基于發(fā)展核心素養(yǎng)的支架式教學(xué)在高中化學(xué)中的應(yīng)用
——以鐵鹽和亞鐵鹽為例

蔡毛艷，馬雪，李文智

（寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心，寧夏銀川 750021）

教學(xué)目標(biāo)從雙基到三維目標(biāo)再到核心素養(yǎng)，其變遷體現(xiàn)了從學(xué)科本位到以人為本的轉(zhuǎn)變，學(xué)科核心素養(yǎng)意味著學(xué)科教育模式和學(xué)習(xí)方式的根本變革[1]。新課程改革要求教學(xué)過程中要打破教師主宰課堂，以教為中心的教學(xué)現(xiàn)象，改變學(xué)生機(jī)械接受知識的學(xué)習(xí)方法，形成以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)的教學(xué)新模式，充分體現(xiàn)學(xué)生在課堂中的主體性。學(xué)生要在教師的引導(dǎo)下，積極主動地構(gòu)建知識體系，從而培養(yǎng)其學(xué)科核心素養(yǎng)，因此迫切需要探索出一種實用且易于實行的教學(xué)模式，而支架式教學(xué)模式與新課程教學(xué)理念十分契合。

該文基于發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)，對支架式教學(xué)模式作了簡單概述，并將簡單的支架式教學(xué)環(huán)節(jié)中教師、學(xué)生活動以及所體現(xiàn)的核心素養(yǎng)進(jìn)行細(xì)化，最后將支架式教學(xué)模式應(yīng)用于具體的教學(xué)案例 “鐵鹽和亞鐵鹽”教學(xué)設(shè)計中，實現(xiàn)學(xué)生在教師引導(dǎo)下主動構(gòu)建完整知識框架的目標(biāo)。

1 核心素養(yǎng)與支架式教學(xué)模式的概述

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力[2]。化學(xué)核心素養(yǎng)作為學(xué)科核心素養(yǎng)的組成部分，是化學(xué)課程中學(xué)生自主學(xué)習(xí)、共同合作、科學(xué)創(chuàng)新等能力的具體體現(xiàn)，也是化學(xué)課程對未來培養(yǎng)怎樣的人才的基本要求。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括：宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任五個方面。

支架式教學(xué)模式是基于建構(gòu)主義教學(xué)理論和著名心理學(xué)家維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論逐步發(fā)展形成的。維果茨基認(rèn)為“最近發(fā)展區(qū)”是學(xué)生獨(dú)立解決問題的實際發(fā)展水平與在他人的幫助或合作下達(dá)到解決問題的潛在發(fā)展水平之間的差距。支架式教學(xué)就是教師以學(xué)生的現(xiàn)有認(rèn)知水平為基礎(chǔ)，靈活搭建一系列適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)支架、學(xué)生依附支架進(jìn)行獨(dú)立探索和協(xié)作學(xué)習(xí)構(gòu)建自己的知識結(jié)構(gòu)，完善相關(guān)知識體系，對提高學(xué)生的科學(xué)探究、獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊協(xié)作能力，以及培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)具有一定的促進(jìn)作用。

2 支架式教學(xué)流程設(shè)計

在支架式教學(xué)過程中，教師首先要選擇和創(chuàng)設(shè)有效情境，將學(xué)生的注意力集中于學(xué)習(xí)情境中，激發(fā)獲取新知識的欲望；其次根據(jù)教學(xué)內(nèi)容搭建學(xué)習(xí)支架，將比較難的知識進(jìn)行分解，讓學(xué)生在支架的作用下獨(dú)立探索，協(xié)作學(xué)習(xí)，完成學(xué)習(xí)任務(wù)，最終形成自己的知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)其學(xué)科核心素養(yǎng)。支架式教學(xué)模式環(huán)節(jié)包括：情境創(chuàng)設(shè)、搭建支架、獨(dú)立探究、協(xié)作學(xué)習(xí)、效果評價五個方面[3]（如圖 1所示）。

圖1 支架式教學(xué)環(huán)節(jié)示意圖

3 支架式教學(xué)在化學(xué)教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用

該文以人教版化學(xué)必修1第三章第二節(jié)幾種重要的金屬化合物中的《鐵鹽和亞鐵鹽》為例進(jìn)行支架式教學(xué)設(shè)計。

3.1 教材分析

鐵鹽和亞鐵鹽是高中化學(xué)元素化合物中的重要教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生在實際生活和學(xué)習(xí)中對鐵及其化合物已經(jīng)有了簡單的認(rèn)識和了解。鐵鹽和亞鐵鹽學(xué)習(xí)之前學(xué)生已經(jīng)掌握了離子反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識，而且能夠設(shè)計簡單實驗的實施方案并進(jìn)行實驗操作，為鐵離子的檢驗、鐵離子與亞鐵離子轉(zhuǎn)化的學(xué)習(xí)奠定了理論和實踐基礎(chǔ)。通過實驗探究，學(xué)習(xí)鐵鹽和亞鐵鹽相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究分析能力，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有知識學(xué)習(xí)新知識，完善有關(guān)鐵的知識體系。

教學(xué)中教師要把握教材中關(guān)于鐵鹽與亞鐵鹽知識安排的邏輯性，將該內(nèi)容與支架式教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合，加強(qiáng)前后知識的聯(lián)系與呼應(yīng)，循序漸進(jìn)，逐步引導(dǎo)學(xué)生對鐵鹽和亞鐵鹽重難點(diǎn)知識的學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，并加強(qiáng)對其核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

3.2 教學(xué)設(shè)計思路

在《鐵鹽和亞鐵鹽》的教學(xué)設(shè)計中，把發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)作為教學(xué)目標(biāo)，把問題探究作為知識主線，以實驗探究為基礎(chǔ)，通過教師的引導(dǎo)使學(xué)生逐步攀升各個環(huán)節(jié)中搭建的學(xué)習(xí)支架，最終完成新知識的有效構(gòu)建。具體設(shè)計思路如圖2所示。

圖2 鐵鹽和亞鐵鹽的支架式教學(xué)流程圖

3.3 教學(xué)實施過程

（1）創(chuàng)設(shè)有效情境導(dǎo)入，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。

教師：【情境支架】同學(xué)們好，老師擁有一支神奇的“魔術(shù)棒”可以使手里的這個紙質(zhì)白玫瑰變成紅玫瑰。接著，老師用“魔術(shù)棒”點(diǎn)向紙質(zhì)白玫瑰，奇跡發(fā)生了，白玫瑰慢慢地變紅了。

教師：【問題支架】魔術(shù)精彩嗎？有同學(xué)可以揭開這個小魔術(shù)的謎底嗎？

學(xué)生：精彩，白玫瑰怎么就變成紅玫瑰了呢？

教師：本節(jié)課我們就一起來揭開這個謎底。

【設(shè)計意圖與素養(yǎng)體現(xiàn)】通過表演魔術(shù)創(chuàng)設(shè)的情境支架和問題支架，聯(lián)系生活，激發(fā)學(xué)生的好奇心，引出新課題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和社會責(zé)任。

（2）合理搭建學(xué)習(xí)支架，組織化學(xué)課堂活動。

教師：【實驗支架】教師進(jìn)行實驗演示：取2支試管，一支試管中加入5 mLFeCl2溶液，另一只加入5 mL FeCl3溶液，分別滴加幾滴KSCN溶液。同學(xué)們仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象并分析，謎底就在這里哦!

學(xué)生：仔細(xì)觀察后回答，加入FeCl3溶液的試管中溶液由黃棕色變成了血紅色；加入FeCl2溶液的試管中無明顯現(xiàn)象。

教師：通過這個小實驗，同學(xué)們能揭示上面小魔術(shù)背后的真相嗎？

學(xué)生：有部分同學(xué)說“魔術(shù)棒”和紙質(zhì)白玫瑰花上一定蘸取了能發(fā)生變色的化學(xué)藥品。

教師：其實是涂有FeCl3溶液的紙質(zhì)白玫瑰遇到小木棍上的KSCN溶液，發(fā)生變色反應(yīng)產(chǎn)生一種血紅色的新物質(zhì)Fe(SCN)3使得白玫瑰變成了紅色。這個變色反應(yīng)就是常用于檢驗Fe3+的方法之一。

板書：鐵離子的檢驗：1.KSCN法 Fe3++3SCN－===Fe(SCN)3

【設(shè)計意圖與素養(yǎng)體現(xiàn)】對于新知識，通過實驗探究，引起學(xué)生注意，激發(fā)探究解決問題的欲望。利用實驗?zāi)軌蛲高^現(xiàn)象看本質(zhì)，提升學(xué)生宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。

（3）引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立探究，促進(jìn)知識遷移。

教師：【問題支架】請同學(xué)們回憶前面學(xué)習(xí)關(guān)于鐵的相關(guān)知識和特征反應(yīng)，考慮還可以用什么方法檢驗鐵離子的存在？引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立探究。

學(xué)生：獨(dú)立思考解決問題。一些同學(xué)說可以利用Fe3+和NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色沉淀進(jìn)行檢驗。

教師：【工具支架】圖片展示：Fe2+和Fe3+分別與NaOH溶液反應(yīng)呈現(xiàn)不同顏色沉淀的紙質(zhì)圖片。通過鐵的氫氧化物的制備過程中產(chǎn)生不同顏色的沉淀，我們還可以通過加堿液法來鑒別Fe2+和Fe3+。

板書：加堿液法 Fe3++3OH－===Fe(OH)3↓

總結(jié)：通過硫氰化鉀法或加堿法能夠檢驗Fe3+的存在。硫氰化鉀法是我們常用的也是易于操作的最佳檢驗Fe3+的方法。

【設(shè)計意圖與素養(yǎng)體現(xiàn)】對上一章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的具體應(yīng)用，溫故知新，培養(yǎng)學(xué)生知識遷移能力。通過引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)自探究思考，借助已有知識培養(yǎng)其科學(xué)探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)。

（4）積極協(xié)作學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生共同發(fā)展。

教師：【問題支架】常見鐵的化合物中鐵元素存在著+2價和+3價兩種價態(tài)，這決定了其化合物性質(zhì)的復(fù)雜性和差異性。Fe3+和Fe2+在性質(zhì)上有何差別？體現(xiàn)的是氧化性還是還原性呢？（引導(dǎo)學(xué)生從化合價的升降分析）

學(xué)生：Fe3+化合價可降低具有氧化性，F(xiàn)e2+的化合價可升高也可降低，既具有氧化性也具有還原性。

教師：【實驗支架】如果Fe2+表現(xiàn)為還原性，是否能與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化呢？接下來請同學(xué)們小組合作進(jìn)行實驗探究。

合作探究：①在上述反應(yīng)生成的Fe(SCN)3混合溶液中，加入少量鐵粉，振蕩試管；②取上層清液于另一支試管，滴加幾滴溴水，觀察實驗現(xiàn)象。

學(xué)生：加入鐵粉后的溶液，血紅色褪去；滴加溴水的上層清液又變回紅色。

板書：2Fe3++Fe===3Fe2+2Fe2++Br2===2Fe3++2Br－

教師：上述實驗成功地證明Fe3+和Fe2+可以相互轉(zhuǎn)化：Fe3+具有氧化性，F(xiàn)e2+具有還原性。那通過哪些方法能夠?qū)崿F(xiàn)它們之間的轉(zhuǎn)化呢？

交流與討論：【任務(wù)支架】請同學(xué)們按照之前的分組進(jìn)行討論Fe3+與Fe2+轉(zhuǎn)化的方法并進(jìn)行交流。第一組討論交流Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的方法；第二組討論交流Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的方法。

學(xué)生1：Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，化合價降低，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，需要與鐵或銅單質(zhì)等還原性物質(zhì)反應(yīng)。

板書：Fe3++還原性物質(zhì)→Fe2+

學(xué)生2：Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，化合價升高，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，需要與氯氣或酸性高錳酸鉀等氧化性物質(zhì)反應(yīng)。

板書：Fe2++氧化性物質(zhì)→Fe3+

總結(jié)：我們通過實驗探究證明了Fe3+具有氧化性，F(xiàn)e2+具有還原性，并探討出Fe3+和Fe2+之間通過發(fā)生氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。

【設(shè)計意圖與素養(yǎng)體現(xiàn)】引導(dǎo)學(xué)生分組討論交流并進(jìn)行實驗探索，活躍學(xué)生的創(chuàng)造性思維和培養(yǎng)學(xué)生的合作交流能力，以此體現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識和科學(xué)精神與社會責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。

（5）實施效果評價，構(gòu)建高效課堂。

總結(jié)：【元認(rèn)知支架】一起回顧總結(jié)本節(jié)課主要內(nèi)容，首先學(xué)習(xí)了檢驗Fe3+的兩種方法：KSCN法和加堿液法，接著探究了Fe3+與Fe2+相互轉(zhuǎn)化的條件。

教師：【任務(wù)支架】蘋果汁中含有對人體有益的淺綠色Fe2+，因此成為一種深受人們喜愛的補(bǔ)鐵飲料，但是久置于空氣中的新鮮蘋果汁會慢慢由淺綠色變成棕黃色，怎么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？同學(xué)們有什么預(yù)防措施嗎？

學(xué)生：蘋果汁中的Fe2+被空氣氧化成了Fe3+，要防止Fe2+被氧化，需要加還原性的物質(zhì)。但學(xué)生想不到蘋果汁里添加的還原性物質(zhì)是什么。

教師：我們只需給蘋果汁里添加維生素C就能可以了，因為維生素C具有還原性，能把Fe3+還原為Fe2+，避免新鮮的果汁被氧化變成棕黃色。

【設(shè)計意圖與素養(yǎng)體現(xiàn)】通過對該節(jié)知識的系統(tǒng)化、理性化學(xué)習(xí)，聯(lián)系生活實際解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力，充分體現(xiàn)科學(xué)精神和社會責(zé)任。

4 結(jié)語

支架式教學(xué)是一種符合開展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)模式。該文基于支架式教學(xué)設(shè)計了教學(xué)環(huán)節(jié)流程圖，細(xì)化了各個環(huán)節(jié)中教師和學(xué)生活動以及所體現(xiàn)的核心素養(yǎng)，促使學(xué)生明確各個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，對“鐵鹽和亞鐵鹽”的知識進(jìn)行了針對性的教學(xué)案例設(shè)計。案例基于學(xué)生的現(xiàn)有認(rèn)知水平搭建適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)支架，注重引導(dǎo)，組織獨(dú)立思考和合作探究，幫助學(xué)生依附支架逐步攀升，通過創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境，調(diào)動了學(xué)生獲取新知識的主動性，有效完成了新知識體系的構(gòu)建并體現(xiàn)了學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。建議教師在教學(xué)中要注重以學(xué)生為主體，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容靈活搭建不同學(xué)習(xí)支架，積極引導(dǎo)學(xué)生完成新知識的構(gòu)建。