“四線合一”教學(xué)模式下的教學(xué)設(shè)計(jì)

方佳麗 王世存 王后雄

摘要：“四線合一”教學(xué)模式是在知識(shí)線和任務(wù)線的教學(xué)基礎(chǔ)上增加情景線和應(yīng)用線組合而成的教學(xué)模式。在該教學(xué)模式之中，學(xué)生輕松愉悅地構(gòu)建起知識(shí)，減輕認(rèn)知負(fù)擔(dān)。依托“四線合一”教學(xué)模式對(duì)“富集在海水中的元素——氯”一課展開(kāi)的教學(xué)設(shè)計(jì)，是對(duì)2017年版化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的一次創(chuàng)新實(shí)踐，可以給一線教師的教學(xué)活動(dòng)帶來(lái)啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：“四線合一”;高中化學(xué);教學(xué)設(shè)計(jì);核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-5995（2019）02-0049-04

經(jīng)過(guò)十余年的探索和實(shí)踐，我國(guó)的課程改革取得了重要的階段性成果，但仍不能滿足中小學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的需要，知識(shí)本位的教學(xué)慣性和定式還沒(méi)有被打破，以機(jī)械記憶和訓(xùn)練為主的課堂教學(xué)等問(wèn)題依然存在。新型教學(xué)模式的開(kāi)發(fā)與使用十分必要。

一、“四線合一”教學(xué)模式概述

（一）理論依據(jù)

建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)是學(xué)生在一定的情境下，借助于教師或同學(xué)的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)材料，通過(guò)意義建構(gòu)的方式獲得的。“四線合一”教學(xué)模式從情境線人手鍛煉學(xué)生的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提升學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”，貫穿知識(shí)線又發(fā)展了學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”等核心素養(yǎng)，最后以應(yīng)用線收尾提高學(xué)生“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”，符合新的課程標(biāo)準(zhǔn)培育學(xué)生核心素養(yǎng)的要求。

（二）操作程序

“四線合一”教學(xué)模式將情境線、任務(wù)線、知識(shí)線、應(yīng)用線串聯(lián)在一起講解，起點(diǎn)是情境，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)探究或其他任務(wù)，終點(diǎn)落在應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，“四線合一”教學(xué)模式按照?qǐng)D1的橫向順序進(jìn)行，當(dāng)然教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中可以根據(jù)需要調(diào)換順序，例如，知識(shí)先于任務(wù)呈現(xiàn)等。每個(gè)情境、知識(shí)具有一定的內(nèi)在聯(lián)系，可以是時(shí)間順序，可以是發(fā)展順序，也可以是邏輯順序，并不是獨(dú)立存在的。根據(jù)具體教材和學(xué)情可以建構(gòu)不同數(shù)量的模型。

（三）實(shí)現(xiàn)條件

“四線合一”教學(xué)模式中四條線缺一不可，每一條線的設(shè)計(jì)都需要教師在充分把握學(xué)情和教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，考慮教學(xué)實(shí)際，精心安排情境來(lái)實(shí)現(xiàn)。如何用簡(jiǎn)單的情境素材幫助學(xué)生樹(shù)立“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)，如何在任務(wù)安排上突出對(duì)學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”素養(yǎng)的培養(yǎng)等問(wèn)題都是教師設(shè)計(jì)時(shí)需要仔細(xì)考慮的。

化學(xué)史的引入使得整堂課置身于歷史的發(fā)展進(jìn)程中。“任務(wù)線”中的活動(dòng)，可以在真實(shí)情境中開(kāi)展師生、生生、生本的多元互動(dòng)的科學(xué)探究，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性，激發(fā)他們的創(chuàng)造性，讓學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)的探究歷程。化學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)是完成化學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)的基本途徑，它對(duì)于學(xué)生化學(xué)核心概念、化學(xué)學(xué)科思想與觀念和化學(xué)科學(xué)思維方式的建構(gòu)，對(duì)于學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展具有非常重要的作用。

二、“富集在海水中的元素——氯”教學(xué)設(shè)計(jì)

本節(jié)內(nèi)容出自人教版高中《化學(xué)必修一》第四章“非金屬及其化合物”的第二節(jié)“富集在海水中的元素——氯”。

（一）教學(xué)程序設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)搜集了從發(fā)現(xiàn)到認(rèn)識(shí)Cl2本質(zhì)的一系列史實(shí)，經(jīng)過(guò)篩選和處理將其作為課堂情境;任務(wù)線設(shè)置跟化學(xué)史緊密相關(guān)，通過(guò)重復(fù)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí);知識(shí)線選取的內(nèi)容基本上為所選教材內(nèi)容，并對(duì)其進(jìn)行了適當(dāng)刪減;應(yīng)用線選取了生產(chǎn)生活中與之相關(guān)內(nèi)容，具體設(shè)計(jì)見(jiàn)圖2。

（二）教學(xué)實(shí)錄

引入：氯氣有一段曲折的發(fā)現(xiàn)史，我們跟隨歷史的腳步回到1774年回顧這段歷史。

片段一

化學(xué)史情境線：“舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣”。1774年，瑞典科學(xué)家舍勒（Carl Wilhelm Scheele，1742-1786）在研究軟錳礦（主要成分是MnO2）時(shí)，將濃鹽酸和軟錳礦混合在一起加熱，意外地發(fā)現(xiàn)生成了一種黃綠色的氣體。這種黃綠色的氣體具有特殊的味道，立刻引起了舍勒的興趣，并對(duì)它進(jìn)行了更多的研究。

任務(wù)線：根據(jù)所提供的氯氣樣品，觀察并總結(jié)出C12的物理性質(zhì)。

知識(shí)線：氯氣是一種黃綠色、密度比空氣大、有刺激性氣味的有毒氣體，能溶解于水。在加壓條件下轉(zhuǎn)化液氯。

應(yīng)用線：工業(yè)上氯氣經(jīng)過(guò)低溫加壓處理成液氯后再用鋼瓶運(yùn)輸。

設(shè)計(jì)意圖：化學(xué)史知識(shí)的第一次出現(xiàn)激起了學(xué)生的好奇心和求知欲，為本節(jié)課的教學(xué)做好了鋪墊。氯氣的發(fā)現(xiàn)是一次偶然，科學(xué)研究對(duì)新物質(zhì)要有“敏銳的嗅覺(jué)”。這是對(duì)“科學(xué)態(tài)度”素養(yǎng)的最直觀的教學(xué)，可以幫助學(xué)生樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

片段二

化學(xué)史情境線：“貝托萊與氧化鹽酸”。法國(guó)化學(xué)家貝托萊（Berthollet，1748-1822）在聽(tīng)說(shuō)了舍勒的發(fā)現(xiàn)后，想要提純氯氣，但是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了氯氣會(huì)溶于水，光照一段時(shí)間后產(chǎn)生鹽酸和氯氣，于是他認(rèn)為氯氣一鹽酸+氧氣，確信氯是一種化合物，并含有氧。同時(shí)他也發(fā)現(xiàn)當(dāng)氯氣溶于水時(shí)會(huì)將燃料漂白，于是他又認(rèn)為氯氣具有漂白性，可應(yīng)用于染料行業(yè)。

任務(wù)線：氯水的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。

知識(shí)線：溶解在水中的部分氯氣能與水發(fā)生反應(yīng)，生成鹽酸和次氯酸。次氯酸能使燃料等有機(jī)色素褪色，有漂白性，還能殺死水中的細(xì)菌，起消毒作用。次氯酸不穩(wěn)定，容易分解放出氧氣，光照下分解加快。

實(shí)驗(yàn)：C12與水的反應(yīng)、次氯酸見(jiàn)光分解。

應(yīng)用線：使用久置氯水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)有何影響？有氯水參與的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該注意什么？

設(shè)計(jì)意圖：化學(xué)史知識(shí)的第二次出現(xiàn)是本節(jié)課的一個(gè)小高潮，在這里學(xué)生可以感受到科學(xué)研究的曲折。本環(huán)節(jié)教師可安排各類活動(dòng)，包括查閱資料、小組討論和實(shí)驗(yàn)探究等，豐富課堂內(nèi)容。這一環(huán)節(jié)是對(duì)學(xué)生主體地位的肯定，能豐富學(xué)生的探究經(jīng)歷，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。

片段三

化學(xué)史情境線：“漂白粉的發(fā)展”。貝托萊是第一個(gè)認(rèn)識(shí)到氯氣可以漂白亞麻的。1785年，經(jīng)過(guò)悉心鉆研他探究出一種用次氯酸消毒液漂白的化學(xué)方法，這種方法在蘇格蘭地區(qū)開(kāi)始被投入使用，但由于步驟煩瑣、氣味太重等問(wèn)題讓人產(chǎn)生不悅。1799年，英國(guó)化學(xué)家坦南特開(kāi)動(dòng)腦筋，對(duì)這種方法進(jìn)行了改造，讓氯氣與石灰發(fā)生作用，發(fā)明了方便實(shí)用的漂白粉。這一發(fā)明在化學(xué)工業(yè)史上是一項(xiàng)重大成果。

任務(wù)線：“誰(shuí)具有漂白性？”探究實(shí)驗(yàn)

知識(shí)線：氯氣可以與氫氧化鈣反應(yīng)生成次氯酸鈣、氯化鈣和水。工業(yè)上以氯氣和石灰乳為原料制造漂白粉，漂白粉的主要成分為次氯酸鈣和氯化鈣。實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上常用氫氧化鈉溶液來(lái)吸收氯氣尾氣。

應(yīng)用線：漂白粉需要密封保存，放在陰涼干燥的地方，避免太陽(yáng)直射。

設(shè)計(jì)意圖：漂白粉的發(fā)展歷史符合唯物辯證主義思想，新事物取舊事物精華、去舊事物糟粕，進(jìn)而取代舊事物。本環(huán)節(jié)旨在培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”，樹(shù)立“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”。

片段四

化學(xué)史情境線：“合成氯化氫”。法國(guó)化學(xué)家蓋一呂薩克（Gay-Lussac，1778-1850）用氫氣和氯氣合成了氯化氫，可他對(duì)貝托萊“氧是成酸元素”這一觀點(diǎn)深信不疑，于是他得出了結(jié)論，鹽酸一某種基+氧+氫。

任務(wù)線：Cl2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。

知識(shí)線：Cl2是一種活潑非金屬單質(zhì)，具有很強(qiáng)的氧化性。

應(yīng)用線：工業(yè)制備鹽酸的方法。

設(shè)計(jì)意圖：化學(xué)史知識(shí)的第四次出現(xiàn)強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)Cl2化學(xué)性質(zhì)的理解，尤其是對(duì)其強(qiáng)氧化性的理解。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究既提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，也鍛煉了思維邏輯能力。鹽酸的工藝流程是“化學(xué)走向生活”理念的體現(xiàn)，緊密結(jié)合了STSE教育理念。

片段五

化學(xué)史情境線：“戴維發(fā)現(xiàn)氯氣本質(zhì)”。漢弗萊·戴維（SirHumphry Davy，1778-1829）經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)最終發(fā)現(xiàn)氯氣和氫氣確實(shí)能合成鹽酸，氯氣中并無(wú)氧的存在。他通過(guò)電解食鹽水制得了氯氣，并將它命名為“氯氣”。國(guó)際社會(huì)確認(rèn)氯是一種新元素，氯氣是單質(zhì)。

任務(wù)線：“電解飽和食鹽水”實(shí)驗(yàn)。

知識(shí)線：氯氣分子是由氯原子構(gòu)成的，它是一種單質(zhì)氣體。電解飽和食鹽水可以得到黃綠色的氣體cl2，同時(shí)生成H2和NaOH溶液。

應(yīng)用線：以電解水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品的工業(yè)為氯堿工業(yè)。

設(shè)計(jì)意圖：化學(xué)史知識(shí)的最后一次出現(xiàn)正式確認(rèn)了氯氣的本質(zhì)，到此為止關(guān)于“氯氣的發(fā)現(xiàn)”教學(xué)已經(jīng)全部完成。學(xué)生跟隨著歷史的腳步完整體驗(yàn)了這一過(guò)程，仿佛徜徉在歷史長(zhǎng)河中學(xué)習(xí)知識(shí)，伴隨著實(shí)驗(yàn)探究去發(fā)散思維，發(fā)展能力。

三、實(shí)施效果與教學(xué)建議

通過(guò)課堂教學(xué)的實(shí)踐，“四線合一”教學(xué)模式取得了很好的教學(xué)效果：首先，教師把化學(xué)史引入每個(gè)板塊，帶給學(xué)生一種全新的體驗(yàn)，學(xué)生在聽(tīng)故事和做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中熟練地掌握了知識(shí)與技能，減輕了學(xué)生的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。其次，探究任務(wù)與知識(shí)交織的設(shè)計(jì)凸顯了學(xué)生的主體地位，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給了學(xué)生，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐發(fā)現(xiàn)直接知識(shí)而不是聽(tīng)教師講授獲得間接知識(shí)。最后，“四線合一”教學(xué)模式將STSE教育思想融入教學(xué)中，不僅讓學(xué)生掌握了知識(shí)，還教會(huì)他們?nèi)绾芜\(yùn)用知識(shí)，達(dá)到了新課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，發(fā)展素質(zhì)教育，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人的培養(yǎng)目標(biāo)。

“四線合一”教學(xué)模式的應(yīng)用要打亂教科書(shū)原有的知識(shí)編排順序，應(yīng)用過(guò)程中教師不能根據(jù)個(gè)人喜好隨意編排。一節(jié)好的“四線合一”教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)要充分考慮學(xué)情和教學(xué)實(shí)際。在正式教學(xué)前，教師可以找個(gè)別學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)或者是模擬上課，制訂出較為完備的方案。在課堂實(shí)施過(guò)程中，教師要靈活應(yīng)用，根據(jù)實(shí)際情況做出調(diào)整。

新課程標(biāo)準(zhǔn)、新教材、新高考的到來(lái)，勢(shì)必對(duì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)帶來(lái)巨大沖擊，廣大化學(xué)教育者必須充分理解新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求，駕馭好即將投入使用的新教材，為新高考的順利推行保駕護(hù)航。“四線合一”教學(xué)模式下教學(xué)設(shè)計(jì)僅為教師教學(xué)元素化合物性質(zhì)部分提供了設(shè)計(jì)層面的參考，其他有關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理等方面的教學(xué)還有待廣大化學(xué)教育者繼續(xù)探索更好的模式，以實(shí)現(xiàn)中學(xué)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的全面提升。