基于學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的真實(shí)性情境教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

錢柳云

摘要：教師基于真實(shí)性情境對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體性設(shè)計(jì)與實(shí)施，使學(xué)生在真實(shí)性情境中感受學(xué)科知識來源于生活，能夠在已有認(rèn)知和生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上自主建構(gòu)學(xué)科知識，對知識形成整體性理解，更好地引發(fā)思考、激發(fā)思維、改進(jìn)方法，由內(nèi)而外地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，保持學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)，真實(shí)性情境，教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

文章編號：1008-0546（2020）05-0047-04 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.05.012

一、研究背景

高中必修化學(xué)課程設(shè)置了主題內(nèi)容，旨在促進(jìn)全體學(xué)生在宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任五大化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)方面都有一定的發(fā)展。高中化學(xué)教材涉及知識面廣，知識點(diǎn)多，在一些課堂上，教師把教學(xué)內(nèi)容孤立地傳授給學(xué)生，以致于學(xué)生困于尋找知識間的相互關(guān)系和內(nèi)在邏輯，難以當(dāng)堂消化所學(xué)知識，更不能靈活運(yùn)用所學(xué)知識。久而久之，這種唯知識論的傳授教學(xué)讓學(xué)生“食”之無味，學(xué)習(xí)后勁嚴(yán)重不足。學(xué)習(xí)過程應(yīng)該是一個(gè)遵循自然規(guī)律不斷探尋未知和解決問題的過程。因此，本文就此做一些有益的探索，著力于研究教師基于真實(shí)性情境對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體性設(shè)計(jì)與實(shí)施。

真實(shí)性情境是指為教學(xué)開展提供的一種有真實(shí)意義、能幫助學(xué)生在原初或相似的生活和生產(chǎn)情景中發(fā)現(xiàn)問題、探尋未知、解決問題，使得教與學(xué)圍繞社會問題順利展開的情境。這樣的教學(xué)過程使學(xué)生在真實(shí)性情境中感受學(xué)科知識來源于生活，能夠在已有認(rèn)知和生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上自主建構(gòu)學(xué)科知識，對知識形成整體性理解，更好地引發(fā)思考、激發(fā)思維、改進(jìn)方法，由內(nèi)而外地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，保持學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、基于學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的“常見物質(zhì)的檢驗(yàn)”教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

該內(nèi)容屬于蘇教版《化學(xué)1》專題1第二單元，這部分內(nèi)容知識層面要求不高，但是對操作技能和思維層面有較高要求。需要學(xué)生初步學(xué)會物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)技能，體驗(yàn)和了解化學(xué)科學(xué)研究的一般過程和方法，認(rèn)識實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)習(xí)和研究中的重要作用。化學(xué)研究過程中，人們常常會根據(jù)某些基本特征、變化條件、反應(yīng)現(xiàn)象等對常見物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，以確定物質(zhì)的組成。本堂課內(nèi)容主要組成部分包括Cl^-、SO⁴、NH⁴等的檢驗(yàn)方法和金屬元素的焰色反應(yīng)?！盎瘜W(xué)家眼中的物質(zhì)世界”專題的設(shè)計(jì)是以“物質(zhì)”為中心展開的，從物質(zhì)的分類、變化到物質(zhì)的分離、提純及檢驗(yàn)，再到物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生對“物質(zhì)”的整體知識有較為全面的了解。常見物質(zhì)的檢驗(yàn)作為本專題的重要組成部分，安排在“豐富多彩的化學(xué)物質(zhì)”研究之后，而又在具體的元素化合物知識之前，在整個(gè)高中化學(xué)學(xué)習(xí)中有著舉足輕重的地位，起著承上啟下的作用，旨在落實(shí)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和研究物質(zhì)的方法，是提高全體學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的良好開端。

學(xué)生在九年級已經(jīng)儲備了一定的物質(zhì)檢驗(yàn)知識，但還需進(jìn)一步總結(jié)和提煉以達(dá)到系統(tǒng)化。本節(jié)課選擇Na⁺、K⁺、Cl^-、SO^2-、CO2-、NH⁴⁺等常見離子作為檢驗(yàn)對象，復(fù)習(xí)歸納初中化學(xué)知識，學(xué)習(xí)常見物質(zhì)的檢驗(yàn)方法，介紹焰色反應(yīng)和現(xiàn)代儀器分析法，讓學(xué)生了解物質(zhì)檢驗(yàn)手段的多樣性，訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)操作技能，感悟物質(zhì)檢驗(yàn)過程中防止干擾的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和多種物質(zhì)檢驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，也為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)無機(jī)物和有機(jī)物的檢驗(yàn)埋下了伏筆。基于此，筆者根據(jù)教材設(shè)計(jì)教學(xué)思路如圖1所示。

1.引入新課

[導(dǎo)課]視頻1：2018世界杯，俄羅斯晉級八強(qiáng)的那場比賽前進(jìn)場準(zhǔn)備和俄羅斯獲勝歡呼、慶祝的片段。

[引言]2018年世界杯，東道主俄羅斯擊敗對手西班牙隊(duì)挺進(jìn)八強(qiáng)。整個(gè)俄羅斯沸騰了！持續(xù)歡慶的氛圍和五彩繽紛的焰火縈繞整個(gè)俄羅斯。

[教師]美麗的焰火是怎么形成的呢？

設(shè)計(jì)意圖：由2018世界杯事件引出焰色反應(yīng)，既在意料之中，又在開始的視頻1中（放大球員上場前用鼻子猛嗅的動作）為常見物質(zhì)的檢驗(yàn)埋下了意料之外的伏筆。真實(shí)性情境來源于生活或生產(chǎn)，有利于引出主題、激發(fā)思維。已有認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)有利于學(xué)生自主建構(gòu)知識，促進(jìn)學(xué)生形成分析解決實(shí)際問題的必備品格、關(guān)鍵能力和正確的價(jià)值觀。

2.環(huán)節(jié)一：化學(xué)色彩

[教師]讓我們也嘗試營造一下歡慶的氛圍，架起一堆篝火吧！

（投影）實(shí)驗(yàn)探究一：將氯化鉀、氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鍶、硫酸銅溶液分別灼燒，另外再灼燒細(xì)銅絲，提醒學(xué)生注意觀察焰色，并記錄現(xiàn)象。

師生合作實(shí)驗(yàn)：向五孔純鋁質(zhì)模具中加入酒精后點(diǎn)燃（如圖2），將不同溶液分別裝入加濕噴霧儀噴向淡藍(lán)色火焰，用外接攝像頭將現(xiàn)象直接投影到屏幕，學(xué)生依次觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

[教師]從以上物質(zhì)灼燒所呈現(xiàn)的焰色中能找到什么規(guī)律？

[學(xué)生]金屬或它們的化合物在火焰上灼燒時(shí)，會使火焰呈現(xiàn)相同的顏色。

（投影）許多金屬或它們的化合物在火焰上灼燒時(shí)，都會使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色，這叫做焰色反應(yīng)。（焰色反應(yīng)原理圖，物理變化的屬性）

[教師]有誰知道焰色反應(yīng)可以有怎樣的應(yīng)用呢？

[學(xué)生]制作禮炮煙火，還可以檢驗(yàn)物質(zhì)。

[建構(gòu)方法]Na⁺、K⁺檢驗(yàn)方法：焰色為黃色則存在鈉元素，焰色為淺紫色則存在鉀元素。

（投影）1762年，馬格拉夫研究對比了各種鉀鹽、鈉鹽的物理性質(zhì)，并證明了這兩種鹽的區(qū)別，還發(fā)現(xiàn)了用焰色反應(yīng)鑒別鉀、鈉的方法。

（投影）各種焰色反應(yīng)對比圖片。

[知識建構(gòu)]（1）部分金屬元素有焰色反應(yīng)現(xiàn)象，有的金屬元素則沒有，如鎂、鋁、鐵、鎳、鉑等。

（2）鉑絲或細(xì)鐵絲在做焰色反應(yīng)前，先用稀鹽酸洗凈，并在火焰上灼燒至五色，再蘸取被測液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

教師演示實(shí)驗(yàn)：稀鹽酸洗凈鉑絲，并在火焰上灼燒至與火焰顏色相同，再蘸取物質(zhì)的量濃度相同的氯化鉀和氯化鈉的混合溶液放在火焰上灼燒。

[教師]看到了怎樣的焰色？

[學(xué)生]黃色。

[教師]按理灼燒氯化鉀焰色為淺紫色，但混合液灼燒時(shí)呈現(xiàn)了較深的那種焰色。

[知識建構(gòu)]（3）由于酒精燈火焰呈黃色，會掩蓋淺紫色，所以在觀察鉀元素焰色要透過藍(lán)色鈷玻璃。

設(shè)計(jì)意圖：由2018世界杯歡慶中的煙火情境過渡到焰色反應(yīng)的教學(xué)，在做焰色反應(yīng)時(shí)選擇了鋁型材質(zhì)定制的五孔模具，加入酒精后點(diǎn)燃，焰色為淡藍(lán)色，比酒精燈更適合觀察各種不同物質(zhì)灼燒的焰色。另外，改用加濕噴霧儀將不同的溶液噴向點(diǎn)燃的火焰，使得焰色反應(yīng)形、色更震撼！而在進(jìn)一步深入理解黃色火焰會掩蓋淺紫色時(shí)，因該操作已經(jīng)適合用鉑絲操作，所以又回歸到了傳統(tǒng)用鉑絲蘸取的實(shí)驗(yàn)，鞏固了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作。世界杯中某些畫面的出現(xiàn)使以Na+、K⁺檢驗(yàn)為主的焰色反應(yīng)知識層面上升到常見物質(zhì)檢驗(yàn)的層面。從培育化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的視角出發(fā)，該部分內(nèi)容設(shè)計(jì)依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，立足基礎(chǔ)教材，融合化學(xué)史實(shí)，使課堂既直觀又厚重，有利于發(fā)展學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng);由情境引發(fā)思考，讓思考促進(jìn)思維，通過師生合作的對比實(shí)驗(yàn)和教師演示實(shí)驗(yàn)來呈現(xiàn)較為抽象的化學(xué)原理，有利于引導(dǎo)學(xué)生從宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)過程的變化進(jìn)行反思和辨識，為學(xué)生從微觀變化角度探析化學(xué)原理奠定宏觀認(rèn)知的感性支撐，促進(jìn)“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的提升。

3.環(huán)節(jié)二：化學(xué)剪影

[教師]俄羅斯人在舉國歡慶時(shí)，一些西方媒體卻發(fā)出了很多質(zhì)疑聲。

（投影）視頻1中俄羅斯足球隊(duì)員進(jìn)場前頻頻有人把白色團(tuán)狀物放鼻孔下嗅的圖片。

[教師]從圖片中你看到了什么？又想知道什么？

[學(xué)生]俄羅斯足球隊(duì)員在嗅白色的東西，這個(gè)神秘物質(zhì)X是什么？會不會是興奮劑?。?/p>

（投影）外媒的報(bào)道：

[教師]同學(xué)們是否對俄羅斯隊(duì)醫(yī)提到的嗅鹽感興趣？

（投影）在17世紀(jì)，嗅鹽的制備就有了記載，主要通過蒸餾雄鹿的角和蹄的刨片獲得，結(jié)晶后就是碳酸銨，因此，也稱為鹿角酒或者鹿角精。

（投影）關(guān)于嗅鹽介紹的網(wǎng)絡(luò)截圖。

[教師]你能根據(jù)已儲備的知識鑒別出碳酸銨溶液嗎？

[教師]你已經(jīng)具備的離子檢驗(yàn)方法有哪些呢？

[教師]大家真的都掌握了嗎？老師對其中SO4^-檢驗(yàn)的描述還不太理解，你們能通過我的實(shí)驗(yàn)來幫我解釋一下嗎？

教師實(shí)驗(yàn)：取樣硫酸鈉和亞硫酸鈉溶液，分別先加鹽酸，再加氯化鋇溶液;再取樣硫酸鈉和亞硫酸鈉溶液分別先加稀硝酸，再加氯化鋇溶液。

[學(xué)生]根據(jù)現(xiàn)象的不同可以判斷SOr檢驗(yàn)時(shí)加鹽酸和氯化鋇溶液更合適。

[教師]先加氯化鋇溶液還是鹽酸，滴加是否有先后順序？

[學(xué)生]為防止Ag+干擾，要先加鹽酸，無現(xiàn)象后再加入氯化鋇溶液，如果出現(xiàn)沉淀說明原溶液中有SO4^2-存在。

[建構(gòu)方法]

[教師]具備了以上知識，同學(xué)們可以挑戰(zhàn)一下自己啦！

（投影）實(shí)驗(yàn)探究二：已知1、2、3、4號樣品是混淆放置的氯化鈉、氯化鉀、硫酸銨、碳酸銨樣品溶液中的一種，請你根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)方案，找出碳酸銨，并探究如何區(qū)分這幾種物質(zhì)。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)：學(xué)生從提供的氫氧化鈉、鹽酸、稀硝酸、硫酸、硝酸銀、氯化鋇、氯化鈣、澄清石灰水溶液，以及塑料透明滴板、試管、帶導(dǎo)管橡皮塞、試管夾、滴管、燒杯、酒精燈、火柴、鉑絲、玻璃棒、鑷子、洗瓶、抹布、紅色石蕊試紙、藍(lán)色鈷玻璃等中選擇試劑和儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

[學(xué)生討論]根據(jù)……，可以確定……

設(shè)計(jì)意圖：這一環(huán)節(jié)從焰色反應(yīng)順利過渡到實(shí)驗(yàn)室藥品中常見陽離子的檢驗(yàn)，再到“生活中常見的物質(zhì)是什么？”的探索，把本節(jié)教學(xué)內(nèi)容中要達(dá)成的目標(biāo)分解為了融合情境又梯度合理的發(fā)展性任務(wù)，更具有啟發(fā)性和生成導(dǎo)向作用。為了達(dá)成常見物質(zhì)檢驗(yàn)的能力培養(yǎng)，該部分內(nèi)容采取了“收-放-收”的教學(xué)策略。一開始對神秘物質(zhì)可能性的猜想會比較廣泛，所以通過提供媒體報(bào)道信息將發(fā)散的思緒先“收回”，讓學(xué)生把視線移向嗅鹽;又通過“你能根據(jù)已儲備的知識鑒別出碳酸銨溶液嗎？”這個(gè)問題引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已儲備知識“放開”手腳去嘗試，通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行操作并運(yùn)用邏輯推理來探明物質(zhì)的組成，最后通過學(xué)生歸納總結(jié)又從技能操作層面上升為“收獲”感悟科學(xué)研究的一般過程上來;無論是分組實(shí)驗(yàn)前的可行性論證，還是建構(gòu)方法時(shí)滴加試劑順序的討論，引導(dǎo)學(xué)生對物質(zhì)的性質(zhì)及其變化提出可能的假設(shè)，收集實(shí)驗(yàn)證據(jù)，并基于證據(jù)進(jìn)行分析推理，能根據(jù)物質(zhì)及其變化的信息建構(gòu)模型，建立物質(zhì)檢驗(yàn)的思維框架。環(huán)節(jié)二在提高學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)上做了有益的嘗試。

4.環(huán)節(jié)三：化學(xué)魅力

[教師]你們相信神秘物質(zhì)真的是嗅鹽嗎？今天這個(gè)神秘物質(zhì)X來到了我們的試劑瓶中，你是否可以揭開其神秘面紗呢？

（投影）實(shí)驗(yàn)探究三：請你設(shè)計(jì)方案，探究神秘物質(zhì)X的成分。

教師活動：引導(dǎo)學(xué)生先觀察物質(zhì)狀態(tài)，聞其氣味，再指導(dǎo)用玻璃棒去觸碰液體中白色物質(zhì)，初步確定白色物質(zhì)為棉花，進(jìn)一步探究周圍的液體是什么溶液。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)：從神秘物質(zhì)X的試劑瓶吸取了液體，再結(jié)合以上提供的試劑和器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

[學(xué)生]聞到濃濃的氨味，為什么加鹽酸沒有氣泡，加氯化鈣也沒有沉淀？……根本就不是嗅鹽，而是氨水吧！

[教師]俄羅斯隊(duì)醫(yī)也提到了“就是一般的氨，用棉花浸潤后吸入”，也就是氨水棉球。難道俄羅斯隊(duì)員真的使用的是不屬于興奮劑的氨水棉球嗎？就沒有其他物質(zhì)混合在其中？僅僅靠同學(xué)們現(xiàn)在掌握的知識，還不能完全分析清楚這個(gè)神秘物X。借助現(xiàn)代化檢測手段我們可以對物質(zhì)成分了解得更清晰。

（投影）儀器分析法（結(jié)合相關(guān)儀器的圖片和功能）

1.元素分析儀確定物質(zhì)中是否含C、H、O、N、S、Cl、Br等元素。

2.紅外光譜儀確定物質(zhì)中是否存在某些有機(jī)原子團(tuán)。

3.原子吸收光譜確定物質(zhì)中含有哪些金屬元素。

[教師]經(jīng)過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你的哪些知識被喚醒了，你又學(xué)到了哪些新的知識？

[學(xué)生]談學(xué)習(xí)所得，歸納出常見物質(zhì)檢驗(yàn)的一般流程。

教師活動：根據(jù)學(xué)生陳述動態(tài)生成板書：觀形→察色→聞味→明性→辨質(zhì)（如圖3）。

[建構(gòu)方法]

（投影）1.醫(yī)院血液自動化檢測流程視頻2。2.太湖水文檢測船的工作視頻3。

[結(jié)束語]化學(xué)正使生命更健康！環(huán)境更優(yōu)美！生活更美好！

[當(dāng)堂訓(xùn)練]略

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生由一開始辨別出碳酸銨以為探究已經(jīng)接近真相，到發(fā)現(xiàn)神秘物質(zhì)X另有其主，可僅憑現(xiàn)有知識還不可能對所有常見物質(zhì)“識得廬山真面目”，從而激發(fā)出更高的學(xué)習(xí)和探究的熱情。在這一探究過程中，學(xué)生感悟了研究常見物質(zhì)的一般程序：觀其形、察其色、聞其味、明其性、辨其質(zhì)，循著“初建→完善→應(yīng)用→發(fā)展”思維模型的主線，再次強(qiáng)化了“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。結(jié)束前的視頻2側(cè)重于檢測保障身體健康，另一段視頻3側(cè)重于檢測保護(hù)環(huán)境優(yōu)美，增強(qiáng)了人民對美好生活向往的信心！讓知識、生活與生命深刻共鳴！激發(fā)了學(xué)好化學(xué)更高層次的價(jià)值追求，那就是意識到化學(xué)科學(xué)可以創(chuàng)造更多物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富、改善人民的生活，使得“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”素養(yǎng)得以終身持續(xù)發(fā)展。

三、結(jié)語

教師通過創(chuàng)設(shè)豐富有趣的真實(shí)性情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)際問題，迎接具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，同時(shí)又引領(lǐng)學(xué)生開展自主、合作和探究學(xué)習(xí)，多元思考，多方協(xié)商，并將自主建構(gòu)的知識應(yīng)用到解決問題的過程之中。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能形成一定的思維模型，掌握了學(xué)習(xí)的科學(xué)方法，深化了良好的思維品質(zhì)，發(fā)展了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。