學(xué)習(xí)進階在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

蔡藝戀

摘 要：研究學(xué)習(xí)進階以便更好地理解學(xué)習(xí)進階。以化學(xué)概念“氧化還原反應(yīng)”為例，在學(xué)習(xí)、理解、領(lǐng)會學(xué)習(xí)進階的理論基礎(chǔ)上，通過研究化學(xué)教材、化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，進而提出化學(xué)中“得氧失氧”“化合價升降”“電子轉(zhuǎn)移（或偏移）”學(xué)習(xí)進階的預(yù)期進階水平以及達成預(yù)期學(xué)習(xí)進階水平的路徑。研究學(xué)習(xí)進階在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，對于課堂教學(xué)的指導(dǎo)，以及學(xué)生學(xué)業(yè)成就的評價都有積極的作用。

關(guān)鍵詞：化學(xué)學(xué)習(xí)進階；氧化還原反應(yīng)；電子轉(zhuǎn)移

一、學(xué)習(xí)進階概述

2011年7月，美國國家研究委員會（NRC）發(fā)布《K一12年級科學(xué)教育框架：實踐、跨科學(xué)概念和核心概念》，這個文件的發(fā)布標(biāo)志著美國新一輪的教育改革開始了，此次改革明確提出按照學(xué)習(xí)進階（Learning Progression）的理念來促進學(xué)生掌握核心概念。美國希望通過研究學(xué)習(xí)進階來改變以往“廣而不深”的課程體系，打破課程、教學(xué)與評價不一致的局面，因此，學(xué)習(xí)進階成為近年來美國科學(xué)教育領(lǐng)域的研究熱點。學(xué)習(xí)進階是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)某一主題的過程中，從未接受教學(xué)，到開始學(xué)習(xí)，最后至完成此學(xué)習(xí)階段，學(xué)習(xí)者對于主題內(nèi)概念的想法與理解程度，逐漸精致化并趨于成熟的發(fā)展過程，是在一段時間內(nèi)，學(xué)生對于某一核心概念的學(xué)習(xí)進展情況和進步發(fā)展歷程。

二、學(xué)習(xí)進階的應(yīng)用舉例——以化學(xué)概念“氧化還原反應(yīng)”為例

基于學(xué)習(xí)進階的理論研究，以“氧化還原反應(yīng)”這個核心概念為例，探討學(xué)習(xí)進階預(yù)期水平。

第一階段：人教版九年級化學(xué)上冊中經(jīng)常這樣來定義氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。在上冊第二單元課時1《空氣》和課時2《氧氣》中通過三個實驗：紅磷與空氣反應(yīng)，硫與氧氣反應(yīng)，鐵與氧氣反應(yīng)，在這三個反應(yīng)中有一個共同特點：它們都是物質(zhì)與氧發(fā)生的反應(yīng)。這類反應(yīng)屬于氧化反應(yīng)。氧氣在氧化反應(yīng)中提供氧，它具有氧化性。第六單元課時1《金剛石、石墨和C60》中，通過木炭與氧化銅反應(yīng)，生成銅和二氧化碳。在這個反應(yīng)里，氧化銅失去氧而變成單質(zhì)銅。這種含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)。木炭是使氧化銅還原為銅的物質(zhì)，它具有還原性。在九年級化學(xué)中我們把氧化還原反應(yīng)分成兩部分來進行教學(xué)，主要從得氧和失氧的角度來傳授這個知識點。

第二階段：蘇教版必修1專題1第一單元第一節(jié)《物質(zhì)的分類與轉(zhuǎn)化》中，通過鐵在硫酸銅溶液中的反應(yīng)，生成硫酸亞鐵和銅。在這個反應(yīng)中，F(xiàn)e轉(zhuǎn)化為Fe2+，鐵元素的化合價升高；Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu，銅元素的化合價降低。像這樣有元素化合價發(fā)生變化的反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng)。在這部分知識的教學(xué)中，知識水平要求：學(xué)生能夠分析所給的化學(xué)反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)還是非氧化還原反應(yīng)。

例如，請分析以下四個反應(yīng)屬于四種基本反應(yīng)類型中的哪一種，并判斷是否是氧化還原反應(yīng)。

1.2Na+Cl2=2NaCl

2.CaCO3=CaO+CO2↑

3.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

4.HCl+NaOH=NaCl+H2O

第三階段：蘇教版必修1專題2第一單元第三節(jié)《氧化還原反應(yīng)》中以2Na+Cl2=2NaCl為例，鈉原子失去一個電子形成穩(wěn)定的電子結(jié)構(gòu)，鈉元素的化合價由0升高到+1；同時，氯分子中的氯原子得到鈉原子失去的一個電子，也形成穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，氯元素的化合價由0降低到-1。在反應(yīng)過程中，鈉原子與氯原子之間發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致鈉元素與氯元素的化合價發(fā)生改變。得出定義：有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)。即氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。在氧化還原反應(yīng)中，失去電子的物質(zhì)是還原劑，還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)，表現(xiàn)出還原性；得到電子的物質(zhì)是氧化劑，氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，表現(xiàn)出氧化性。在這部分知識的教學(xué)中，知識水平要求：能夠完成雙線橋法分析電子轉(zhuǎn)移情況，并能指出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。

例如，分析下列反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，并指出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。

1.Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu

2.MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O

從教材安排上來看，氧化還原反應(yīng)根據(jù)學(xué)習(xí)進階，先從宏觀角度得氧失氧來分析；再從表面的元素化合價的改變來分析；最后從微觀角度電子轉(zhuǎn)移來分析。在后面的教材中不斷地應(yīng)用到氧化還原反應(yīng)，比如，在必修2的電化學(xué)部分各電極的反應(yīng)尤為突出。這樣的安排可以順應(yīng)學(xué)生的認知，教學(xué)效果更好。

三、學(xué)習(xí)進階在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的思考

學(xué)習(xí)進階在西方科學(xué)教育領(lǐng)域已成為一個研究熱點?；瘜W(xué)學(xué)習(xí)進階的研究、應(yīng)用與實踐也應(yīng)該得到重視，我們應(yīng)該認識到學(xué)習(xí)進階在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用價值。

1.學(xué)習(xí)進階對于課堂教學(xué)具有指導(dǎo)作用

教師可以圍繞核心概念展開教學(xué)，建構(gòu)核心概念的學(xué)習(xí)進階能為學(xué)生提供掌握核心概念的學(xué)習(xí)路徑，通過掌握進階維度所涉及的更廣闊的核心概念逐步理解化學(xué)學(xué)科的基本知識框架。學(xué)習(xí)進階中的進階水平及相應(yīng)的學(xué)生學(xué)業(yè)表現(xiàn)清晰地描述了學(xué)生知識發(fā)展的一般性路徑，能使教師通過學(xué)習(xí)進階預(yù)測學(xué)生的前進方向，判斷學(xué)生目前所處的具體位置，以便為學(xué)生學(xué)習(xí)知識建立切實可行的行動指南。學(xué)習(xí)進階中的水平層次往往代表學(xué)生在理解概念時容易出現(xiàn)錯誤理解的地方，教師可以根據(jù)學(xué)習(xí)進階來關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)難點，以便選擇合適的教學(xué)方法幫助學(xué)生更順利地到達更高的概念理解水平。

2.學(xué)習(xí)進階有利于改善學(xué)生學(xué)業(yè)成就的評價

我國對于學(xué)生學(xué)業(yè)成就的評價方式主要是通過考試，而這種形式很難了解到學(xué)生學(xué)習(xí)過程的具體情況，即評價方式是終結(jié)性評價而不是形成性評價。這種形式只能判斷學(xué)生達到學(xué)習(xí)目標(biāo)與否，很難對學(xué)生的思維過程進行評價。此時，教師可以通過比較學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)與學(xué)習(xí)進階中的進階水平，就可以很清楚地了解學(xué)生處在起點與最終要到達的目標(biāo)之間的那個位置，追蹤學(xué)生的核心概念發(fā)展水平，這樣可以評價學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，實現(xiàn)形成性評價。形成性評價使學(xué)生“從被動接受評價轉(zhuǎn)變?yōu)樵u價的主體和積極參與者”，這正是教育的目的所在。

參考文獻：

姚建欣，郭玉英.為學(xué)生認知發(fā)展建模：學(xué)習(xí)進階十年研究回顧及展望[J].教育學(xué)報，2014（5）.

編輯 溫雪蓮