基于真實情境的“教、學、評”一體化教學研究

張潔 韋躍洪

摘要：以“氯氣的化學性質”為例，對基于真實情境的“教、學、評”一體化的教學進行研究。本設計將生活中的真實情境素材融進常規教學中，以“自來水廠用氯氣進行消毒”為主線，圍繞氯氣的化學性質及應用設計問題及活動，引導學生對氯氣的性質、氯水成分及次氯酸的性質進行探究，加強學生對知識的深度理解，并習得運用知識解決問題的能力。

關鍵詞：真實情境：“教、學、評”一體化；學科能力：氯氣

文章編號：1008-0546（ 2022 ）llx-0002-04

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.llx.001

一、問題的提出

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課標》）中指出，要在化學教學過程中培養學生的核心素養，開展素養為本的教學，[1]要以真實問題情境為素養落地的重要抓手。因此，在常規教學中，要創設真實的問題情境，將化學教學與真實世界連接起來，從而使學生的學習不再是知識的簡單堆積與復制，而是習得一種應用知識解決問題的能力，使知識在真實的情境下“動起來”，在應用知識解決問題的過程中實現知識的遷移與創新，培養核心素養。《課標》亦強調試題命制、測試任務應以真實情境為載體。

評價是教學過程中不可缺少的重要一環，是確定素養是否落地的關鍵環節。現代教學理論指出：評價即學習。“教、學、評”應是三位一體的關系，彼此不可分割。本文以人教版高中化學必修第一冊“氯氣的化學性質”部分內容為教學素材，構建基于真實情境的“教、學、評”一體化的教學設計。

二、基于真實情境的“教、學、評”一體化的教學設計模型

本研究設計出基于真實情境的“教、學、評”一體化的教學設計模型，如圖1所示，聚焦于教學目標，包括“情境設計，問題設計，任務設計，活動設計和評價設計”五個環節，在這個過程中，真實情境的作用相當于“汽油和油門”，能夠使問題、任務、活動和評價富有“情感力”，使整個教學過程“動起來”，使學生能夠積極主動地投入到學習當中去。

1．研讀課程標準，明確教學目標

通過對《課標》中“常見的無機物及其應用”的學業要求進行研讀，并結合王磊教授提出的學科能力二階要素模型（3x3要素模型），[2]即學習理解（A1辨識記憶、A2概括關聯、A3說明論證）、應用實踐（B1分析解釋、B2推論預測、B3簡單設計）、遷移創新（CI復雜推理、C2系統探究、C3創新思維），得到本課時的教學目標，見表1。

2．創設真實情境，激發情感動力，促進能力發展

沒有“情感”支撐的學習，是不能使學生的大腦積極運動起來的。如何激發學生的情感動力，是我們在教學中應該思考的一個問題。王玨老師在學習科學的研究中指出，“制造懸念和認知沖突”是較好地激發認知過程中情感動力的方式。而制造懸念和認知沖突的載體應是真實的情境，因而教學活動的設計要與學生的生活實際、工業生產結合起來，通過真實的情境，開展由此及彼、證據推理等具有化學學科特質的教學。在本設計中，筆者以“自來水廠用氯氣進行消毒”為情境主線，主要包括7個小情境：（1）非常時期，在允許的范圍內加大了自來水中氯氣的注入。大家在用水時，特別是燒開水、煮飯用水要把水最少靜置兩小時以上再使用，這樣做會更健康；（2）“舍勒發現氯氣”的化學史情境；（3）“工業生產上利用鋼瓶來貯存氯氣、生活中可用氯氣來滅鼠”的生產生活情境；（4）“金屬單質Na、Fe、Cu以及非金屬單質H2分別在氯氣中及在氧氣中燃燒”的實驗情境；（5）“氯水和石蕊互滴、次氯酸見光分解的數字化實驗”的實驗情境；（6）“養金魚用的自來水需要在陽光下暴曬”的生活情境；（7）“新型消毒劑二氧化氯、生活中常見的消毒劑84消毒液”的生活情境。基于真實情境，設計核心問題及任務線索引導學生進行思考，在此基礎上設計學生活動和任務，發展學生的素養，具體設計見表2。

3．以評促教，實現“教、學、評”一體化

《課標》倡導基于核心素養的評價，提倡“教、學、評”一體化的教學。在“氯氣的性質”教學設計中，應由始至終保持教學的內容、活動、情境，以及目標的一致性，將教學評價融入教學過程中，發揮教學評價對教學的促進、診斷、調整作用以及發展學生化學學科核心素養的功能，[3]具體設計見表3。

三、教學過程

[課前準備]上網了解自來水廠是如何給自來水消毒殺菌的，閱讀導學案，了解“氯氣的發現史”及“84消毒液”的相關知識。走進超市，尋找生活中的消毒液并了解其成分。

[創設情境]展示自來水廠的圖片。“非常時期，在允許的范圍內加大了自來水中氯氣的注入，大家在用水時，特別是燒開水、煮飯用水要把水最少靜置兩小時以上再進行使用，這樣會更健康”。這個說法是否有科學依據。自來水用氯氣進行殺菌消毒，是利用氯氣的什么性質？氯氣為什么能夠用來殺菌消毒呢，本節課，我們去探究。

[閱讀資料]閱讀氯氣的發現史，總結氯氣的物理性質。

[學生]黃綠色、有刺激性氣味氣體，可溶于水，有毒，密度比空氣大。

[創設情境]在生產中常用鋼瓶運輸液氯。

[解釋說明]氯氣易液化，工廠通過加壓的方法得到液氯，儲存在鋼瓶中，方便運輸，

[創設情境]通過視頻再次了解氯氣的發現史。

[思考與討論]從這一史實中感受到科學家什么樣的科學精神？

[學生]堅持不懈，持之以恒。

[創設情境]生活中可以用氯氣灌洞的方法來消滅田鼠，這是利用了氯氣的哪些性質。

[學生]密度比空氣大，有毒。

[教師]在科學研究中，研究物質性質有兩條基本思路，第一是從物質類別的角度，通過類比的方法預測物質性質。第二是從元素價態的角度，通過分析原子結構，從氧化還原反應的角度來預測物質的性質。

[教師提問]問題1：氧氣屬于哪一類物質。問題2：氧原子最外層有多少個電子？說明具有什么性質？

[任務]畫出氧原子的結構示意圖并分析結構特點。

[學生]氧氣屬于非金屬單質。最外層有6個電子，容易得到電子，說明具有氧化性。

[創設情境]播放氧氣與金屬單質Na、Fe、Cu以及非金屬單質H2反應的實驗視頻。

[教師]類比氧氣，推測氯氣可能具有的化學性質。

[教師提問]問題1：氯原子最外層有多少個電子？問題2：氯氣屬于哪一類？問題3：氯氣與金屬單質Na、Fe、Cu以及非金屬單質H2反應嗎？請說出你的預測依據。

[學生]氯原子最外層有7個電子，容易得到1個電子，具有強氧化性。氯氣和氧氣一樣是非金屬單質，可以與金屬單質Na、Fe、Cu以及非金屬單質H2反應。

[創設情境]播放氯氣與金屬單質Na、Fe、Cu以及非金屬單質H2反應的實驗視頻。

[任務]用方程式表征上述反應。

[創設情境]展示氯水。

[活動]觀察氯水，預測氯水中可能含有的微粒。

[學生]氯水呈黃綠色，說明有氯氣分子。從元素組成的角度看，可能含有氯離子。

[教師提問]如何驗證氯水中含有氯離子？

[學生]用HNO3酸化的AgNO3溶液檢驗。

[學生實驗]驗證氯水中含有氯離子并描述實驗現象。

[教師提問]溶液呈電中性，請大家由此預測溶液中還可能含有什么離子？

[學生]氫離子。

[教師提問]如何檢驗。

[學生]用紫色石蕊試劑。

[教師]請大家做兩組實驗：1．往氯水中滴加紫色石蕊試劑。2．往紫色石蕊試劑滴加氯水。

[活動]做互滴實驗并描述現象。

[教師提問]互滴出現不同的實驗現象說明了什么問題？

[學生]說明了實驗現象與試劑的添加順序有關。

[教師提問]往氯水中滴加紫色石蕊，溶液先變紅后褪色說明了什么問題？從氧化還原反應的角度推測使溶液褪色的物質是什么。

[閱讀知識卡片]知識卡片：1．氯元素常見的化合價有一1、0、+1、+3、+5、+7。2．常溫下，氯氣與水反應生成的次氯酸（HClO）是一種弱酸，具有強氧化性，有漂白性，不穩定，見光易分解。

[學生]溶液中有氫離子，所以溶液變紅，紅色褪去，說明有漂白性的物質。氯氣與水反應生成氯離子，化合價降低，根據氧化還原反應基本規律，即在氧化還原反應中，化合價有降必有升，且由于生成的物質具有漂白性，所以生成了HClO。

[學生歸納總結]氯水成分：分子：Cl2、H2O、HClO。離子：H+、OH-、Cl-、ClO-。

[教師提問]通過以上學習，總結自來水廠能用氯氣殺菌消毒，是利用了氯氣的哪些性質？

[學生]強氧化性，漂白性。

[創設情境]養金魚的自來水需要在陽光下暴曬一段時間。

[教師提問]問題1．養金魚用的自來水為什么需要暴曬？

[學生]自來水中的氯氣分子和次氯酸對魚有害。

[創設情境]閱讀課本P45，根據數字化實驗結果，化學教與學2022年第11期（下半月刊）分析次氯酸見光分解的產物。

[學生]氧氣和水。

[解決問題]判斷“說法”是否科學。

[學生]自來水中略帶氯味屬于正常現象，完全不影響健康，因為燒水做飯時就可以把余氯和次氯酸去除。

[教師]雖然氯氣有毒，但是只要我們合理利用，就可以造福人類。

[創設情境]新型消毒劑：二氧化氯。

[閱讀材料]新型滅菌消毒劑——二氧化氯（ClO2）。

[解決問題]二氧化氯（ClO2）可用于殺菌消毒，判斷其具有的性質。

[創設情境]生活中的消毒劑-84消毒液。

[閱讀材料]閱讀84消毒液的產品說明書。

[學生活動]談談84消毒液使用時的注意事項。

[分享收獲]1.收獲了哪些知識。2．收獲了什么樣的研究物質的方法。

四、教學效果及數據分析

1．樣本的選取

從平行班級中隨機選取兩個班級，分別命名為高-（1）班和高-（2）班，筆者利用SPSS對這兩個班的月考成績進行獨立樣本T檢驗，Sig（雙側）=0.562>0.05，說明了月考成績不存在顯著性差異，故這兩個班級可以作為教學實踐研究的樣本。

2．教學效果檢測

高-（1）班為對照班，施行傳統的課堂教學，高一（2）班為實驗班，實施“基于真實情境的教學評一體化”的化學教學，并控制其他變量，如作業、預習、輔導等基本一致。在課堂教學結束后一周，對實驗班和對照班進行“問題解決能力”檢測，見表4。

由上表分析可知，實驗班和對照班學習理解能力總體上不錯，實驗班要比對照班稍好，而應用實踐和遷移創新能力對照班與實驗班差距較大，特別是遷移創新能力。說明“基于真實情境的教、學、評一體化”教學相對于傳統的教學，更利于學生的思維發展。實驗班在面對新穎、陌生的問題情境時，能夠深入研讀、整合題目信息，較好地完成信息的檢索、提取、遷移等任務，進行復雜系統推理，創造性地解決問題。

五、結語

素養為本的教學要超越知識，幫助學生學會思考，有助于學生思維能力和“心智模型”的發展．滿足未來人工智能社會對人才的要求。[4]學生能利用所學知識對復雜問題情境中的原理進行推測，并能設計出解決方案，對于不確定的問題，能夠進行復雜推理、系統探究。本設計中，筆者嘗試以真實情境為重要抓手，以“評價”為驅動，設計出能夠培養學生高階思維的問題。如何能夠基于真實情境，更好地結合學科能力要素，設計出具有梯度、進階的目標、任務以及活動，引導學生利用知識解決陌生復雜情境中的真問題，還有待后續研究。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部．普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[s].北京：人民教育出版社，2020.

[2] 王磊，學科能力構成及其表現研究——基于學習理解、應用實踐與遷移創新導向的多維整合模型[J].教育研究，2016， 37（ 09）： 83-92，125.

[3] 王相，核心素養下的高中化學課堂教學評價研究[J].中學課程輔導（教師通訊），2018 （16）：94．

[4]錢穎一，人工智能讓現有教育優勢蕩然無存[J]．內蒙古教育，2019（07）：31-33.