基于CASES-T模型的初中化學教學設計比較及啟示

李俊紅 丁輝 王立秀 潘春玲 王雅婷

【摘 要】同課異構是“研課”的一種主要形式，有利于教師反觀課堂。文章以兩位教師設計實施的“酸堿鹽的化學性質”復習課為例，基于CASES-T模型，分別就教學目標、教學策略、學習系統等教學要素進行對比分析，得出提升核心素養導向的課堂教學設計能力的啟示：增強化學學科理解，凝練教學內容的素養發展功能；規劃學科實踐活動，促進素養目標的達成；依據學生表現證據適時改進教學，促成素養提升。

【關鍵詞】CASES-T模型；酸堿鹽；同課異構；教學設計；核心素養

《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）在課程理念中提出，創設真實問題情境，倡導“做中學”“用中學”“創中學”［1］3。初三化學第二學期近一半的教學時間是復習課，傳統復習模式一般是“梳理—記背—做題—考試”，如此循環往復，教師教得無趣，學生學得無味。新課標理念如何落地課堂，基于核心素養的教學設計是關鍵。作為“研課”的一種主要形式，同課異構深受當下教研人員和一線教師的歡迎［2］。同課異構的教研方式，有利于教師反觀課堂，如不同教師對同一課題教學設計有哪些不同，這些不同背后折射出教師怎樣的學科理解，這對提升核心素養導向的課堂教學設計能力有何啟示等。本文基于CASES-T模型，對兩位教師（教師1和教師2）的初中化學“酸堿鹽的化學性質”復習課的設計與實施進行比較與分析，以期更好地指導教學。

一、基于CASES-T模型的教學設計分析

教師在進行教學設計時，需要考慮教學包含哪些要素，這些要素之間如何相互作用，以發展學生的化學核心素養。依據化學教學系統模型（CASES-T模型）（如圖1），教學設計自下而上分為學習層、教學層和目標層三個層次。學習層回答學生學什么（內容）、怎么學（活動）、在什么氛圍下學（情境）和學得怎么樣（評價）；教學層通過教學策略要素來發揮教師在教學中的能動作用，體現了教師的主導地位；目標層指通過學習層與教學層的相互作用來達成教學目標。［3］

基于以上對教學設計要素的認識，教師有沒有制訂素養立意的教學目標，運用什么樣的教學策略促進素養立意教學目標的達成，有沒有發揮內容、活動、情境和評價等學習系統要素的素養發展功能，是教學設計需要重點關注的方面。

二、兩位教師教學設計的比較與分析

（一）教學目標

“酸堿鹽的化學性質”屬于新課標的“物質的性質與應用”學習主題。新課標對此內容的學業要求是能檢驗溶液的酸堿性，能基于真實問題情境，依據常見物質（酸堿鹽）的性質，初步分析和解決相關的綜合問題。［1］20 -21新課標對此內容的學業質量描述是能舉例說明物質組成、性質和用途的關系；能從宏觀、微觀、符號相結合的視角說明物質變化的現象和本質；能根據相關問題的需要，運用物質檢驗的一般思路與方法，設計簡單的實驗探究方案。［1］37-38教師制訂教學目標需體現以上要求。基于此，筆者對兩位教師制訂的教學目標進行了比較（見表1）。

由表1可知，從素養立意的五維課程內容，即大概念（B）、核心知識（C）、思路與方法（M）、重要態度（A）、重要實踐（P）來看，教師2期望學生建構的大概念（B）——“物質分類（組成）決定性質、性質決定應用”及學會的思路與方法（M）——“宏—微—符”三重表征，教師1均未涉及。從教學目標的可觀測性看［4］，教師1制訂的教學目標比較泛化，例如第2條，沒有指出要檢驗什么物質，也沒有明確要建立的是混合物體系中物質檢驗的模型；第4條目標的表述更像課程目標，不是課時目標。從教學目標的分類看［5］，教師1的表述以建構性目標（第1、第3、第5、第6條）為主；教師2主要以遷移性目標“能用……表征”“能設計……”“能用圖示……”為主。兩位教師對教學目標的不同定位，折射出教師對“教（學）什么、為什么教（學）、教（學）到什么程度、怎么知道教（學）會了”理解的偏差。

（二）教學策略

教學策略的選擇和運用是保證學習系統有效運作的關鍵。新課標倡導的教學策略主要有實施簡單的綜合問題解決活動、設計多樣化的高階思維活動、運用多樣化的教學方式。本節課中，兩位教師都擬嘗試以學生生活中熟悉的美食——皮蛋為素材，通過實驗探究的方法，解決皮蛋中蘊含的化學問題，如皮蛋顯堿性的解釋及檢驗，皮蛋泥料浸出液的成分推測及檢驗，達到復習初中化學核心知識（酸堿鹽的化學性質）的教學目的。相比教師1設計的活動——檢驗皮蛋泥料浸出液中含氫氧化鈣還是碳酸鈉，教師2更加注重真實情境下復雜問題解決的活動設計，如分析皮蛋泥料浸出液的成分（一定有什么，可能有什么），如何檢驗浸出液中含碳酸鈉（混有氯化鈉和氫氧化鈉），如何檢驗浸出液中含氫氧化鈉（混有氯化鈉和碳酸鈉），如何建構混合物體系中物質檢驗的認知模型等；更加關注除證據與推理外的符號與表征、分類與概括、模型與解釋等多樣化的思維活動設計，同時注重運用課堂學習評價設計，適時改進教學。可見，教師2更加善于通過情境內容化、內容問題化、問題活動化、活動思維化的設計策略，更好地達成素養立意的教學目標。

（三）學習系統

依據CASES-T模型，化學教學設計應注重學習內容、學習活動、學習情境和學習評價等學習系統要素的素養發展功能設計。對學習內容的設計，教師2通過酸堿鹽的化學性質和物質的檢驗具體知識的復習，更加注重凝練大概念，引導學生認識利用物質性質解決實際問題的價值，發揮知識的素養作用。對學習情境的設計，兩位教師均注重學習情境創設的真實性和啟迪性，均給學生展示皮蛋的商品標簽，通過商品標簽中的配料表引發學生對皮蛋泥料浸出液成分的探索和檢驗，激發學生學習化學的興趣。

對學習活動的設計，王磊認為學科能力活動是知識轉化為能力素養的重要途徑，學科能力活動包括學習理解（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（C1復雜推理、C2系統探究、C3創新思維）。［6］基于此，根據本節課的核心學習任務“皮蛋泥料浸出液成分的判斷及驗證”，教師1設計的學生活動有根據信息書寫化學方程式（A2），推斷皮蛋泥料浸出液成分并解釋（B2），設計實驗方案檢驗氫氧化鈣或碳酸鈉（B3）。在此基礎上，教師2設計的學生活動還有判斷復分解反應及發生條件（A1），根據反應過程微觀圖示說出復分解反應發生的微觀本質（A2），評價并修正物質檢驗方案的合理性（A3），設計實驗檢驗皮蛋泥料浸出液含碳酸鈉、無氫氧化鈣，一定有氯化鈉和氫氧化鈉（C1），補充混合物體系物質檢驗一般思路的圖示（A2）。關于皮蛋起源、營養和吃法的教學環節，教師1設計的活動方式是師講生聽（A1），教師2采取的是學生課前分組準備（A1），課上小組匯報、教師補充修正（A2）的方式。綜上可以看出，教師2設計了更為豐富的學科能力活動，多次開展推理預測、概括關聯、分析評價、模型解釋等高階思維活動，體現了較高的知識素養化學科能力活動設計水平。

對學習評價的設計，兩位教師在課堂上均注重收集學生的課堂活動表現，多次采取“師問—生答—師評”或投屏的方式展示學生的學習成果，診斷學生的核心素養達成情況。不同的是，教師1對學生提出的皮蛋泥料浸出液中碳酸鈉檢驗方法的評價，僅限于對碳酸鈉具有化學性質特征現象的評判，忽略了混合物體系中氫氧化鈉對檢驗碳酸鈉的干擾。教師2的評價設計更聚焦教學目標的達成度。如關于物質檢驗的建模的教學目標，教師1采取的評價方式是師講生聽，教師2則對學生課前課后的表現情況進行了對照，彰顯了大概念建構的核心素養發展水平。此外，教師2通過布置課外長作業——自制皮蛋并展示，評價方式由課內延伸到課外，促進了學生核心素養的融合發展和創新意識的培養。

三、對提升核心素養導向的課堂教學設計能力的啟示

（一）增強化學學科理解，凝練教學內容的素養發展功能

同課異構教學設計體現出教師對化學學科理解的差異，這種差異影響素養立意教學目標的制訂。化學學科理解是教師對化學學科知識及其思維方式和方法的一種本原性、結構化的認識。基于化學學科理解，教師需要抽提出教學內容要解決的學科本原性問題，分析認識視角和認識思路，建立概念的層級結構，發展學生的學科核心素養。本節課的復習內容是酸堿鹽的化學性質，要解決的學科本原性問題是物質的組成（類屬）、性質、應用之間的關系，認識視角是物質的類屬，認識思路是基于物質類屬具有性質表現的特征現象確定物質的成分，要建構的大概念是物質的組成（類屬）決定性質，性質決定應用，核心概念是酸堿鹽的化學性質和物質的檢驗，基本概念是酸堿鹽的組成，堿和指示劑（酸、鹽、非金屬氧化物）的反應，鹽和酸（鹽）的反應。

基于以上認識，本節課的素養發展功能是通過皮蛋泥料浸出液中物質成分檢驗的探究實踐（P），形成利用酸堿鹽化學性質（C）呈現的特征現象，檢驗混合物體系中物質成分的一般認識思路（M），建構物質的組成（類屬）決定性質，性質決定應用的化學觀念（B），讓學生感受化學為創造人類美好生活所做的重大貢獻，增強學生的社會責任感（A）。此外，適切的素養目標的制訂還需要考慮達成的可觀測性。

（二）規劃學科實踐活動，促進素養目標的達成

核心素養的形成是通過活動實現的，用學科知識解決陌生情境中真實問題的活動（C1）是判斷核心素養是否形成的重要依據。因此，在教學中，教師注重規劃多樣化的學科能力活動，有助于學生的思維進階，促進素養目標的達成。本節課中，教師可以先讓學生品嘗皮蛋，發現真實問題：為什么皮蛋有澀味，皮蛋是誰發明的，用什么原料，是怎樣制作的，原料有什么功能，怎么吃皮蛋更科學等。然后將真實問題轉化為預測皮蛋泥料浸出液中的物質成分（B2），并設計實驗（B3）進行檢驗。學生通過親身經歷檢驗皮蛋泥料浸出液顯堿性（B3），閱讀商品標簽（A1），書寫化學方程式（A2），解釋為什么顯堿性（B1），以及檢驗泥料浸出液含碳酸鈉（混有氯化鈉和氫氧化鈉）和氫氧化鈉（混有氯化鈉和碳酸鈉）等學科綜合問題解決（C1），獲得對酸堿鹽化學性質的深刻理解，發展了證據推理的化學思維，逐步形成混合物體系中物質檢驗的一般認識思路（A3），建構了物質類屬、性質、應用三者之間的關系，形成學科觀念，感受到合理利用化學物質對創造美好生活的重要作用。此外，教師可以布置課外實踐性作業，如讓學生在家里與家人自制皮蛋。這種方式相比課堂上“照方抓藥”倉促完成，更能發展學生的系統思維，培養學生多視角分析、解決實際問題的能力。

（三）依據學生表現證據適時改進教學，促成素養提升

怎么知道學會了，新課標倡導基于學生重要活動的表現性評價，進行有針對性的教學指導。據此，在課堂上，教師要善于捕捉、收集學生的表現證據并適時投屏開展評價，調整教學方案，分析學生的思維水平，適時改進教學，促進素養提升。比如，本節課檢驗皮蛋泥料浸出液中的碳酸鈉（混有氯化鈉和氫氧化鈉），教師可以通過展示評價學生設計方案的合理性，診斷學生是否具有基于類屬認識鹽的化學性質的素養水平，是否形成性質決定應用的學科觀念，是否形成檢驗混合物體系中物質成分的一般認識思路。同時，可以采取適時追問的方式轉變學生錯誤的前概念，對比學生課前課后對同一問題的表現差異，診斷學生是否掌握方法，形成解決問題的思路。如此，通過思維水平表現證據為進一步改進教學提供依據。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部. 義務教育化學課程標準（2022 年版）［M］. 北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］喻平. 對“同課異構”的解析［J］. 中小學課堂教學研究，2016（1）：16-19.

［3］義務教育化學課程標準修訂組. 義務教育化學課程標準（2022 年版）解讀［M］. 北京：高等教育出版社，2022.

［4］楊玉琴. “教、學、評一體化”下的目標設計與達成：基于 2017 版課標附錄案例的批判性思考［J］. 化學教學，2020（9）：3-9.

［5］鄭長龍. 核心素養導向的化學教學：義務教育化學教學改革的新方向［J］. 課程·教材·教法，2022（9）：41-46.

［6］王磊，等. 基于學生核心素養的化學學科能力研究［M］. 北京：北京師范大學出版社，2017.