例談高中化學(xué)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)

阮群

[摘 要]教學(xué)設(shè)計(jì)的重心由教案設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向?qū)W案設(shè)計(jì)，是“學(xué)習(xí)者為中心”的課堂教學(xué)的迫切要求；優(yōu)化學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)知識(shí)建構(gòu)，是學(xué)案設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則。以蘇教版化學(xué)2《化學(xué)反應(yīng)速率》的教學(xué)為例，闡述課堂學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)需要關(guān)注的四個(gè)方面：學(xué)情、適切性課題、平等對(duì)話(huà)和異?，F(xiàn)象。

[關(guān)鍵詞]學(xué)習(xí)環(huán)境；教學(xué)設(shè)計(jì)；化學(xué)反應(yīng)速率

[中圖分類(lèi)號(hào)] G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-6058（2018）29-0058-03

美國(guó)教育心理學(xué)家李舒爾曼曾說(shuō)：“課堂教學(xué)是人類(lèi)文明迄今最復(fù)雜、最具挑戰(zhàn)性、最精妙和令人膽怯的活動(dòng)?！闭n堂是教學(xué)改革的核心環(huán)節(jié)，從知識(shí)的傳遞到知識(shí)的建構(gòu)，其本質(zhì)是從“教的課堂”走向“學(xué)的課堂”。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，創(chuàng)設(shè)適合學(xué)生學(xué)習(xí)的環(huán)境是教師的職責(zé)，它直接關(guān)系到學(xué)生學(xué)習(xí)的品質(zhì)。課堂學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)可從學(xué)情、適切性課題、平等對(duì)話(huà)、異?，F(xiàn)象四個(gè)方面切入。下面以蘇教版化學(xué)2《化學(xué)反應(yīng)速率》的教學(xué)為例進(jìn)行說(shuō)明，以供大家參考。

一、關(guān)注學(xué)情，搭建學(xué)習(xí)支架（基礎(chǔ)）

有效的學(xué)習(xí)必須從引出知識(shí)的過(guò)程開(kāi)始，在有支撐的課堂境脈中形成。因此，教師必須充分地了解學(xué)生參與學(xué)習(xí)之前的知識(shí)背景、技能與興趣，引導(dǎo)學(xué)生在既有知識(shí)與新的學(xué)習(xí)課題之間架起自己的支架。高一學(xué)生對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素已有初步認(rèn)識(shí)，因此適當(dāng)調(diào)整和豐富教學(xué)目標(biāo)成為必然。課本實(shí)驗(yàn)以其合理的設(shè)計(jì)、明顯的現(xiàn)象、簡(jiǎn)易的操作等特點(diǎn)成為課堂教學(xué)的重要資源，但多數(shù)課本實(shí)驗(yàn)仍為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，“照方抓藥做實(shí)驗(yàn)→記錄現(xiàn)象→得出結(jié)論”的學(xué)習(xí)過(guò)程看似在“做中學(xué)”，實(shí)則無(wú)法擺脫被動(dòng)學(xué)習(xí)的束縛，所以合理選取和開(kāi)發(fā)課本實(shí)驗(yàn)成為關(guān)鍵。本節(jié)課的開(kāi)始環(huán)節(jié)，教師通過(guò)演示課本實(shí)驗(yàn)“催化劑及溫度對(duì)過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的影響”，使學(xué)生體會(huì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的重要性，初步建立變量控制思想，為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)活動(dòng)提供了有力支撐。

教學(xué)片段一

【設(shè)問(wèn)】哪些因素會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)的快慢？通過(guò)哪些現(xiàn)象可以判斷化學(xué)反應(yīng)的快慢？（學(xué)生回答）

【過(guò)渡】這些在學(xué)習(xí)生活中積累的直觀(guān)認(rèn)識(shí)是否具有普遍性？今天我們通過(guò)H2O2的相關(guān)實(shí)驗(yàn)做進(jìn)一步探索。

【演示實(shí)驗(yàn)一】試管中放入H2O2（4%）約5 mL，觀(guān)察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)意圖：讓學(xué)生領(lǐng)悟到反應(yīng)快慢由反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定。

【師生交流】無(wú)明顯現(xiàn)象，一方面說(shuō)明H2O2（4%）在室溫下比較穩(wěn)定，另一方面說(shuō)明反應(yīng)快慢由反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定。

【演示實(shí)驗(yàn)二】試管中放入H2O2（4%）約5 mL，加少量MnO2粉末，觀(guān)察現(xiàn)象；迅速將試管中的混合物一分為二，將其中一支試管置于熱水中加熱，觀(guān)察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)意圖：建立控制變量思想，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作示范。

【師生交流】有大量氣泡，說(shuō)明催化劑MnO2能加快反應(yīng)；置于熱水中氣泡冒得更快，說(shuō)明溫度升高，反應(yīng)加快。設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的：說(shuō)明溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。

【反思完善】反思及修正學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案（方案設(shè)計(jì)為前置作業(yè)）

小結(jié)：合理選取并演示課本實(shí)驗(yàn)，除了規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作外，還應(yīng)重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)的意義及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的啟示，進(jìn)而對(duì)自己預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行反思與修正，夯實(shí)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境的基礎(chǔ)。

二、精選課題，優(yōu)化學(xué)習(xí)途徑（關(guān)鍵）

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)，研究化學(xué)規(guī)律的重要載體，若僅僅停留在觀(guān)察現(xiàn)象、得出結(jié)論這種淺層次的參與上，將難以激發(fā)學(xué)生的潛能和創(chuàng)造力。設(shè)計(jì)“學(xué)習(xí)者為中心”的學(xué)習(xí)環(huán)境，教師的核心任務(wù)是尋找適切性課題，把教材內(nèi)容與要求以及相關(guān)教學(xué)資源轉(zhuǎn)化為具有目標(biāo)性、建構(gòu)性和可操作性的學(xué)生活動(dòng)，在學(xué)科內(nèi)容與學(xué)生之間架起橋梁，真正讓學(xué)生參與其中。另外，適切性課題要與學(xué)生原有的知識(shí)與能力有一定的關(guān)聯(lián)性與超越性。這樣的學(xué)習(xí)活動(dòng)基于學(xué)生的知識(shí)與興趣，能在挑戰(zhàn)與挫折中維持一種微妙的平衡，充分刺激學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)欲望。如本節(jié)課的開(kāi)始環(huán)節(jié)，選取課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示，就是將教材資源轉(zhuǎn)化為學(xué)生的知識(shí)與技能儲(chǔ)備，在此基礎(chǔ)上展開(kāi)課本實(shí)驗(yàn)的再開(kāi)發(fā)是尋找適切性課題的有效途徑。將課題研究通過(guò)暗藏思維變量的問(wèn)題情境呈現(xiàn)，可豐富教學(xué)目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)欲望，優(yōu)化課堂學(xué)習(xí)環(huán)境，促使學(xué)生在自主探究中獲得真實(shí)的、刺激的、深刻的體悟。

教學(xué)片段二

【實(shí)驗(yàn)試劑與藥品】H2O2（1%）、H2O2（5%）、H2O2（15%）、0.4mol/L FeCl3溶液、新鮮土豆丁、熱水。

學(xué)生A組實(shí)驗(yàn)：

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹垦芯繚舛葘?duì)化學(xué)反應(yīng)快慢的影響。

【情景一】某學(xué)習(xí)小組準(zhǔn)備研究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)快慢的影響，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：分別取1% H2O2、5% H2O2溶液各2mL于試管1、試管2中，對(duì)比觀(guān)察，結(jié)果實(shí)驗(yàn)效果不理想，三組實(shí)驗(yàn)記錄如表1所示。你能想辦法幫助他們?nèi)〉美硐氲膶?shí)驗(yàn)效果嗎？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

學(xué)生B組實(shí)驗(yàn)：

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹垦芯看呋瘎?duì)化學(xué)反應(yīng)快慢的影響。

【情景二】某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響顯著，又得知新鮮豬肝和土豆中含有H2O2酶，于是他們以15% H2O2溶液為研究對(duì)象，先觀(guān)察H2O2酶的催化效果，然后研究H2O2酶在何種情形下催化效果較好。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，他們較好地達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)記錄如表2，請(qǐng)?jiān)O(shè)想他們可能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。

小結(jié)：擺脫做課本實(shí)驗(yàn)時(shí)照方抓藥的習(xí)慣，將學(xué)生置于問(wèn)題情境中，教師充當(dāng)幫助者和設(shè)計(jì)者的角色，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性；適切性課題為學(xué)生創(chuàng)造了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境，有效增強(qiáng)了學(xué)生思維的厚度，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

三、平等對(duì)話(huà)，奏響共學(xué)樂(lè)章（橋梁）

課堂學(xué)習(xí)依托對(duì)話(huà)進(jìn)行，課堂中頻繁問(wèn)答的實(shí)質(zhì)是學(xué)生按照教師的預(yù)設(shè)做出的被動(dòng)應(yīng)答，不是真正的對(duì)話(huà)。只有學(xué)生認(rèn)識(shí)到“課堂是表達(dá)自己見(jiàn)解、傾聽(tīng)他人意見(jiàn)的場(chǎng)所，對(duì)錯(cuò)不是唯一評(píng)判的標(biāo)準(zhǔn)，激烈的爭(zhēng)論是課堂常態(tài)”，才能消除膽怯心理，敢于將自己的所見(jiàn)、所思、所想與人分享。由此可見(jiàn)，營(yíng)造平等對(duì)話(huà)的學(xué)習(xí)氛圍是構(gòu)建課堂學(xué)習(xí)環(huán)境的重中之重，它直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的品質(zhì)。如在本節(jié)課中，當(dāng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)入尾聲，課堂學(xué)習(xí)就自然轉(zhuǎn)入交流與分享環(huán)節(jié)，此刻教師若能以欣賞的姿態(tài)耐心傾聽(tīng)學(xué)生的心聲，在學(xué)生困惑迷茫時(shí)給予點(diǎn)撥與引導(dǎo)，一定能使課堂中各種不同的聲音交織成和諧的、令人驚喜的樂(lè)章，學(xué)生也能在思維的碰撞中學(xué)會(huì)反思、學(xué)會(huì)合作，從而促進(jìn)知識(shí)的有效建構(gòu)，生成更豐富的對(duì)話(huà)能力。

教學(xué)片段三

【師生交流】分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

（1）“情景一”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，說(shuō)明一個(gè)反應(yīng)的速率是由反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定的。

學(xué)生方案一：兩試管均滴加等量0.4 mol/L FeCl3溶液，從現(xiàn)象得出：反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快。[追問(wèn)：該實(shí)驗(yàn)是否暗藏其他影響因素？（催化劑）]

學(xué)生方案二：兩試管均置于同一熱水中，從現(xiàn)象得出：反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快。[追問(wèn)：該實(shí)驗(yàn)是否暗藏其他影響因素？（溫度）]

學(xué)生A組實(shí)驗(yàn)總結(jié)：濃度、溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率均有影響，且效果不同，因此反應(yīng)時(shí)需選擇合適的反應(yīng)條件。

（2）“情景二”研究的是H2O2酶在何種情形下催化效果較好。

學(xué)生方案一：將土豆丁一分為二，放入兩支試管中，并加入等量H2O2溶液，把試管1水浴加熱，試管2置于空氣中。（該方案旨在研究溫度對(duì)催化劑性能的影響，體現(xiàn)變量控制思想）

學(xué)生方案二：將土豆丁一分為二，放入兩支試管中，并加入等量H2O2溶液，將其中一支試管浸泡在沸水中。（該方案旨在研究溫度對(duì)催化劑性能的影響，體現(xiàn)對(duì)酶催化特性的關(guān)注）

學(xué)生方案三：將土豆丁一分為二，其中一份切成薄片，另一份直接放入試管中，加等量H2O2溶液。（該方案旨在研究接觸面積對(duì)催化劑性能的影響，不斷激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)潛能）

學(xué)生B組實(shí)驗(yàn)總結(jié)：催化劑的性能與許多因素有關(guān)，選擇變量時(shí)需關(guān)注催化劑的種類(lèi)、質(zhì)量、接觸面積、溫度等。

【過(guò)渡】上述實(shí)驗(yàn)或結(jié)論有沒(méi)有不足之處？若有，如何改進(jìn)？實(shí)驗(yàn)中是否有值得思考的現(xiàn)象或問(wèn)題？

【師生交流】①為防止偶然性，應(yīng)該多次、多樣實(shí)驗(yàn)。（普遍性）

②為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有說(shuō)服力，可定量測(cè)定。（精確性）

③是否反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率一定越快？（特殊性）

小結(jié)：從學(xué)生呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方案看，學(xué)生能夠較為熟練地運(yùn)用控制變量思想設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，且方案的多樣性令人驚喜；從對(duì)話(huà)進(jìn)程看學(xué)習(xí)品質(zhì)：從單因素變量切入到雙因素變量，從實(shí)驗(yàn)總結(jié)到反思，對(duì)話(huà)的層次呈現(xiàn)螺旋式上升的態(tài)勢(shì)。

四、巧借“異?！?，催生靈動(dòng)思維（點(diǎn)睛）

思維的靈動(dòng)性和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是化學(xué)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)必須考慮的因素。課堂上不同觀(guān)點(diǎn)間的矛盾、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的出人意料……這些“異?！眴?wèn)題的解決過(guò)程就是思維能力培養(yǎng)的過(guò)程。教師應(yīng)巧借“異?！?，掀起學(xué)生思維高潮。例如，酸性高錳酸鉀溶液與草酸（足量）的反應(yīng)，其速率及顏色變化的“異?！?，強(qiáng)烈刺激了學(xué)生的感官，激發(fā)了學(xué)生的求知欲。學(xué)生在不斷猜測(cè)與論證的過(guò)程中，錘煉了洞察力，開(kāi)拓了思維，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。

教學(xué)片段四

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】在4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液中加入2mL 0.1mol/L的H2C2O4溶液，引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察、發(fā)現(xiàn)、思考。

【交流分享】反應(yīng)現(xiàn)象：剛開(kāi)始的一段時(shí)間溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，之后迅速褪色。學(xué)生甲認(rèn)為是反應(yīng)放熱，溫度升高所致；學(xué)生乙不同意，他認(rèn)為若是反應(yīng)放熱，無(wú)法解釋有一段時(shí)間無(wú)明顯現(xiàn)象。（爭(zhēng)論一度陷入僵持）

【教師點(diǎn)撥】是否需要做實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證溫度的影響？能否從其他角度思考？

【師生交流】學(xué)生經(jīng)討論達(dá)成共識(shí)：一定還有其他影響因素。

【學(xué)生猜想】可能是催化劑，且應(yīng)該是生成物，估計(jì)是Mn2+。

【師生交流】設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明。首先選擇催化劑，比如MnCl2、MnSO4，誰(shuí)更合適？選擇MnCl2會(huì)引進(jìn)Cl- ；KMnO4酸化用的是H2SO4，因此選擇MnSO4對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)干擾。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】 在2支試管中均加入4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液，再同時(shí)加入2mL 0.1mol/L的H2C2O4溶液，其中一支試管加少量MnSO4固體。（現(xiàn)象明顯）

【發(fā)現(xiàn)問(wèn)題】由實(shí)驗(yàn)證明Mn2+ 是催化劑，可溶液顏色為何不是先變淺再褪色，而是變成了棕黃色？（引發(fā)討論）

【師生交流】猜測(cè)可能是催化劑參與反應(yīng)的結(jié)果，課后可以繼續(xù)研究。（將課堂向課外延伸）

小結(jié)：選擇現(xiàn)象異常、蘊(yùn)藏許多思維點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和訓(xùn)練學(xué)生思維靈活性的有效途徑。課堂上不同的聲音、偶爾的寂靜、剎那間的頓悟，促使學(xué)生不斷地進(jìn)行新知識(shí)的建構(gòu)和重構(gòu)，從而提升學(xué)生思維的廣度與深度。

總而言之，學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)的根本依據(jù)是課程標(biāo)準(zhǔn)，不同教學(xué)內(nèi)容采用的教學(xué)方法可能不同，但是課堂學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)關(guān)注的視點(diǎn)是不變的。學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)徹底打破了以教師、教科書(shū)為中心的教學(xué)狀態(tài)，凸顯教學(xué)的核心是學(xué)生的學(xué)習(xí)。教師只有努力創(chuàng)設(shè)最貼合學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)環(huán)境，才能激發(fā)學(xué)生的好奇心，點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花，使“學(xué)的課堂”順利、高效地展開(kāi)。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 鐘啟泉. 課堂研究[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2016.

[2] 葉佩玉. 名師成長(zhǎng)與教學(xué)創(chuàng)新[M].上海：上海遠(yuǎn)東出版社，2008.

[3] 潘海燕，何晶. 教師怎樣進(jìn)行反思與寫(xiě)案例和論文[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2009.

（責(zé)任編輯 羅 艷）