精心創(chuàng)設(shè)系列實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展

葉信曦

摘要：為了促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展，需精選教學(xué)素材并在課堂教學(xué)中組織學(xué)生一起自主高效的學(xué)習(xí)。以人教版必修2“化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化”的教學(xué)為例，通過(guò)創(chuàng)設(shè)系列實(shí)驗(yàn)為教學(xué)載體，以問(wèn)題鏈的方式，激發(fā)和鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展，從而提高學(xué)生的思維層次和化學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化；系列實(shí)驗(yàn)；問(wèn)題鏈；認(rèn)識(shí)發(fā)展

文章編號(hào)：1008-0546（2021）10-0087-04中圖分類(lèi)號(hào)：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.10.021

圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)重建課堂教學(xué)，是當(dāng)前各學(xué)科教改發(fā)展的重點(diǎn)。學(xué)界普遍認(rèn)同，學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展需要精選學(xué)科知識(shí)并置于真實(shí)的學(xué)習(xí)情境中，通過(guò)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)活動(dòng)（兼具實(shí)踐性和思維性），在持續(xù)建構(gòu)和螺旋上升中形成和發(fā)展[1]。

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析”“變化觀(guān)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(shí)”“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”5個(gè)維度。化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，通過(guò)對(duì)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)五個(gè)維度的思考，不難看出，實(shí)驗(yàn)素材的選擇和使用至關(guān)重要。

本著以上原則，筆者以“化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化”的教學(xué)為例，設(shè)計(jì)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)案例。教學(xué)中以系列實(shí)驗(yàn)為教學(xué)載體，以問(wèn)題鏈的方式，激發(fā)和鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展，從而提高學(xué)生的思維層次和化學(xué)素養(yǎng)。

一、學(xué)情、教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)分析

本節(jié)課使用人民教育出版社出版的高中化學(xué)必修2教材，面向高中一年級(jí)下學(xué)期的學(xué)生，學(xué)習(xí)內(nèi)容為第二章（2007版）[2]或第六章（2019版）[3]《化學(xué)反應(yīng)與能量》的第一課時(shí)“化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化”。學(xué)生已在初中化學(xué)初步感受過(guò)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化（燃燒），在高一上學(xué)期必修1的學(xué)習(xí)中，對(duì)化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化有較好的掌握。

在“聚焦化學(xué)核心素養(yǎng)，打造自主高效課堂”的教學(xué)取向下，為了促進(jìn)學(xué)生在已有認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上的認(rèn)識(shí)發(fā)展，教學(xué)中充分外顯學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)識(shí)水平的同時(shí)，應(yīng)該在學(xué)生最近發(fā)展區(qū)提供合適的平臺(tái)，很好地完善學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)角度（物質(zhì)及能量轉(zhuǎn)化），發(fā)展學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)深度（定性定量、宏觀(guān)微觀(guān)、變化守恒），增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力（描述說(shuō)明、分析解釋、預(yù)測(cè)證明、設(shè)計(jì)調(diào)控），幫助學(xué)生形成分析化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)模型并加以應(yīng)用遷移。具體教學(xué)目標(biāo)如下：

1.完善學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)角度（物質(zhì)轉(zhuǎn)化及能量轉(zhuǎn)化）；

2.發(fā)展學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)深度（定性定量、宏觀(guān)微觀(guān)、變化守恒）；

3.增強(qiáng)學(xué)生認(rèn)識(shí)能力（描述說(shuō)明、分析解釋、預(yù)測(cè)證明、設(shè)計(jì)調(diào)控）；

4.幫助學(xué)生形成分析化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)模型（見(jiàn)圖1）并加以應(yīng)用遷移。

然而，傳統(tǒng)的教學(xué)一般采用的教學(xué)環(huán)節(jié)大致如下：化學(xué)反應(yīng)中伴隨著能量變化→實(shí)驗(yàn)感受化學(xué)反應(yīng)中的能量變化→化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與反應(yīng)物、生成物的能量之間的關(guān)系→化學(xué)反應(yīng)中能量變化的微觀(guān)解釋[4]。

具體來(lái)說(shuō)，本節(jié)課教材實(shí)驗(yàn)的教學(xué)價(jià)值僅僅體現(xiàn)在宏觀(guān)層次定性定量感受化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，學(xué)生只能粗淺地認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量變化，無(wú)法很好地完整地系統(tǒng)地完成應(yīng)有的教學(xué)目標(biāo)。因此，本人依據(jù)目標(biāo)導(dǎo)向的原則，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中緊扣教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展線(xiàn)索設(shè)計(jì)了系列實(shí)驗(yàn)素材，并針對(duì)性地設(shè)置了階梯型問(wèn)題，具體見(jiàn)圖2。

二、教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程

見(jiàn)表1。

三、創(chuàng)新要點(diǎn)

1.系列實(shí)驗(yàn)素材逐層遞進(jìn)，高效促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展

課堂的核心是目標(biāo)，因此在精心設(shè)定教學(xué)目標(biāo)后，緊扣教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展線(xiàn)索設(shè)計(jì)了環(huán)環(huán)相扣的系列實(shí)驗(yàn)素材，充分考慮實(shí)驗(yàn)素材的教學(xué)價(jià)值。

2.深度挖掘?qū)嶒?yàn)素材的教學(xué)功能，結(jié)合合適多樣的教學(xué)策略

為了充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)素材的教學(xué)價(jià)值，有針對(duì)性地設(shè)置了逐層遞進(jìn)的階梯型實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，利用追問(wèn)、制造認(rèn)知沖突等教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生充分地預(yù)測(cè)、分析、討論、實(shí)施、反思、總結(jié)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在教學(xué)設(shè)計(jì)下充分發(fā)揮創(chuàng)造、互動(dòng)討論，啟發(fā)、推動(dòng)其不斷自主積極地思考交流、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。使得實(shí)驗(yàn)更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)價(jià)值，很好地聚焦了化學(xué)核心素養(yǎng)、打造了自主高效課堂。

3.合理改進(jìn)教材實(shí)驗(yàn)，精心設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)

具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上，不拘泥于課本中的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了合理的刪除、改進(jìn)、增加。

刪除了教材中Al或Mg與鹽酸反應(yīng)、鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閷W(xué)生不易從舊化學(xué)鍵斷裂的微觀(guān)角度分析此反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化原因。

增加了觀(guān)察裝有2mol/L鹽酸的試劑瓶、H2O2的催化分解實(shí)驗(yàn)、預(yù)測(cè)觀(guān)察Cu與濃HNO3反應(yīng)快慢變化情況、分析“利用鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)焊接鋼軌”的實(shí)驗(yàn)情境等豐富的實(shí)驗(yàn)素材，能很好地分層遞進(jìn)地促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

改進(jìn)了Ba（OH）2·8H2O與NH4Cl晶體混合的實(shí)驗(yàn)：減少了實(shí)驗(yàn)觀(guān)察及操作的指引（聞氣味、摸燒杯外壁），給學(xué)生提供了自主發(fā)展充分思考交流的空間和舞臺(tái)；同時(shí)增加了溫度計(jì)供學(xué)生自主選用，學(xué)生自動(dòng)要求打開(kāi)通風(fēng)設(shè)備后引導(dǎo)學(xué)生自主思考交流如何處理尾氣、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)等。

4.實(shí)驗(yàn)“以小見(jiàn)大”，促進(jìn)學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)選取了簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)，充分挖掘了實(shí)驗(yàn)背后的教學(xué)功能，充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)研究的基礎(chǔ)和重要手段，讓學(xué)生充分體會(huì)到“小”實(shí)驗(yàn)也有“大”用途，使得實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生有深層次的認(rèn)知吸引力。

5.減少“按方抓藥”，推進(jìn)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)

適當(dāng)減少了實(shí)驗(yàn)觀(guān)察及操作的指引，學(xué)生不僅僅是“按方抓藥”，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自主性，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放性，提供了學(xué)生充分思考交流的素材和平臺(tái)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的吸引力，提升了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)價(jià)值的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)了學(xué)生自主利用實(shí)驗(yàn)滿(mǎn)足認(rèn)知需求。

四、教學(xué)反思

教學(xué)實(shí)踐中，本節(jié)課的教學(xué)效果非常優(yōu)秀，受到教研員、本校及外校聽(tīng)課教師和授課班級(jí)學(xué)生的好評(píng)。學(xué)生的課堂表現(xiàn)及課后訪(fǎng)談、教師同行間的評(píng)課交流充分說(shuō)明：緊扣教學(xué)目標(biāo)、結(jié)合學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展線(xiàn)索設(shè)計(jì)的環(huán)環(huán)相扣系列實(shí)驗(yàn)素材，結(jié)合針對(duì)性設(shè)置的逐層遞進(jìn)的階梯型實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，充分外顯學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)識(shí)水平的同時(shí)，在學(xué)生最近發(fā)展區(qū)提供了合適的學(xué)生活動(dòng)平臺(tái)，很好地完善了學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)角度（物質(zhì)及能量轉(zhuǎn)化），發(fā)展了學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)深度（定性定量、宏觀(guān)微觀(guān)、變化守恒），增強(qiáng)了學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力（描述說(shuō)明、分析解釋、預(yù)測(cè)證明、設(shè)計(jì)調(diào)控），幫助學(xué)生形成分析化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)模型并加以應(yīng)用遷移。

其中，學(xué)生在課后訪(fǎng)談中提到：老師風(fēng)趣幽默、教學(xué)設(shè)計(jì)引入入勝，希望再上老師的課；實(shí)驗(yàn)中，聞到了氨氣的味道，印象深刻；學(xué)會(huì)了多角度多層次認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)、物質(zhì)轉(zhuǎn)化及能量轉(zhuǎn)化，建立了認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的思維體系；重新認(rèn)識(shí)了銅和濃硝酸的反應(yīng)，學(xué)會(huì)了從物質(zhì)及能量轉(zhuǎn)化這2個(gè)角度來(lái)預(yù)測(cè)分析這個(gè)反應(yīng)；與自學(xué)的區(qū)別在于學(xué)習(xí)得更有條理，把物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量轉(zhuǎn)化在各層次聯(lián)系在了一起，自己只是比較關(guān)注能量的計(jì)算。

實(shí)踐充分說(shuō)明，精選教學(xué)素材并在課堂教學(xué)中組織班級(jí)學(xué)生一起自主高效的學(xué)習(xí)，可以充分發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊玉琴，倪娟.學(xué)科核心素養(yǎng)視域下的教學(xué)目標(biāo)：科學(xué)研制與準(zhǔn)確表達(dá)[J].化學(xué)教學(xué)，2019（3）：3-7

[2]宋心琦.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)化學(xué)（必修2）第3版[M].北京：人民教育出版社，2007：30-38

[3]王晶，鄭長(zhǎng)龍.普通高中教科書(shū)化學(xué)（必修第二冊(cè)）第1版[M].北京：人民教育出版社，2019：31-35

[4]于少華，王磊，支瑤，等.發(fā)展學(xué)生認(rèn)識(shí)角度和深度的化學(xué)教學(xué)轉(zhuǎn)變——以“化學(xué)反應(yīng)原理”模塊為例[J].化學(xué)教育，2012（3）：14-18