鄭木霞 張賢金
(1.福建省漳州市第三中學 福建 漳州 363000;2.福建教育學院化學教育研究所 福建 福州 350025)
《普通高中化學課程標準(2017年版)》(以下簡稱“新課標”)的實施,促使課堂教學從知識傳授轉(zhuǎn)向核心素養(yǎng)的培育。指向?qū)W科核心素養(yǎng)的教育教學研究已成為教育界研究的熱點。學科核心素養(yǎng)是關(guān)鍵能力、必備品格和價值觀念的綜合體現(xiàn),在當前高考選拔人才的背景下,如何讓學生有效地、系統(tǒng)地掌握學科知識應對考試的同時,還能以“潤物細無聲”的進程培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)?新課標指出:“重視以學科大概念為核心,使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化,以主題為引領,使課程內(nèi)容情境化,促進學科核心素養(yǎng)的落實”。[1]崔允漷教授認為:大單元教學應以大概念、大任務或大主題為統(tǒng)攝中心組織單元,介入真實情境與評價任務,體現(xiàn)學習進階與“教、學、評一致性”。[2]單元教學讓學生系列化地體驗學習過程使知識系統(tǒng)化,“教、學、評一致性”的課堂教學構(gòu)建了“目標—活動—評價”的多維融合的認知體系,評價是對教與學效果的檢驗,是學生學習有效性的度量器。單元教學設計能綜合評價學生應用知識與技能解決問題及知識內(nèi)化遷移的能力,為“教、學、評一致性”提供了靈活的時間與可操作的空間。因此,本研究以“物質(zhì)的化學計量”單元為例,探討“教、學、評一致性”的單元教學設計與實施方案,以期探索一種有效的教學模式為發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)提供參考。
“教、學、評一致性”不是特定的教學模式,是一種指導課堂教學組織和設計的教學理念。[3]大概念是對學科本質(zhì)的反映,具有抽象性、概括性和統(tǒng)攝性。[4]基于“教、學、評一致性”的單元教學設計核心是以大概念為統(tǒng)領,使單元教學具有連貫性,使知識結(jié)構(gòu)化而避免碎片化;以“教、學、評一致性”理念為導向保障單元教學的有效性。具體設計思路見圖1。
圖1 基于“教、學、評一致性”的單元教學設計思路
首先,在研讀課程標準和深度理解教材的基礎上凝練大概念以統(tǒng)領單元教學;然后,將大概念轉(zhuǎn)化為單元核心問題引領課時教學;最后,在“教、學、評一致性”教學理念的導向下進行教學設計與教學活動,關(guān)鍵點是教學目標與評價任務的制定在教學過程之前,讓教師的“教”及對學習效果的“評”更有針對性。課堂教學活動則圍繞教學目標分解出學習任務,以問題鏈引導學生完成學習任務,在此過程中實施即時評價。
根據(jù)基于“教、學、評一致性”的單元教學設計思路,本研究以“物質(zhì)的化學計量”為例進行教學設計實踐探索。
1.研讀課程標準與教材,凝練大概念
課程標準是教學與評價的行動綱領,研讀課程標準中的內(nèi)容要求、學業(yè)要求及學業(yè)質(zhì)量水平,在深度理解教材內(nèi)容的基礎上凝練大概念,以此統(tǒng)攝單元教學?!拔镔|(zhì)的化學計量”教學內(nèi)容在新課程標準中的內(nèi)容要求隸屬于必修課程主題1“化學科學與實驗探究”,學業(yè)質(zhì)量水平主要涉及1級1-2。主要的教學內(nèi)容包括兩方面:其一,物質(zhì)的量及相關(guān)物理量(摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積和物質(zhì)的量濃度)的含義;其二,這些物理量之間相互的換算關(guān)系;其三,物質(zhì)的量的應用,即基于宏微轉(zhuǎn)換從物質(zhì)的量的角度認識物質(zhì)的組成及化學反應中物質(zhì)間量的關(guān)系。物理量的含義及相互間的換算關(guān)系的教學為物質(zhì)的量的應用打下基石,物質(zhì)的量的應用是該單元教學的中心及重點?;诖?,筆者將本單元的大概念定為“基于物質(zhì)的量定量認識物質(zhì)的組成與化學反應”。從教材內(nèi)容上看,三個不同版本的教材在該部分的編排上略有不同。人教版和魯科版都將物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積和物質(zhì)的量濃度三者歸為一個內(nèi)容單元,是圍繞“物質(zhì)的量”展開教學。蘇教版則將“物質(zhì)的量濃度”移到專題二“研究物質(zhì)的基本方法”的第二單元,位于“研究物質(zhì)實驗方法”之后。根據(jù)確定的大概念,筆者在使用蘇教版教材時將物質(zhì)的量濃度與之前的物質(zhì)的量等概念合為一個學習單元。
2.轉(zhuǎn)化大概念,設計教學框架
本研究中,通過解析大概念“基于物質(zhì)的量定量認識物質(zhì)的組成與化學反應”將其轉(zhuǎn)化為核心問題:“物質(zhì)的量的作用是什么?”以這個核心問題為基礎再分解出三個環(huán)環(huán)相扣的課時問題:什么是物質(zhì)的量?物質(zhì)的量是怎樣將宏觀量與所含微觀粒子結(jié)合起來的?物質(zhì)的量如何表示溶液的組成?三個課時問題下設計三個教學主題:構(gòu)建物質(zhì)的量的概念,對物質(zhì)的組成的再認識;運用物質(zhì)的量建立宏觀量(質(zhì)量、體積)與微觀粒子的關(guān)系;運用物質(zhì)的量研究溶液的組成及化學反應的計量關(guān)系。教學框架見圖2。
3.制定分層教學目標,明確評價任務
教學目標發(fā)揮著導教、導學、導評的功能,是“教、學、評一致性”的關(guān)鍵。教學目標分為單元教學目標與課時目標。單元教學目標基于課程標準從知識層面和能力層面依據(jù)化學學科核心素養(yǎng)而設計,以促進學生學科能力的提升及素養(yǎng)的發(fā)展。課時目標為課堂教學活動與評價而制定,圍繞單元教學目標但須更具體、可操作。評價任務與教學目標保持一致,為課堂即時評價提供精準定位。在課程標準的指引下,綜合考慮學情、教學環(huán)境等,制定本單元的教學目標與評價任務(見表1)。
4.分解學習任務,實施即時評價
在教學目標和評價任務的引領下,依托核心問題,在課堂教學中分解并落實學習任務,實施即時評價以發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)。以任務驅(qū)動教學進程,以問題激發(fā)學生思維,以評價監(jiān)測目標達成度的方式提升學生的學習能力,實現(xiàn)學習進階。
課時1:基于物質(zhì)的量定量認識物質(zhì)的組成
[問題情境]水是大家所熟悉的物質(zhì),它由水分子構(gòu)成。1 滴水(約0.05 mL)由17 萬億億個水分子構(gòu)成,很顯然如此龐大的數(shù)目根本不可能一個個去數(shù)。怎樣才能既科學又簡單地知道一定質(zhì)量或體積的水中含有多少水分子呢?為此,國際上采用一個新物理量——物質(zhì)的量。什么是物質(zhì)的量呢?
[任務1]構(gòu)建物質(zhì)的量的概念。
問題1:如何能快速地知道一堆1 元硬幣的總價值呢?
問題2:能建立一個模型來表示你的想法嗎?
問題3:能運用你的模型數(shù)出1 瓶500 mL 的水中含有的水分子個數(shù)嗎?
[任務2]認識阿伏加德羅常數(shù)。
問題4:1 mol 微粒的集合體含有的微粒數(shù)是多少呢?
問題5:一個碳原子的質(zhì)量約為1.993×10-23g,請計算12 g金剛石中含有多少個碳原子?
[任務3]歸納物質(zhì)的量(n)與微粒數(shù)目(N)之間的關(guān)系。
問題6:物質(zhì)的量(n)與微粒數(shù)目(N)之間存在什么關(guān)系?
[任務4]基于物質(zhì)的量定量認識水的組成。
問題7:你能從物質(zhì)的量的角度重新認識水的組成嗎?
[即時評價說明]任務1 和2:該部分內(nèi)容較為抽象,從學生已有的生活經(jīng)驗出發(fā),構(gòu)建“集合體”的模型,學生興趣濃厚、討論熱烈,大部分學生能說出“稱重”模型,小部分學生會說“擺高”模型。由此過渡到“物質(zhì)的量”概念的得出學生易于接受。任務2:該任務較為簡單,基礎較為薄弱的學生也能回答。任務3:采取提問學生教師評價的方式。學生思路較為清晰,能從微觀組成(個數(shù))的角度上升到物質(zhì)的量的角度倍速(擴大NA倍)說明。
課時2:基于物質(zhì)的量聯(lián)系宏觀量與微觀粒子
[問題情境]物質(zhì)的量是用阿伏加德羅常數(shù)作為標準來衡量微粒集合體所含微粒的多少。對于宏觀物質(zhì)而言,固體我們稱其質(zhì)量,氣體我們測其體積,那么,物質(zhì)的量是怎樣將宏觀量與所含微觀粒子結(jié)合起來的呢?
[任務1]建立摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積的概念,歸納物質(zhì)的量與它們的關(guān)系。
問題1:分析教材中所給數(shù)據(jù),1 mol 物質(zhì)的質(zhì)量在數(shù)值上有什么特點?
問題2:物質(zhì)的量(n)與質(zhì)量(m)之間存在什么關(guān)系?
問題3:物質(zhì)的量(n)與氣體體積(V)之間存在什么關(guān)系?
[任務2]分析影響物質(zhì)體積大小的主要因素。
問題4:課本表格中數(shù)據(jù)為1 mol各物質(zhì)在相同溫度和壓強下的體積,分析數(shù)據(jù),你能得出什么結(jié)論?
問題5:你能試著解釋1 mol各物質(zhì)體積不同的原因嗎?
[任務3]基于物質(zhì)的量將物質(zhì)宏觀量與其所含微粒聯(lián)系起來。
問題6:你能說明物質(zhì)的量如何起“橋梁”作用嗎?
[即時評價說明]任務1:學生能根據(jù)教材提供的數(shù)據(jù)分析出1 mol不同狀態(tài)物質(zhì)的質(zhì)量在數(shù)值上的特點,得出摩爾質(zhì)量的概念,能在教師的引導下運用類比得出氣體摩爾體積的概念?;A薄弱的學生能輕松得出物質(zhì)的量與二者的關(guān)系。任務2:這個任務稍難,采取教師提問單個學生后,其他學生評價并加以補充,最后教師評價、引導、總結(jié)的方式。提問、傾聽的過程中關(guān)注學生表達的能力水平,進一步評價學生分析數(shù)據(jù)的能力,診斷學生基于數(shù)據(jù)進行證據(jù)推理的素養(yǎng)水平。任務3:學生能靈活運用各個物理量間的關(guān)系進行換算,但是難以清楚地表達物質(zhì)的量的“橋梁”作用。
課時3:基于物質(zhì)的量認識溶液的組成及定量認識化學反應
[問題情境]在科學實驗和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,人們在使用溶液時一般量取溶液的體積而較少稱其質(zhì)量。物質(zhì)的量如何表示溶液的組成?
[任務1]建立物質(zhì)的量濃度的概念,并與其他物理量進行換算。
問題1:濃度是指單位溶液中所含溶質(zhì)的量。你認識的溶液濃度的表示方法有哪些?
[生活情境1]各類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所遇到表示濃度的圖片。
[生活情境2]某人體檢血液報告單的部分數(shù)據(jù)。
問題2:根據(jù)各種濃度的表示方法,你能說出物質(zhì)的量濃度的概念嗎?
[任務2]精確配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液并進行誤差分析。
問題3:科學實驗需要精確地配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,如何做到精確呢?
問題4:要精確配制100 mL 0.100 mol/L 的Na2CO3溶液,某學習小組設計了以下幾個方案,你認為哪個是正確的?
方案1:準確稱取一定量的Na2CO3于燒杯中,加入100 mL的水溶解。
方案2:準確稱取一定量的Na2CO3于燒杯中,加水溶解至100 mL的刻度線。
方案3:準確稱取一定量的Na2CO3于量筒中,加入100 mL水溶解至100 mL的刻度線。
問題5:燒杯和量筒各有優(yōu)勢,燒杯能裝液體,量筒能度量液體體積,能把這二者結(jié)合的儀器該是什么樣子的?
問題6:觀看了微視頻,說說操作失誤的原因,這樣的失誤會造成什么后果?
[任務3]基于物質(zhì)的量定量認識化學反應。
問題7:6.5 g的鋅與一定體積1 mol/L的鹽酸恰好完全反應。問:需要鹽酸的體積為多少?用你學過的“根據(jù)化學方程式進行計算”的方法求體積。
問題8:化學計量數(shù)又代表物質(zhì)的量,你能否根據(jù)化學方程式用物質(zhì)的量再求體積?將兩種方法做個比較。
問題9:你對化學反應轉(zhuǎn)化過程中物質(zhì)間計量關(guān)系有什么新的認識嗎?
[即時評價說明]任務1:有前面摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積等概念的鋪墊,該任務不難,學生能通過其他濃度的表示方法快速得出物質(zhì)的量濃度的概念,并進行換算。任務2:采取小組合作討論,教師提問,學生自評、互評最后教師評價總結(jié)的方式。過程中關(guān)注學生回答問題的思維表現(xiàn)、實驗的操作的規(guī)范性等。任務3:該任務有一定的難度,大部分學生可以根據(jù)初中的方法計算出鹽酸的體積,一部分學生難以從初中所學的方法過渡到以物質(zhì)的量為基礎進行計算。
基于“教、學、評一致性”理念,以學科大概念組織和規(guī)劃單元教學,在聚焦知識結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的同時關(guān)注評價的實施以促進教學目標的達成。結(jié)合教學實踐的總結(jié)與反思有以下三個方面:
1.大概念是單元教學整體性的核心
大概念具有可遷移性、抽象性等特點,起著統(tǒng)領單元教學的作用,是單元教學整體性的核心。大概念可以通過研讀課程標準、深度理解教材或基于學科理解抽提而成。但是因大概念的抽象性,它很難直接被運用于教學中,因此必須將大概念轉(zhuǎn)化成核心問題使其統(tǒng)領作用顯性化;然后由核心問題分解出課時問題使學習目標具體化;最后設計學習任務使學習過程明確化。學生通過完成學習任務,概括總結(jié)重要概念解決課時問題,接著串聯(lián)重組解決核心問題,最終聯(lián)系整合形成單元的大概念。學生在學習過程中自下而上逆向生成大概念,為以后的學習埋下伏筆。本案例中學生形成的大概念可將其遷移運用至氧化還原反應轉(zhuǎn)移電子數(shù)目、化學反應熱量計算等。
2.“教、學、評一致性”是單元教學有效性的保障
“教、學、評一致性”將教師的教、學生的學和教與學的評價三者絞纏在一起,相互促進,是單元教學有效性的保障。課時教學目標和評價任務前置,對教學活動進行精準定位,使課堂教學不流于教師的預設與經(jīng)驗。即時評價的跟進時刻監(jiān)測課堂教學動態(tài)變化,及時磨合教與學的裂痕。力求評價方式多樣化以多方面評價學生學習能力。本案例通過構(gòu)建概念、歸納物理量間的計算關(guān)系、分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論等問題的層層遞進,可單獨提問或觀察學生的反應,評價學生“動腦和動口”的能力水平,診斷學生思維的廣闊性和語言組織與表達的準確性;通過分組實驗,評價學生“動手”的能力水平,診斷學生實驗操作的規(guī)范性。
3.問題鏈是單元教學連貫性的推動力
問題是思維發(fā)展的源泉,問題鏈是單元教學連貫性的推動力。大概念統(tǒng)領下的單元教學,由核心問題分解出各個課時的主要問題,具有較強的連貫性。問題鏈促使學生獨立思考,引導學生完成學習任務。在這個過程中學生探究問題的熱情被激發(fā),從而促進教學環(huán)節(jié)系統(tǒng)有序地向前推進,單元教學的連貫性自然流暢。本教學案例從學生的生活經(jīng)驗出發(fā)以問題鏈引導學生自主構(gòu)建物質(zhì)的量的概念為整個單元教學奠定基礎,以環(huán)環(huán)相扣的問題鏈促使學生不斷思考,自然引發(fā)下一個學習任務與課時問題,一步步逼近教學目標,最終達成。
基于“教、學、評一致性”的單元教學效果良好,課堂上學生能積極思考并回答,課后作業(yè)能克服死記硬背、生搬硬套表達式的缺點。該實施方案對一線教學具有一定的參考價值。然而,在實際教學中由于單元大小、單元類型、學生學習基礎優(yōu)劣等的差異,如何更好地發(fā)揮“教、學、評一致性”在單元教學中的作用需進一步探索研究。