基于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的主題式教學(xué)設(shè)計實踐探索

鄧小進

摘要：以復(fù)習(xí)課“化工流程題”為例，通過感知工業(yè)生產(chǎn)，賞析高考試題，體悟解題策略三個教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生感知真實有用的化學(xué)。期望通過主題式教學(xué)設(shè)計的實踐探索，更好地發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)設(shè)計;化工流程;核心素養(yǎng);主題式教學(xué)

文章編號：1008-0546（2018）12-0055-04中圖分類號：G633.8文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2018.12.018

一、設(shè)計思想

1.研究背景

隨著“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”的發(fā)布和“化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”的界定，如何在高三復(fù)習(xí)中發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)成為研究和創(chuàng)新實踐的主題。而江蘇高考第16題化工流程題在高考中區(qū)分度高。究其原因是情境新，信息量大，知識綜合應(yīng)用能力要求高。如何把“實際問題解決”和“發(fā)展學(xué)生素養(yǎng)”有機結(jié)合起來，筆者試圖通過賞析“鋁土礦”為情境的化工流程題，建立問題解決的模型，達成學(xué)生能力和素養(yǎng)的提升。

2.設(shè)計思路

（1）教學(xué)目標(biāo)

基于江蘇化學(xué)卷“厚基礎(chǔ)、重實踐、提能力”的特色，著眼核心素養(yǎng)，制定了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)：

①以鋁土礦為載體，理解化學(xué)反應(yīng)原理，能書寫新情境下的化學(xué)反應(yīng)方程式。

②通過實驗探究、自主互助、交流討論、反思評價等活動，建立問題解決模型，提升信息加工處理及知識綜合運用能力。

③通過賞題、審題、做題、講題、命題等過程，體悟真實、有用的化學(xué)。

（2）重點、難點

重點：①信息加工處理的一般方法。

②實驗探究的一般方法。

③建立解化工流程題的模型。

難點：認識試題特點，歸納解題策略，感悟命題思想。? 本節(jié)課從感知真實的化工生產(chǎn)出發(fā)，通過鏈接課本，真題賞析、拓展研究、交流分享、資料鏈接、命題體驗等活動來提升學(xué)生的能力和素養(yǎng)，期望實現(xiàn)重、難點的突破。

（3）教學(xué)流程（圖1）

本節(jié)課通過觀看化工生產(chǎn)視頻導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生興趣，引發(fā)學(xué)生思考。從化工生產(chǎn)流程過渡到課本中鋁土礦提取鋁以及2017年高考題中的流程。通過對比研究流程中的不同和共同之處來認識試題特點。不同之處在堿溶后試題中加NaHCO3溶液（課本中通CO2）生成Al（OH）3。通過做（2）（4）兩小問重構(gòu)信息處理的一般方法，同時感受工業(yè)生產(chǎn)中通過資源循環(huán)利用達到效益最大化。共同之處在于流程中都采取了堿溶和電解氧化鋁產(chǎn)生鋁的方法。深入分析發(fā)現(xiàn)試題中堿溶時并不是課本中所學(xué)情況，引發(fā)認知沖突，轉(zhuǎn)變認識。這時候進行拓展研究鋁與酸（鹽酸和硫酸）的反應(yīng)。在研究中重構(gòu)實驗探究的一般方法及在問題解決中優(yōu)化信息的呈現(xiàn)形式的重要性。之后完成（1）（3）兩小問，感受試題中反映了真實的化學(xué)。通過自主完成第5小問后的交流與討論，形成解決化工流程題的模型。在對2017年高考題完成賞題、審題、做題、講題之后進行歸納和小結(jié)試題特點以及解題策略。課后再進行自主命題體悟化工生產(chǎn)與化學(xué)反應(yīng)的聯(lián)系，提升能力和素養(yǎng)。

二、課堂實錄

環(huán)節(jié)一：感知工業(yè)生產(chǎn)

【導(dǎo)入】觀看鋁土礦提取鋁的工業(yè)生產(chǎn)視頻

【問題1】你有什么問題？

【學(xué)生】S1：破壞了環(huán)境（社會責(zé)任）;S2：建議氧化鋁和鋁聯(lián)合生產(chǎn)（效益）;S3：工藝要改進（核心反應(yīng)）;S4：可以開發(fā)新原料（創(chuàng)新思想）;S5：質(zhì)疑氧化鋁的生成（質(zhì)疑精神）;……

【教師】該視頻中化工流程的呈現(xiàn)形式是什么？

【學(xué)生】設(shè)備為主線。

【教師】課本中鋁土礦提取鋁的流程大家還有印象嗎？

【投影圖片】展示課本中鋁土礦提取鋁的流程。

【教師】流程的展示形式是什么？

【學(xué)生】實際操作為主線。

設(shè)計意圖：通過視頻觀看，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，感知化工生產(chǎn)工藝，讓學(xué)生體會化學(xué)是真實有用的。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注視頻中化工流程的表現(xiàn)形式（設(shè)備），過渡到課本中的化工流程圖（操作），為下面環(huán)節(jié)研究試題中的化工流程做好鋪墊。

環(huán)節(jié)二：賞析高考試題

【教師】教材中的流程與高考題中的流程的主線反應(yīng)有什么不同之處？

【學(xué)生】不同之處在堿溶后試題中加NaHCO3溶液（課本中通CO2）生成Al（OH）3。

【教師】請完成試題（2）（4）兩小問。

【教師】電解Ⅱ設(shè)計的目的是什么？

【學(xué)生1】NaHCO3可以循環(huán)利用，提高效益。

【教師】有補充嗎？

【學(xué)生2】還有NaOH。

【教師】展示電解方程式。

【投影】新情境方程式書寫 = 一般方法+試題目的。

【教師】交流討論（2）的解題過程。

【交流分享】

【學(xué)生1】NaHCO3溶液顯堿性導(dǎo)致溶液pH增大。

【學(xué)生2】NaHCO3和NaAlO2生成Na2CO3和Al（OH）3沉淀，NaAlO2溶液堿性強于Na2CO3溶液，可見溶液pH減小。

【學(xué)生3】第一步堿溶的時候NaOH應(yīng)該過量，NaHCO3應(yīng)該先和NaOH反應(yīng)，導(dǎo)致溶液pH減小。

【教師】非常好，第二問中信息非常多，信息素養(yǎng)越高，解題才能越精準。

【投影】信息處理加工方法（圖2）

設(shè)計意圖：讓學(xué)生在做題中感受工業(yè)生產(chǎn)中的循環(huán)利用，感悟到試題的真。在方程式書寫環(huán)節(jié)讓學(xué)生感受到基礎(chǔ)（一般方法）的重要性，同時要讀懂題目設(shè)計的意圖，兩者缺一不可。第二問信息量大，在學(xué)生交流討論環(huán)節(jié)中逐步形成信息加工處理的一般方法。

【教師】教材中的流程與高考題中的流程的主線反應(yīng)有什么相同之處？

【學(xué)生】都是堿溶法，都是電解氧化鋁制鋁。

【追問】堿溶時反應(yīng)是什么？

【學(xué)生1】氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)。

【學(xué)生2】堿溶時還有SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。

【追問】溶解時呢？

【學(xué)生】靜悄悄，學(xué)生陷入了沉思。

【教師】化工生產(chǎn)中涉及的反應(yīng)比較復(fù)雜，我們的經(jīng)驗不一定正確，具體問題要具體分析，要學(xué)會證據(jù)推理，下面我們利用微型實驗盒來探究我們比較熟悉的鋁與酸（鹽酸、硫酸）的反應(yīng)。

【學(xué)生】教室熱鬧起來，不少人準備動手。

【教師】停，大家知道實驗探究的一般方法嗎（圖3）？

【學(xué)生】靜悄悄，學(xué)生陷入思考。

【投影】

【教師】大家來講講有什么現(xiàn)象，依據(jù)是什么？

【學(xué)生1】有氣泡產(chǎn)生，因為會生產(chǎn)氫氣。

【學(xué)生2】開始可能沒什么現(xiàn)象，因為鋁表面有一層致密的氧化膜。

【學(xué)生】開始做實驗。

【交流分享】

【學(xué)生1】硫酸幾乎不反應(yīng)，鹽酸開始也不反應(yīng)，后來反應(yīng)了，越來越劇烈。

【追問】解釋下。

【學(xué)生】硫酸不反應(yīng)是因為氧化膜的原因，鹽酸可能是氯離子和鋁離子的配位作用。

【投影】

【教師】如果我這樣表達（圖4）是不是很清楚？

【學(xué)生】齊聲說是。

【教師】了解信息呈現(xiàn)形式（圖5），選擇哪種形式很關(guān)鍵。

【投影】

【教師】證實猜想，我們還可以進行文獻研究。

【教師】知網(wǎng)搜索氯離子對金屬及其化合物與酸溶液反應(yīng)的影響。

設(shè)計意圖：通過鋁土礦堿溶過程中二氧化硅和堿的反應(yīng)，引發(fā)學(xué)生的認知沖突。通過探究鋁與酸的反應(yīng)（硫酸和鹽酸），重構(gòu)實驗探究的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生文獻檢索的意識。讓學(xué)生認識到實際工業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜性，引導(dǎo)學(xué)生尋找隱藏反應(yīng)，為下一個教學(xué)環(huán)節(jié)做鋪墊。

【教師】展示電解氧化鋁熔爐的圖片，請學(xué)生回答問題（3）。

【學(xué)生1】石墨電極可能參與了反應(yīng)，所以容易被消耗。

【學(xué)生2】關(guān)鍵信息是電解氧化鋁生成鋁和氧氣，在高溫下碳和氧氣反應(yīng)了，所以容易被消耗。

【教師】抓住了關(guān)鍵信息，圍繞了顯性信息，挖掘了隱藏信息。給你點個贊。

【教師】請完成第（5）小問。

【學(xué)生】做題。

【交流分享】

【學(xué)生1】核心信息是鋁和氮氣的反應(yīng)，隱藏反應(yīng)是氯化銨高溫下分解產(chǎn)生了氨氣和氯化氫氣體?？赡苁撬鼈儗Ψ磻?yīng)有促進作用。

【學(xué)生2】鋁表面有一層致密的氧化膜，應(yīng)該是氯化氫氣體有破膜效應(yīng)。

【教師】找到了隱藏的氧化膜，排除了干擾信息，很好！

【投影】

設(shè)計意圖：通過展示真實的熔爐的圖片，把學(xué)生從單一的文字信息帶到真實的化工生產(chǎn)。高溫條件下氧氣的產(chǎn)生，自然想到碳和氧氣的反應(yīng)。第五問中氯化銨的分解容易想到，產(chǎn)生了氨氣與反應(yīng)物氮氣好像有聯(lián)系，這是一個干擾信息。此時學(xué)生需基礎(chǔ)知識扎實，知道鋁表面存在氧化膜，想到氯化氫的破膜效應(yīng)。此題迎刃而解。通過這題引導(dǎo)學(xué)生建立解題模型（圖6），把復(fù)雜問題簡單化，找到解題策略。

環(huán)節(jié)三：體悟解題策略

【自主與互助】

【教師】請歸納化工流程題的特點。

【學(xué)生1】來自真實的化工生成;問題緊緊圍繞原理處理，核心反應(yīng)以及產(chǎn)品的分離和提純。

【學(xué)生2】化工流程題由三部分組成。

【學(xué)生3】化工流程表現(xiàn)由設(shè)備或者由操作構(gòu)成。

【追問】還可以有什么構(gòu)成嗎？

【學(xué)生4】還可以由主要反應(yīng)構(gòu)成。

【教師】很好！

【投影】

【教師】你覺得解決化工流程題有哪些策略？

【學(xué)生1】信息加工處理好;建立解題模型。

【學(xué)生2】瞄準核心反應(yīng)。

【學(xué)生3】要用經(jīng)驗，但不能被經(jīng)驗束縛。

【投影】

設(shè)計意圖：通過歸納試題特點，尋找解題策略活動，進一步鞏固知識和方法，同時為后面的自主命題做好鋪墊。

【小結(jié)提升】

【問題】工業(yè)生產(chǎn)關(guān)注哪些方面？

【學(xué)生1】工業(yè)生產(chǎn)關(guān)注環(huán)保，效益，安全。

【學(xué)生2】原材料，能耗，設(shè)備。

【問題】化學(xué)反應(yīng)研究哪些方面？

【學(xué)生1】反應(yīng)原理。

【學(xué)生2】速率，限度，條件等。

【學(xué)生3】操作，裝置。

【投影】

設(shè)計意圖：讓學(xué)生認識到工業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)的實現(xiàn)與化學(xué)反應(yīng)息息相關(guān)（圖7），引導(dǎo)學(xué)生認識到化學(xué)對社會進步的重要貢獻，同時為學(xué)生通過自主命題活動更好地理解化工流程題做好鋪墊。

【拓展視野】

【教師】比較拜耳法和堿石灰燒結(jié)法制備氧化鋁，看看你有什么發(fā)現(xiàn)？

【自主命題】

【教師】課后請根據(jù)題頭和題干，自主命制題支，并提供答案，要求立意高、設(shè)問巧、答案準。

設(shè)計意圖：通過比較兩種工藝流程，感受化學(xué)工藝，為實驗綜合題的復(fù)習(xí)做鋪墊，同時釋疑氧化鋁的產(chǎn)生，發(fā)展學(xué)生變化觀念與平衡思想的素養(yǎng)。通過嘗試命題，讓學(xué)生站在高考命題者的角度，感知情境，感受設(shè)問，感悟立意，從而提升能力和素養(yǎng)。

三、教學(xué)反思

“主題式復(fù)習(xí)”是通過精選素材，創(chuàng)設(shè)真實的情境，引發(fā)一系列的問題，開展相關(guān)的活動，在活動中重構(gòu)知識，轉(zhuǎn)變行為，提升學(xué)生的能力和素養(yǎng)。本節(jié)課圍繞2017年江蘇化工流程題，研究了試題的來源、特點以及解題策略。在教學(xué)過程中學(xué)生參與度高，問題分析的透，策略找的準，教學(xué)效果好。下面從三點具體談?wù)勼w會。

1.“主題式復(fù)習(xí)”促進了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)是一種基于高階思維的理解性學(xué)習(xí)。布盧姆等人在認知學(xué)習(xí)領(lǐng)域把教學(xué)目標(biāo)分為六個層次：識記、理解、應(yīng)用、分析、綜合和評價。第一和第二層次為淺層學(xué)習(xí)，后面幾個層次屬于深度學(xué)習(xí)。例如2017年高考流程題第5小問，如果告知學(xué)生鋁表面有氧化膜，氯化銨分解產(chǎn)生的氯化氫氣體會破壞氧化膜，學(xué)生都懂，但下次遇到問題依然無從下手。本節(jié)課則是通過一系列的問題培養(yǎng)學(xué)生的能力和素養(yǎng)，如在鋁與酸反應(yīng)實驗探究中讓學(xué)生先猜想，猜想的過程就是引導(dǎo)學(xué)生進行知識應(yīng)用的過程，現(xiàn)象出來以后的分析，讓學(xué)生感受信息的呈現(xiàn)形式會讓推理更清晰。在問題解決中通過學(xué)生及時評價優(yōu)化了信息加工處理的方法。到了解決復(fù)雜環(huán)境中的問題的時候?qū)W生就能夠處理好相關(guān)信息，順利解決問題。整節(jié)課將學(xué)科知識和方法鑲嵌于問題解決中，所有的問題都需要學(xué)生分析、比較和決策。這樣的學(xué)習(xí)顯然屬于深度學(xué)習(xí)。

2.“主題式復(fù)習(xí)”轉(zhuǎn)變了教師的教學(xué)行為

現(xiàn)在的高考模式化學(xué)已經(jīng)沒有太多的時間給學(xué)生多練，精講精練成了好多老師的選擇，然而結(jié)果往往是學(xué)生遇到復(fù)雜情境，運用化學(xué)知識進行綜合分析的能力跟不上。究其原因還是老師講得透，學(xué)生悟的少，識記多，理解少，更高階的思維過程則少之又少，學(xué)生的能力素養(yǎng)提升較慢。所以高三復(fù)習(xí)的走向由“多講多練”“精講精練”“少講多學(xué)”，復(fù)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變實際上是教師教學(xué)行為的轉(zhuǎn)變。“主題式復(fù)習(xí)”緊緊圍繞高考難點，精挑細選素材，用問題引領(lǐng)學(xué)生一步步解析高考試題，尋找解題策略，體悟命題思想。例如本節(jié)課化工流程，就選擇了“鋁土礦”的提取作為情境，把試題與真實、有用的化學(xué)緊密聯(lián)系在一起，通過自主互助、實驗探究等方法，找到了解題的策略，體悟到了命題的思想，提升了學(xué)生的能力和素養(yǎng)。

“主題式復(fù)習(xí)”從根本上轉(zhuǎn)變了教師的教學(xué)行為，教學(xué)設(shè)計讓學(xué)生更積極地參與課堂、一系列的問題把學(xué)生引向了深度學(xué)習(xí)，為高三復(fù)習(xí)課指明了方向。

3.“主題式復(fù)習(xí)”落實了學(xué)科的核心素養(yǎng)

本節(jié)課在觀看化工生產(chǎn)的視頻時就有同學(xué)提出氧化鋁的產(chǎn)生提出質(zhì)疑（拓展視野中有關(guān)照），并提出氧化鋁和鋁能不能聯(lián)合生產(chǎn)，提高效益。在鋁與酸的實驗探究過程中敢于大膽想象，結(jié)合已有知識提出鋁與鹽酸反應(yīng)會較快，這體現(xiàn)了很好的實驗探究與創(chuàng)新意識及變化觀念與平衡思想。在實驗現(xiàn)象出來后能用化學(xué)符號對比分析研究，得出結(jié)論。這體現(xiàn)了學(xué)生宏觀辨識和微觀探析素養(yǎng)。在高考題解決的過程中逐步形成了信息加工處理的一般方法，建立了解題的模型，這些過程都培養(yǎng)了學(xué)生證據(jù)推理與模型認知的素養(yǎng)。鋁土礦原材料的替代，提出對化工生產(chǎn)環(huán)境的改善，了解化學(xué)反應(yīng)與化工生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)等都發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)精神與社會責(zé)任。

整節(jié)課明線是鋁土礦提取鋁的化工流程，暗線是發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，進而使學(xué)生具備能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，本節(jié)課嘗試做到從虛擬走向真實，從學(xué)科走向?qū)W生，從經(jīng)驗走向科學(xué)，從教學(xué)走向教育。但由于自身能力素養(yǎng)有限，還有很多不足的地方，今后要多理解核心素養(yǎng)，多促進深度學(xué)習(xí)，多研究主題教學(xué)，多參加專題教研，以期教學(xué)相長。

參考文獻

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