展角度，評(píng)價(jià)和優(yōu)化物質(zhì)轉(zhuǎn)化的設(shè)計(jì)。

教學(xué)情境的設(shè)計(jì)如表1所示。這四個(gè)教學(xué)情境貫穿課堂教學(xué)始終，并涵蓋課前預(yù)習(xí)和課后練習(xí)（見圖3）。

圖3 “化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”復(fù)習(xí)課的教學(xué)情境設(shè)置

表1 “化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”復(fù)習(xí)課教學(xué)情境設(shè)計(jì)

教學(xué)情境1“自熱火鍋的發(fā)熱原理”主要以安全教育短片的形式，要求學(xué)生課前觀看。視頻中消防員演示了錯(cuò)誤操作自熱飯盒而引發(fā)的危險(xiǎn)場(chǎng)景。學(xué)生需要思考：為了保證使用時(shí)發(fā)熱良好和安全穩(wěn)定，反應(yīng)過程是如何被仔細(xì)調(diào)控的？課堂教學(xué)即由此引入。該情境中相關(guān)要素清晰，演示時(shí)冷水和熱水的對(duì)比、溫度變化的速度差異等都非常直觀。教學(xué)情境2“汽車安全氣囊的膨脹”以一段真實(shí)的汽車安全碰撞試驗(yàn)視頻引入主題。這段15秒左右的視頻感官?zèng)_擊比較大，但化學(xué)核心知識(shí)的信息并不清晰，需要學(xué)生先找出安全氣囊充氣的化學(xué)問題。教學(xué)情境3“汽車驅(qū)動(dòng)的化學(xué)原理”的綜合性有所上升，需結(jié)合汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造分析燃料油驅(qū)動(dòng)的原理。從百年來汽車的發(fā)展中，較為直觀地感受到化學(xué)反應(yīng)調(diào)控的效果是巨大的，顯著提高了燃料油的利用率。再者，從可持續(xù)發(fā)展的角度引入氫燃料電池的原理和應(yīng)用前景。至此，在師生的共同協(xié)作下，構(gòu)建了“生活生產(chǎn)中應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)的基本原則”（見圖4），整理了“調(diào)控和利用化學(xué)反應(yīng)的問題解決思路”（見圖5）。

圖4 生活生產(chǎn)中應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)的基本原則

圖5 調(diào)控和利用化學(xué)反應(yīng)的問題解決思路

教學(xué)情境4“工業(yè)制硝酸”被賦予了單元測(cè)評(píng)和反饋的功能。課堂上學(xué)生以分工合作的學(xué)習(xí)方式共同完成該陌生情境下的知識(shí)遷移、預(yù)測(cè)解釋、問題解決等環(huán)節(jié)。在教學(xué)實(shí)施過程中，相關(guān)文獻(xiàn)資料需在學(xué)生小組得出自己的結(jié)論后予以展示，用以證明或證偽。課后通過作業(yè)的方式繼續(xù)完善該主題，比如繪制簡(jiǎn)易的生產(chǎn)流程，選擇合適的處理硝酸工業(yè)尾氣的物質(zhì)等。

（二）任務(wù)驅(qū)動(dòng)，激發(fā)深度學(xué)習(xí)的策略

在學(xué)習(xí)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生能積極參與較為復(fù)雜的溝通任務(wù)并體驗(yàn)化學(xué)學(xué)科本質(zhì)。以教學(xué)情境2“汽車安全氣囊的膨脹”為例進(jìn)行具體闡述。

在新授課階段，學(xué)生需要建立起相關(guān)核心知識(shí)和必備技能方法的基本框架，教學(xué)宜選擇理想化的情境，從而有利于達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。但真實(shí)情境中的化學(xué)問題通常是不良結(jié)構(gòu)的，并不以學(xué)科模型的方式暴露在現(xiàn)實(shí)中。復(fù)習(xí)課上依據(jù)學(xué)情，可以嘗試更為真實(shí)的情境。用一個(gè)看似無從下手的問題，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生去“跳一跳”，鼓勵(lì)學(xué)生用化學(xué)的眼光觀察世界，理解調(diào)控物質(zhì)變化的現(xiàn)實(shí)意義。本案例中，從學(xué)生認(rèn)知的一般視角入手，從教學(xué)素材中找出氣囊保障安全的關(guān)鍵要素，從而搭建“腳手架”。任務(wù)二，聚焦化學(xué)認(rèn)識(shí)視角，運(yùn)用定量計(jì)算、比較任務(wù)一的信息，關(guān)聯(lián)任務(wù)二和任務(wù)一，感悟模型認(rèn)知的科學(xué)意義。任務(wù)三，再次聚焦該化學(xué)反應(yīng)，多角度觀察，繼續(xù)發(fā)現(xiàn)新問題。從產(chǎn)物金屬鈉的性質(zhì)評(píng)價(jià)此時(shí)的可行性問題，提出解決方案。在水平層次上 ，三項(xiàng)任務(wù)依次由淺入深，由局部到全面，滿足學(xué)生的一般認(rèn)知邏輯。

（三）測(cè)評(píng)反饋，提升學(xué)科核心素養(yǎng)的策略

《2020修訂版課標(biāo)》指出，化學(xué)日常學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是化學(xué)教學(xué)不可或缺的有機(jī)組成部分［1］。本節(jié)復(fù)習(xí)課上，以“工業(yè)制硝酸”的真實(shí)情境為載體，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)篩選了若干實(shí)際問題，學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中分工合作，也在書寫個(gè)人設(shè)計(jì)方案中完成測(cè)評(píng)。

“工業(yè)制硝酸”設(shè)計(jì)方案的問題鏈如下。

Q1：從硝酸的元素組成來看，你會(huì)選擇什么物質(zhì)作為生產(chǎn)硝酸的原料？

Q2：以氮?dú)鉃樵?，你?huì)選擇哪些反應(yīng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)硝酸的流程？

Q3：與小組同學(xué)商議，選出最優(yōu)的流程，并說明判斷依據(jù)。

Q4：在實(shí)現(xiàn)這些物質(zhì)轉(zhuǎn)化的化工生產(chǎn)中，是否還需優(yōu)化流程實(shí)現(xiàn)物盡其用？

Q5：實(shí)驗(yàn)室模擬氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)中，調(diào)控反應(yīng)的措施是什么？

資料顯示，氨氣和氧氣在加熱時(shí)可生成多種含氮物質(zhì)。如何盡可能多地產(chǎn)生NO，減少副反應(yīng)的發(fā)生？

Q7：氨氧化裝置中，按一定比例混合的空氣與氨氣通過銠合金催化網(wǎng)。圖6為NO、N2的生成速率與溫度的關(guān)系圖。請(qǐng)選出適宜的反應(yīng)溫度。

圖6 NO、N2的生成速率與溫度的關(guān)系圖

Q8： NO2生成硝酸環(huán)節(jié)，對(duì)于氣體和水的反應(yīng)可以采取哪些工藝方法調(diào)控反應(yīng)，以符合工業(yè)生產(chǎn)的需求？

在教學(xué)實(shí)施過程中，學(xué)生合作完成Q1—Q3后，由教師提供一份1951年介紹永利化工公司的報(bào)刊資料，通過閱讀硝酸工藝的文字描述，反饋了使用氨氧化法生產(chǎn)硝酸的工藝，學(xué)生在課堂上及時(shí)見證了所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的價(jià)值。Q4測(cè)評(píng)了“原子利用率”這一核心概念，并且在工業(yè)制硝酸的情境中應(yīng)用氮氧化合物轉(zhuǎn)化的化學(xué)知識(shí)來解決問題。又如Q7測(cè)試了“運(yùn)用比較法分析選擇反應(yīng)溫度的依據(jù)”，激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生新的思考和見解。

三、結(jié)語(yǔ)

從單元復(fù)習(xí)的功能需求來看，要有效提取出學(xué)生腦海中散亂的知識(shí)點(diǎn)，并優(yōu)化原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，建立起分析同類問題的思維模型。真實(shí)情境的復(fù)雜性和可變性正是達(dá)成上述目標(biāo)的良好載體。同時(shí)結(jié)構(gòu)良好的教學(xué)情境也讓課堂成為看世界的一個(gè)窗口。在教學(xué)中，學(xué)生更能體會(huì)到化學(xué)認(rèn)識(shí)視角是認(rèn)識(shí)世界的重要維度，在實(shí)際問題的討論過程中認(rèn)識(shí)到總能提供更優(yōu)化的解決方案。

值得繼續(xù)研究的是，如何加工同一個(gè)情境素材，從而能從不同層次發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)？是否有某種基本要素或規(guī)律可循？以此實(shí)現(xiàn)對(duì)核心素養(yǎng)的準(zhǔn)確測(cè)評(píng)，更好地發(fā)揮復(fù)習(xí)教學(xué)的作用。