摘 要：如何促進學(xué)生的認知發(fā)展，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)是目前我國教育的重點問題.本文以高中化學(xué)教學(xué)實踐為基底，以學(xué)生的認知形成規(guī)律為錨點進行教學(xué)實踐設(shè)計與分析，并依照此教學(xué)實踐設(shè)計進行實際的高中化學(xué)教學(xué)，嘗試激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，修正學(xué)生的認知偏差，促進學(xué)生認知結(jié)構(gòu)的形成，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；氯氣的性質(zhì)；教學(xué)設(shè)計；高中化學(xué)

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）18-0113-03

收稿日期：2023-03-25

作者簡介：陶林珍（1992.1-），女，甘肅省平?jīng)鍪袥艽h人，本科，一級教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.

氯氣是屬于高中化學(xué)中元素化合物部分極具代表性的物質(zhì)之一，是高中學(xué)生真正意義上學(xué)習(xí)的第一個典型的非金屬單質(zhì).本教學(xué)實踐分析以人教版高一化學(xué)必修一“研究氯氣的性質(zhì)”部分知識的教學(xué)為實例，以最近發(fā)展區(qū)理論為依托，結(jié)合認知發(fā)展學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，探索如何在摸清學(xué)習(xí)者已有的知識水平的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生從原有經(jīng)驗出發(fā)，在知難、問難的思考與探究中不斷更新和完善認知結(jié)構(gòu)，不斷發(fā)現(xiàn)新的學(xué)習(xí)路徑，實現(xiàn)以促進學(xué)生的認知發(fā)展為核心的教學(xué)實踐.

1 以促進學(xué)生的認知發(fā)展為核心的教學(xué)設(shè)計

1.1 課標要求

結(jié)合真實情境中的實例或通過實驗探究，了解氯氣及其重要化合物的主要性質(zhì)，認識這些物質(zhì)在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對生態(tài)環(huán)境的影響.在學(xué)業(yè)要求中建議從物質(zhì)類別角度預(yù)測氯氣的化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計實驗進行驗證，分析、解釋有關(guān)實驗現(xiàn)象^[1^].

1.2 教學(xué)目標設(shè)計

讓學(xué)生在探究實驗中切身體驗氯氣的相關(guān)變化，激發(fā)其認知興趣，使其能夠充分掌握關(guān)于氯氣相關(guān)性質(zhì)的知識；通過類比預(yù)測讓學(xué)生明確認知思路，使學(xué)生領(lǐng)悟高中元素化合物部分知識的相關(guān)學(xué)習(xí)方法^[2]；再利用多層次、開放性的實驗驗證，使學(xué)生從切身感受和自身經(jīng)驗的角度體驗探究的過程；通過對實驗數(shù)據(jù)的推理掌握認知手段，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度；通過微觀分析鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力；通過開展多個不同環(huán)節(jié)的教學(xué)實踐促進學(xué)生對元素化合物相關(guān)知識認知模型的主動建構(gòu)，加深學(xué)生對相關(guān)學(xué)科知識的認知，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)^[3].在教學(xué)實踐設(shè)計中突破以課本內(nèi)容編排為中心的舊式教學(xué)思路，創(chuàng)新性的嘗試“學(xué)生自主預(yù)測——學(xué)生設(shè)計并實施實驗驗證——學(xué)生對實驗現(xiàn)象作出分析與解釋——教師引導(dǎo)、學(xué)生交流——修正認知偏差、完善認知結(jié)構(gòu)”的教學(xué)思路，以此來提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，不斷促進學(xué)生認知能力的發(fā)展與提高.

2 以促進學(xué)生的認知發(fā)展為核心的教學(xué)過程設(shè)計

2.1 創(chuàng)設(shè)真實情境，喚醒已有認知結(jié)構(gòu)

真實情境的創(chuàng)設(shè)不僅需要實際物品的展示，更需要展示與氯氣相關(guān)的圖片或視頻等多媒體資源，極力發(fā)揮實物直觀與圖像直觀對學(xué)生的吸引力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚醒學(xué)生已有的認知結(jié)構(gòu).在本教學(xué)實踐中實物展示為日常生活中常用的三種商品：84消毒液、漂白粉及鹽酸，其均來源于真實生活當中對氯氣的實際應(yīng)用，視頻展示氯氣的消毒作用，以此來構(gòu)建真實的生活情境，使學(xué)生能夠明確感受到氯氣在生產(chǎn)生活中的重要作用.

首先，引入問題：“請同學(xué)們回想一下之前學(xué)過的知識，我們可以從哪些方面入手探究氯氣的相關(guān)性質(zhì)呢？”學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)及原有知識經(jīng)驗可以對研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序做出初步回答，在此基礎(chǔ)上教師加以引導(dǎo)，并讓學(xué)生以此展開對氯氣性質(zhì)的探索.

教師出示收集好的氯氣，引導(dǎo)學(xué)生對氯氣進行觀察，探究并總結(jié)氯氣的物理性質(zhì)，之后運用分類法分析氯氣的物質(zhì)類型，并依照常見非金屬單質(zhì)的性質(zhì)進行氯氣化學(xué)性質(zhì)的預(yù)測，以初中階段學(xué)習(xí)的氧氣為例，引導(dǎo)學(xué)生思考如何設(shè)計實驗來驗證這些預(yù)測的性質(zhì)是否正確.

這一部分真實場景的創(chuàng)設(shè)引入了生活中常用的商品，能夠貼近學(xué)生的實際生活，幫助學(xué)生明確氯氣的重要作用并為預(yù)測氯氣的化學(xué)性質(zhì)做鋪墊，使其逐漸產(chǎn)生對新知識的認知，再根據(jù)教材內(nèi)容促進學(xué)生對物質(zhì)研究方法的掌握，使其能夠激活已有的知識經(jīng)驗儲備，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的積極性和主動性.

在學(xué)生認知系統(tǒng)生成時，依據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)過的相關(guān)知識，讓學(xué)生建立新知識與舊知識之間的聯(lián)系，可實現(xiàn)知識的遷移，并運用追問的方式，使學(xué)生對氯氣的性質(zhì)進行相關(guān)預(yù)測和分析思考，使學(xué)生自己產(chǎn)生認知沖突，由此產(chǎn)生課堂的討論點.

2.2 設(shè)計實驗探究，糾正認知沖突

實驗探究點1：氯氣與鐵的反應(yīng)；氯氣與氫氣的反應(yīng).

探究過程：教師指導(dǎo)學(xué)生按實驗設(shè)計首先將燒紅的一束細鐵絲伸入充滿氯氣的集氣瓶中，學(xué)生觀察并記錄該實驗的實驗現(xiàn)象；然后指導(dǎo)學(xué)生在空氣中點燃氫氣，并把導(dǎo)管伸入盛有氯氣的集氣瓶中，學(xué)生觀察并記錄氫氣在集氣瓶中燃燒的實驗現(xiàn)象，同時引導(dǎo)學(xué)生以實驗現(xiàn)象為依據(jù)，對實驗生成物進行推斷.

實驗記錄見表1.

實驗結(jié)論：氯氣是一種黃綠色氣體，它易與鐵、銅、鈉等金屬單質(zhì)及氫氣、紅磷、硫等非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng).氯氣與氧氣十分相似，是一種特別活潑的非金屬單質(zhì).

實驗探究2：氯氣能與水反應(yīng)嗎？

探究過程：引導(dǎo)學(xué)生思考氯氣能否與水發(fā)生反應(yīng)，并依據(jù)已有的知識經(jīng)驗作出合理的假設(shè)，然后以小組為單位，探討如何驗證預(yù)測及假設(shè)，討論結(jié)束后以小組為單位在全班展開實驗設(shè)計交流與討論，經(jīng)教師認可和指導(dǎo)后各組展開探究實驗：將鎂條放入氯水中觀察并記錄實驗現(xiàn)象；將氯水與硝酸銀溶液混合觀察并記錄實驗現(xiàn)象；將氯水一滴滴加入到石蕊溶液中觀察并記錄實驗現(xiàn)象.

實驗結(jié)論：氯氣不僅僅能夠溶于水，它還能與水發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)會生成鹽酸和次氯酸.次氯酸在遇到有色物質(zhì)時，能夠破壞其中的有機色質(zhì)，使有色物質(zhì)褪色，除此之外次氯酸還能與堿發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成次氯酸鹽，此外氯氣還能殺滅細菌，因此廣泛應(yīng)用與消毒和漂白^[4].

在此結(jié)論的基礎(chǔ)上自然而然地過渡到身邊的化學(xué)部分，引導(dǎo)學(xué)生對日常生活中常見的商品進行深度討論和思考.以日常生活中對氯氣及其化合物的應(yīng)用為例，進一步加深學(xué)生對氯氣性質(zhì)相關(guān)知識內(nèi)容的認識與理解，加強教學(xué)實踐中理論知識與現(xiàn)實生活之間的聯(lián)系.

2.3 深化知識脈絡(luò)，形成認知結(jié)構(gòu)

通過觀察和實驗認識了氯氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，氯氣具有這些性質(zhì)的原因是什么呢？引導(dǎo)學(xué)生思考并回答金屬鈉與非金屬氯氣的性質(zhì)是否一樣？為什么他們的性質(zhì)不同？它們各由有什么微粒構(gòu)成？

其實不同物質(zhì)所具有的不同的性質(zhì)是由它們各自的物質(zhì)結(jié)構(gòu)所決定的，而對物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的研究僅僅通過一般的探究實驗是無法完成的，想要弄清楚這一系列性質(zhì)背后的機理還需要通過假說法、模型法等方法進行有關(guān)研究.

3 總結(jié)與反思

在以促進學(xué)生認知發(fā)展為核心的教學(xué)實踐過程設(shè)計中，利用實物直觀和圖像直觀進行真實情境的創(chuàng)設(shè)，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、喚醒學(xué)生原有認知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，促使學(xué)生從基本的知識解析逐漸走向深層次的認知發(fā)展，并自覺掌握認識元素化合物的一般方法.從基本的觀察性實驗入手使學(xué)生逐漸向多角度、深層次的探究性實驗轉(zhuǎn)變，使其體驗到開展系統(tǒng)性實驗探究的必要性，同時使學(xué)生快速完成知識遷移和認知修正，逐漸完善學(xué)生的認知結(jié)構(gòu).再通過對多個實驗現(xiàn)象的分析與總結(jié)，使學(xué)生從基本知識學(xué)習(xí)走向基于化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)進階的認知發(fā)展學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一化學(xué)基本觀念的理解，從而使學(xué)生主動建構(gòu)起學(xué)習(xí)元素化合物知識的有效認知模型，達到促進學(xué)生認知發(fā)展的目的.

在實際的高中化學(xué)教學(xué)中，以促進學(xué)生認知發(fā)展為核心的教學(xué)實踐設(shè)計能夠很好地實現(xiàn)學(xué)生對元素化合物知識認知模型的主動構(gòu)建，使學(xué)生可以有意識地改進認知方式與認知行為，迅速修正認知偏差.通過收集和分析全國大多數(shù)地區(qū)實際開展的高中化學(xué)教學(xué)實踐活動，發(fā)現(xiàn)在目前的高中化學(xué)教學(xué)過程中仍然存在相當多的一部分教師對知識點過分注重，在很大程度上忽視了如何促進學(xué)生的認知發(fā)展及化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升.以促進學(xué)生認知發(fā)展為核心的教學(xué)實踐設(shè)計可以在一定程度上改善這種原有的局面，發(fā)揮新式教育理念與教學(xué)方法的突出成效，切實促進學(xué)生的認知發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng).

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：2，16-19.

[2] 袁君亞，陳林.“翻轉(zhuǎn)課堂”背景下的實驗探究的實施：以“氯氣的性質(zhì)”教學(xué)為例[J].化學(xué)教與學(xué)，2016（08）：85-87，55.

[3] 李宏春.“境脈”引領(lǐng)下的化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計：以“氯氣的生產(chǎn)原理”為例[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2017（Z1）：19-21.

[4] 楊仁茂，李朝暉.基于“模型認知”素養(yǎng)的高中化學(xué)非金屬單元教學(xué)設(shè)計[J].山西教育（教學(xué)），2021（09）：15-16.

[責(zé)任編輯：季春陽]