基于“教、學、評”一體化的“情境—任務”案例研究

田琪 劉江田

【關鍵詞】化學核心素養;教學評一體化;教學案例

【中圖分類號】G633.8? 【文獻標志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2019）19-0019-03

一、設計思想

基于學科核心素養的高中化學“教、學、評”一體化課堂教學模式，采用主題式“情境—任務”的形式，將化學知識邏輯、學生認知發展、真實情境與問題、任務與活動、表現與評價5個方面交織和融合，使得學科核心知識在情境中再建構與創造。其中，學科知識與學科活動是學科核心素養形成的兩翼，學科知識是學科核心素養形成的主要載體，學科活動是學科核心素養形成的主要路徑。作為路徑的學科活動，必須體現實踐性、思維性、自主性、教育性和學科性五大特性。這種教學模式倡導在真實情境下開展項目式學習，在分析解決真實問題的過程中，使學生形成“變化觀念”“平衡思想”，培養他們的“創新意識”“科學態度”和“社會責任”。具體如圖1所示。

“海水的綜合利用”是人教版高中化學必修二第四章第一節的內容，以海水中物質的提取和轉化為主要教學內容。本節課根據新課標要求選擇和整合教材內容，以海水的綜合利用為素材，在真實情境任務中培養和評價化學學科素養，打通從知識技能到能力素養的“教、學、評”一體化通道。教學設計思路如圖2所示。

二、教學過程

1.創設情境，學科問題融入生活實際。

【情境】展示鹽水動力車——幾滴鹽水就能激活電池，產生動力，引發學生聯想到海水電池的開發和利用。

（設計意圖：以鹽水動力車的真實情境引入，聯想到海水電池，再到對海水成分的微觀探究，激發學生的學習興趣和探究欲望，讓學生從宏觀上認識物質的變化、能量的轉化，從微觀上探析海水的組成，引導學生從宏微結合的視角分析解決問題的方法。）

2.溫故知新，感知物質轉化中的元素觀。

【情境】從元素守恒的視角探析粗鹽精制的實質，利用流程圖作化學思維導圖，呈現物質轉化的思路和結構化知識。

【任務】歸納粗鹽精制中物質轉化的規律。

（1）宏觀辨識圖3中各步轉化的過程。

（2）微觀探析圖3中各步轉化的物質組成。

（3）初步感知“原料”到“產品”的流程及物質轉化的方法。

（設計意圖：對海水中鹽的開發和利用，自然聯想到我國具有悠久歷史的海水制鹽，從學生熟悉的粗鹽提純說起，目的是引導學生從宏微結合的視角，認識物質轉化的本質，構建元素觀;同時以流程圖的形式外顯物質轉化的思路，既為后續活動設計和書寫工業生產流程圖做鋪墊，也為促進學生認知思路的結構化水平做準備。）

3.方案設計，運用“元素觀”實現化工生產轉化。

【情境】食鹽不僅可以食用，還可以制備重要的化工原料——氫氧化鈉（NaOH）。氫氧化鈉的用途極廣，用于生產紙、肥皂、染料、人造絲，冶煉金屬，石油精制，食品加工，木材加工，機械工業等方面。

【任務】以精制食鹽為原料制取氫氧化鈉：（1）用物質變化觀念和元素守恒思想，設計“原料”到“產品”的物質轉化路徑;（2）設計實驗，驗證產物，以綠色化學思想實現實驗裝置向工業生產設備的改進。

（設計意圖：通過方案設計、實驗驗證、方程式書寫和工業生產應用四個環節，引導學生從元素守恒的角度實現原料到產品的轉化，從氧化還原的角度理解工業生產條件的選擇。再通過實驗驗證，給學生以直觀的感性認識，體驗運用化學知識解決實際問題的樂趣。最后，通過對氯堿工業中離子交換膜裝置的介紹，激發學生贊賞化學、體會化學科學對人類文明和社會發展的促進作用。）

4.整合知識，表征化工生產流程。

【情境】鎂海水電池在軍事上已得到了廣泛應用，魚雷的主電源用的就是Mg/PbO2海水電池。海水作為提取鎂的原料，廣泛地用于工業生產。

【任務】根據圖4完成從海水中提取鎂的流程圖。（注：方框里填物質，括號里填所需試劑或操作方法）

（設計意圖：以海水電池中常用的負極材料鎂的提取為情境，讓學生結合圖示信息完成海水提鎂的流程圖，小組交流合作改進和完善流程圖。通過該部分內容的學習，旨在引導學生從物質轉化視角，考慮同種元素相同價態不同物質間的轉化，以及不同價態物質轉化的方法，形成物質轉化的一般思路。通過廠址選擇、原料獲取等問題的討論，引導學生從工業生產的視角，認識到從海水資源到產品需經過轉化、富集、分離等過程，還要綜合考慮“循環經濟”“工業生態”等問題。）

5.遷移應用，提升學生解決問題的能力。

【情境】資料：①地球上99%的溴元素以Br-的形式存在于海水中，整個海水中的溴儲量可達100萬億噸，所以人們也把溴稱為“海洋元素”，但溴在海水中的含量僅為6.5×10-3%，鹽鹵和海水是提取溴的主要來源。

②我國主要采用“空氣吹出法”進行海水提溴。其工藝是在預先經過酸化的濃縮海水中，用氯氣氧化海水中的溴離子，使其變成溴單質，然后用空氣或水蒸氣，將溴吹入吸收塔，與吸收劑二氧化硫發生作用轉化成氫溴酸（強酸），繼而再用氯氣將其氧化得到產品溴。

【任務】（1）根據所給資料，設計從海水中提取溴單質的方案，畫出流程圖，并寫出各步驟主要反應的離子方程式;（2）從工業生產角度，歸納從“原料”到“產品”的一般方法。

（設計意圖：通過前面的學習，學生熟悉了物質轉化的基本方法和一般思路。能夠從多角度認識物質的性質，運用學科方法完成物質轉化方案的設計。但關于工業上提取溴的方法，學生缺乏了解，為學生提供“空氣吹出法”的資料，通過對溴元素存在形式的追蹤來完成工業流程圖的設計，引導學生理解自然資源開發中“富集”的思想，完善提取化學物質的思路和方法。）

6.歸納建模，通過對比使認知思路結構化。

通過上述學習，學生很自然地掌握了從“自然資源到產品”的一般方法，同時，這一過程也為學生運用模型研究其他資源的開發利用提供了思路。學生能學會從化學的視角看待和解決實際問題，體會化學對促進人與自然和諧相處的意義。