基于核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)—以“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)為例

郭奕彤，陸國志

(吉林師范大學(xué) 化學(xué)學(xué)院，吉林 四平 136000)

1 相關(guān)概念及理論基礎(chǔ)

皮亞杰提出，隨著兒童在自身發(fā)展的成長過程中，與外界環(huán)境發(fā)生了越來越大的作用，進(jìn)而分化出不同的兩種適應(yīng)過程，即“同化”過程與“順應(yīng)”過程。所謂“同化”，就是當(dāng)兒童接受越來越多的來自于外部作用的知識時，選擇性的將其有用的信息納入到自己原有的知識體系中，而“順應(yīng)”與“同化”不同的地方在于，“順應(yīng)”是當(dāng)兒童發(fā)現(xiàn)自己與外界有分歧時，主動將自己的知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并以此來配合外界的發(fā)展，滿足外界的需要。在高中時期，我們學(xué)到的化學(xué)知識比以往的初中知識來的更加深奧，但是，所學(xué)的知識卻比過去的更加貼合我們的實(shí)際生活，這也就要求我們需要利用更加科學(xué)合理的化學(xué)知識體系來學(xué)習(xí)高中的化學(xué)知識。通過這樣的方式，有利于提高學(xué)生們學(xué)習(xí)的積極性，引起學(xué)生們的興趣，將枯燥無味的課本知識轉(zhuǎn)化成為靈活生動的實(shí)際運(yùn)用知識，同時，還能讓老師從中獲益，發(fā)現(xiàn)在教學(xué)當(dāng)中的不足之處。再比如，老師可以采用拋錨式的方法，給學(xué)生們設(shè)立一個具體的情境，通過給出污漬的分子結(jié)構(gòu)，鼓勵學(xué)生親自動手找出與它有關(guān)的化學(xué)方程式，然后再通過化學(xué)方程式，進(jìn)一步找出能夠解除污漬的具體結(jié)構(gòu)，最后將這種物質(zhì)與清潔劑一一進(jìn)行對比，從而將污漬與清潔劑之間一一匹配起來。這樣不僅能夠使得污漬的分子結(jié)構(gòu)與清潔劑的分子結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)起來，同時，還能夠舉一反三，找出一種清潔劑與多種污漬的化學(xué)反應(yīng)，以及一種污漬與多種清潔劑的化學(xué)反應(yīng)。這樣的方法能夠有效的將化學(xué)知識與實(shí)際生活相結(jié)合，不僅使得學(xué)生對于這個知識加強(qiáng)了理解，同時，也以具體的例子告訴學(xué)生，化學(xué)并不是遙不可及的，只能擺放在科學(xué)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中的，它沒有那么的神圣，它實(shí)際就存在在我們生活中的方方面面，只有看到化學(xué)，我們才能更好的學(xué)習(xí)化學(xué)。而且，這樣的方式鼓勵了學(xué)生們進(jìn)行獨(dú)立思考，老師可以從中觀察到學(xué)生們之間存在的不同來因材施教。

2 基于核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容分析

氧化還原反應(yīng)理論是人教版化學(xué)必修1第二章第三節(jié)的內(nèi)容，是中學(xué)階段基本概念和基本理論的重要組成部分，是對初中所學(xué)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)知識的深化和拓展，既是學(xué)習(xí)元素化合物、電化學(xué)等知識的理論主線，又對中學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)有著非常重要的指導(dǎo)作用，同時還是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中常見的反應(yīng)類型，所以了解和學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)，能更好地指導(dǎo)化學(xué)學(xué)習(xí)、生產(chǎn)和生活。

3 基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)確立

結(jié)合學(xué)生發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)的要求，從“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”五個維度確定本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)(見表1)。

表1 課時教學(xué)目標(biāo)

4 基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)過程的設(shè)計(jì)

圖1 課時教學(xué)流程設(shè)計(jì)

4.1 任務(wù)一：幫助學(xué)生認(rèn)識氧化還原反應(yīng)的特征，診斷并發(fā)展學(xué)生對化學(xué)分類水平

【學(xué)生】按照初中學(xué)的四大基本反應(yīng)類型原則，將PPT展示的幾組方程式進(jìn)行分類。

【教師】給出一氧化碳還原氧化銅的方程式，引導(dǎo)學(xué)生討論反應(yīng)類型。

【學(xué)生】發(fā)現(xiàn)一氧化碳還原氧化銅不屬于四大基本反應(yīng)類型。

【教師】引導(dǎo)學(xué)生從得失氧的角度討論反應(yīng)類型，引出氧化還原反應(yīng)的定義。

【學(xué)生】討論氧化還原反應(yīng)與元素化合價的升降的關(guān)系。

【學(xué)生】思考并討論氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系。

設(shè)計(jì)意圖:通過對化學(xué)方程式的分類喚起學(xué)生已有知識和經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生在認(rèn)識到四種基本反應(yīng)類型的局限性的基礎(chǔ)上，引出問題：尋找新的分類標(biāo)準(zhǔn)。幫助學(xué)生通初步得出氧化還原反應(yīng)的基本特征。鞏固氧化還原反應(yīng)定義的理解，加強(qiáng)概念之間的內(nèi)在聯(lián)系，促進(jìn)知識體系的結(jié)構(gòu)化。

4.2 任務(wù)二：幫助學(xué)生認(rèn)識氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，診斷并發(fā)展學(xué)生的物質(zhì)水平、元素水平、微粒水平

【教師】展示鈉與氯反映的方程式，從微觀結(jié)構(gòu)角度思考鈉與氯氣劇烈反應(yīng)的原因。

【學(xué)生】思考并回答問題。

①化合價為什么發(fā)生變化？

②鈉原子和氯原子怎樣變化可以達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)？

③氯在化合物中失去的電子去了哪里，氯原子得到的電子來自哪里？

④得失電子過程中，鈉原子和氯原子電子數(shù)目和電荷數(shù)目發(fā)生了什么變化？

⑤氯化鈉中氯離子和鈉離子與反應(yīng)物有什么變化？

⑥因?yàn)槭裁磳?dǎo)致的化合價改變？

【教師】引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)元素化合價的原因?yàn)殡娮拥檬А?/p>

【學(xué)生】從原子結(jié)構(gòu)角度考慮氫氣與氯氣的反應(yīng)。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過微粒結(jié)構(gòu)示意圖分析化學(xué)反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)，從微觀結(jié)構(gòu)分析了氧化還原反應(yīng)的思維模型。使學(xué)生對氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識角度從宏觀轉(zhuǎn)向微觀，從現(xiàn)象轉(zhuǎn)到本質(zhì)，認(rèn)識到電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致化合價變化。通過氫氣在氯氣中燃燒的微觀結(jié)構(gòu)，使學(xué)生認(rèn)識到電子對偏離同樣導(dǎo)致化合價改變，培養(yǎng)學(xué)生變化觀念。

4.3 任務(wù)三：幫助學(xué)生建立氧化還原反應(yīng)三重表征，診斷并發(fā)展學(xué)生氧化還原反應(yīng)思路結(jié)構(gòu)化水平

【學(xué)生】按照PPT呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)儀器組裝方式分組完成原電池實(shí)驗(yàn)，觀察電流表指針及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。思考并回答問題。

①電流表指針偏轉(zhuǎn)原因。

②通過鋅與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式，分析化合價及得失電子的關(guān)系。

【教師】講解雙線橋表示氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方法。

【學(xué)生】在化學(xué)方程式上表示出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：鈉在氯氣中燃燒，氫氣在氯氣中燃燒。

設(shè)計(jì)意圖： 通過原電池裝置，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)宏觀現(xiàn)象探究反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)，“看到”電子的轉(zhuǎn)移。幫助于學(xué)生從定量的角度認(rèn)識氧化還原反應(yīng)，建立用化學(xué)符號表征物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)及性質(zhì)變化過程的思維模式，體會化學(xué)符號在溝通宏觀和微觀的橋梁作用。

4.4 任務(wù)四：幫助學(xué)生認(rèn)識更多氧化還原反應(yīng)的實(shí)例，診斷并發(fā)展學(xué)生物質(zhì)性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化思路的認(rèn)識水平

【學(xué)生】小組匯報(bào)課前關(guān)于氧化還原反應(yīng)相關(guān)應(yīng)用的調(diào)研報(bào)告，并結(jié)合本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行解釋。

設(shè)計(jì)意圖：幫助學(xué)生完善宏觀-微觀-符號-應(yīng)用的化學(xué)思維模型，為后續(xù)的原電池及電解池的原理及應(yīng)用知識奠定基礎(chǔ)。

5 教學(xué)評價

本節(jié)課以過程性評價和結(jié)果性評價相結(jié)合，通過對氧化還原反應(yīng)認(rèn)識過程的逐步建立，診斷并發(fā)展學(xué)生對氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)識進(jìn)階(物質(zhì)水平→元素水平→微粒水平)。通過氧化還原反應(yīng)化學(xué)符號的學(xué)習(xí)，診斷并發(fā)展學(xué)生的化學(xué)用語表達(dá)方式。通過生產(chǎn)生活中氧化還原反應(yīng)實(shí)例的認(rèn)識，診斷并發(fā)展學(xué)生的實(shí)際解決問題的能力以及認(rèn)識化學(xué)對社會的價值(學(xué)科價值視角、社會價值視角)。