基于“教、學(xué)、評(píng)”一體化的“情境—任務(wù)”案例研究

田琪 劉江田

【關(guān)鍵詞】化學(xué)核心素養(yǎng);教學(xué)評(píng)一體化;教學(xué)案例

【中圖分類號(hào)】G633.8? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號(hào)】1005-6009（2019）19-0019-03

一、設(shè)計(jì)思想

基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)“教、學(xué)、評(píng)”一體化課堂教學(xué)模式，采用主題式“情境—任務(wù)”的形式，將化學(xué)知識(shí)邏輯、學(xué)生認(rèn)知發(fā)展、真實(shí)情境與問題、任務(wù)與活動(dòng)、表現(xiàn)與評(píng)價(jià)5個(gè)方面交織和融合，使得學(xué)科核心知識(shí)在情境中再建構(gòu)與創(chuàng)造。其中，學(xué)科知識(shí)與學(xué)科活動(dòng)是學(xué)科核心素養(yǎng)形成的兩翼，學(xué)科知識(shí)是學(xué)科核心素養(yǎng)形成的主要載體，學(xué)科活動(dòng)是學(xué)科核心素養(yǎng)形成的主要路徑。作為路徑的學(xué)科活動(dòng)，必須體現(xiàn)實(shí)踐性、思維性、自主性、教育性和學(xué)科性五大特性。這種教學(xué)模式倡導(dǎo)在真實(shí)情境下開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，在分析解決真實(shí)問題的過程中，使學(xué)生形成“變化觀念”“平衡思想”，培養(yǎng)他們的“創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度”和“社會(huì)責(zé)任”。具體如圖1所示。

“海水的綜合利用”是人教版高中化學(xué)必修二第四章第一節(jié)的內(nèi)容，以海水中物質(zhì)的提取和轉(zhuǎn)化為主要教學(xué)內(nèi)容。本節(jié)課根據(jù)新課標(biāo)要求選擇和整合教材內(nèi)容，以海水的綜合利用為素材，在真實(shí)情境任務(wù)中培養(yǎng)和評(píng)價(jià)化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，打通從知識(shí)技能到能力素養(yǎng)的“教、學(xué)、評(píng)”一體化通道。教學(xué)設(shè)計(jì)思路如圖2所示。

二、教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，學(xué)科問題融入生活實(shí)際。

【情境】展示鹽水動(dòng)力車——幾滴鹽水就能激活電池，產(chǎn)生動(dòng)力，引發(fā)學(xué)生聯(lián)想到海水電池的開發(fā)和利用。

（設(shè)計(jì)意圖：以鹽水動(dòng)力車的真實(shí)情境引入，聯(lián)想到海水電池，再到對(duì)海水成分的微觀探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，讓學(xué)生從宏觀上認(rèn)識(shí)物質(zhì)的變化、能量的轉(zhuǎn)化，從微觀上探析海水的組成，引導(dǎo)學(xué)生從宏微結(jié)合的視角分析解決問題的方法。）

2.溫故知新，感知物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的元素觀。

【情境】從元素守恒的視角探析粗鹽精制的實(shí)質(zhì)，利用流程圖作化學(xué)思維導(dǎo)圖，呈現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的思路和結(jié)構(gòu)化知識(shí)。

【任務(wù)】歸納粗鹽精制中物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律。

（1）宏觀辨識(shí)圖3中各步轉(zhuǎn)化的過程。

（2）微觀探析圖3中各步轉(zhuǎn)化的物質(zhì)組成。

（3）初步感知“原料”到“產(chǎn)品”的流程及物質(zhì)轉(zhuǎn)化的方法。

（設(shè)計(jì)意圖：對(duì)海水中鹽的開發(fā)和利用，自然聯(lián)想到我國(guó)具有悠久歷史的海水制鹽，從學(xué)生熟悉的粗鹽提純說起，目的是引導(dǎo)學(xué)生從宏微結(jié)合的視角，認(rèn)識(shí)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，構(gòu)建元素觀;同時(shí)以流程圖的形式外顯物質(zhì)轉(zhuǎn)化的思路，既為后續(xù)活動(dòng)設(shè)計(jì)和書寫工業(yè)生產(chǎn)流程圖做鋪墊，也為促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知思路的結(jié)構(gòu)化水平做準(zhǔn)備。）

3.方案設(shè)計(jì)，運(yùn)用“元素觀”實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。

【情境】食鹽不僅可以食用，還可以制備重要的化工原料——?dú)溲趸c（NaOH）。氫氧化鈉的用途極廣，用于生產(chǎn)紙、肥皂、染料、人造絲，冶煉金屬，石油精制，食品加工，木材加工，機(jī)械工業(yè)等方面。

【任務(wù)】以精制食鹽為原料制取氫氧化鈉：（1）用物質(zhì)變化觀念和元素守恒思想，設(shè)計(jì)“原料”到“產(chǎn)品”的物質(zhì)轉(zhuǎn)化路徑;（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)物，以綠色化學(xué)思想實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置向工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)。

（設(shè)計(jì)意圖：通過方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、方程式書寫和工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用四個(gè)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生從元素守恒的角度實(shí)現(xiàn)原料到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，從氧化還原的角度理解工業(yè)生產(chǎn)條件的選擇。再通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，給學(xué)生以直觀的感性認(rèn)識(shí)，體驗(yàn)運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的樂趣。最后，通過對(duì)氯堿工業(yè)中離子交換膜裝置的介紹，激發(fā)學(xué)生贊賞化學(xué)、體會(huì)化學(xué)科學(xué)對(duì)人類文明和社會(huì)發(fā)展的促進(jìn)作用。）

4.整合知識(shí)，表征化工生產(chǎn)流程。

【情境】鎂海水電池在軍事上已得到了廣泛應(yīng)用，魚雷的主電源用的就是Mg/PbO2海水電池。海水作為提取鎂的原料，廣泛地用于工業(yè)生產(chǎn)。

【任務(wù)】根據(jù)圖4完成從海水中提取鎂的流程圖。（注：方框里填物質(zhì)，括號(hào)里填所需試劑或操作方法）

（設(shè)計(jì)意圖：以海水電池中常用的負(fù)極材料鎂的提取為情境，讓學(xué)生結(jié)合圖示信息完成海水提鎂的流程圖，小組交流合作改進(jìn)和完善流程圖。通過該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，旨在引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)轉(zhuǎn)化視角，考慮同種元素相同價(jià)態(tài)不同物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化，以及不同價(jià)態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的方法，形成物質(zhì)轉(zhuǎn)化的一般思路。通過廠址選擇、原料獲取等問題的討論，引導(dǎo)學(xué)生從工業(yè)生產(chǎn)的視角，認(rèn)識(shí)到從海水資源到產(chǎn)品需經(jīng)過轉(zhuǎn)化、富集、分離等過程，還要綜合考慮“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”“工業(yè)生態(tài)”等問題。）

5.遷移應(yīng)用，提升學(xué)生解決問題的能力。

【情境】資料：①地球上99%的溴元素以Br-的形式存在于海水中，整個(gè)海水中的溴儲(chǔ)量可達(dá)100萬億噸，所以人們也把溴稱為“海洋元素”，但溴在海水中的含量?jī)H為6.5×10-3%，鹽鹵和海水是提取溴的主要來源。

②我國(guó)主要采用“空氣吹出法”進(jìn)行海水提溴。其工藝是在預(yù)先經(jīng)過酸化的濃縮海水中，用氯氣氧化海水中的溴離子，使其變成溴單質(zhì)，然后用空氣或水蒸氣，將溴吹入吸收塔，與吸收劑二氧化硫發(fā)生作用轉(zhuǎn)化成氫溴酸（強(qiáng)酸），繼而再用氯氣將其氧化得到產(chǎn)品溴。

【任務(wù)】（1）根據(jù)所給資料，設(shè)計(jì)從海水中提取溴單質(zhì)的方案，畫出流程圖，并寫出各步驟主要反應(yīng)的離子方程式;（2）從工業(yè)生產(chǎn)角度，歸納從“原料”到“產(chǎn)品”的一般方法。

（設(shè)計(jì)意圖：通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉了物質(zhì)轉(zhuǎn)化的基本方法和一般思路。能夠從多角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)，運(yùn)用學(xué)科方法完成物質(zhì)轉(zhuǎn)化方案的設(shè)計(jì)。但關(guān)于工業(yè)上提取溴的方法，學(xué)生缺乏了解，為學(xué)生提供“空氣吹出法”的資料，通過對(duì)溴元素存在形式的追蹤來完成工業(yè)流程圖的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生理解自然資源開發(fā)中“富集”的思想，完善提取化學(xué)物質(zhì)的思路和方法。）

6.歸納建模，通過對(duì)比使認(rèn)知思路結(jié)構(gòu)化。

通過上述學(xué)習(xí)，學(xué)生很自然地掌握了從“自然資源到產(chǎn)品”的一般方法，同時(shí)，這一過程也為學(xué)生運(yùn)用模型研究其他資源的開發(fā)利用提供了思路。學(xué)生能學(xué)會(huì)從化學(xué)的視角看待和解決實(shí)際問題，體會(huì)化學(xué)對(duì)促進(jìn)人與自然和諧相處的意義。