運(yùn)用“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式培養(yǎng)高中生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

李思瑤 王海燕 徐愛菊

[摘要]培養(yǎng)高中生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的基本理念之一，而“SE學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式是一種探究式教學(xué)模式，由引入、探索、解釋、精致化和評(píng)價(jià)5個(gè)環(huán)節(jié)組成。在該教學(xué)模式下，學(xué)生積極參與探索過程，突出學(xué)習(xí)自主性。將該模式應(yīng)用于高中化學(xué)教學(xué)中，更有利于培養(yǎng)高中生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]“SE學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式;高中化學(xué);學(xué)科核心素養(yǎng)

[中圖分類號(hào)]G633.8

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

[文章編號(hào)] 1674-6058（ 2020）35-0068-03

2017年版課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出，提升高中生綜合素質(zhì)，關(guān)鍵是發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是高中化學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)，應(yīng)予以落實(shí)?！?E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式中的引入、探索、解釋、精致化和評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，且與高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求的“教、學(xué)、評(píng)”一體化契合度較高。因此，有必要對(duì)該教學(xué)模式的應(yīng)用進(jìn)行深入探討。

一、“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式簡(jiǎn)介

1989年，美國人貝比（Bybee）提出了“SE學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式，其包含引入（Engage）、探索（Explore）、解釋（ Explain）、精致化（Elaborate）、評(píng)價(jià)（Evaluate）5個(gè)環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系，環(huán)環(huán)相扣?！耙胍惶剿饕唤忉屢痪禄笨梢灾貜?fù)進(jìn)行，在任何環(huán)節(jié)中都可以進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以是教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，也可以是學(xué)生自評(píng)或互評(píng)。“5E學(xué)習(xí)環(huán)”好比四葉草，評(píng)價(jià)似連接四片葉子的十字莖，又似串“糖葫蘆”的竹簽。（如圖1）

二、基于“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式培養(yǎng)高中生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

1.宏觀辯識(shí)與微觀探析

“宏觀辨識(shí)與微觀探析”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)（簡(jiǎn)稱“素養(yǎng)1”）是指能從不同層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)，并對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類;能從符號(hào)及微觀粒子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念;能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題。該素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的宏微觀之間的聯(lián)系，能從辯證的角度學(xué)習(xí)化學(xué)。此維度是五個(gè)核心素養(yǎng)維度的基石，屬于認(rèn)知基礎(chǔ)，貫穿于整個(gè)高中階段的學(xué)習(xí)，是化學(xué)學(xué)科最具本質(zhì)特點(diǎn)的核心素養(yǎng)。

結(jié)合此素養(yǎng)的特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式中的“探索”、“解釋”和“精致化”環(huán)節(jié)很切合該素養(yǎng)的培養(yǎng)。例如，化學(xué)必修1第二章《化學(xué)物質(zhì)及其變化》中的第二節(jié)《離子反應(yīng)》、第三節(jié)《氧化還原反應(yīng)》都是較為典型的可發(fā)展學(xué)生素養(yǎng)1的內(nèi)容。

在學(xué)習(xí)《氧化還原反應(yīng)》這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，可通過實(shí)驗(yàn)探究由表及里、由宏觀現(xiàn)象到微觀本質(zhì)、由化合價(jià)的變化到電子的得失，從三個(gè)不同的角度分析氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)之間的關(guān)系。學(xué)生通過解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及內(nèi)在變化，從而獲得氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)與特征。在“精致化”環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的氧化還原反應(yīng)，并剖析其發(fā)生的內(nèi)在變化，使學(xué)生了解到氧化還原反應(yīng)與生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，意識(shí)到氧化還原反應(yīng)對(duì)社會(huì)的重要性?？梢姡凇疤剿鳌薄敖忉尅薄熬禄杯h(huán)節(jié)均可發(fā)展學(xué)生的素養(yǎng)1。

2.變化觀念與平衡思想

“變化觀念與平衡思想”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)（簡(jiǎn)稱“素養(yǎng)2”）是指能認(rèn)識(shí)到物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和變化是永恒的、化學(xué)變化伴隨著能量的變化，理解化學(xué)反應(yīng)中量變和質(zhì)變的關(guān)系;能根據(jù)觀察實(shí)驗(yàn)獲得的現(xiàn)象歸納化學(xué)變化的特征與規(guī)律;能對(duì)具體物質(zhì)的性質(zhì)和化學(xué)變化做出解釋或預(yù)測(cè)，通過分析說明生活、生產(chǎn)中的化學(xué)變化。

“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式中的“探索”環(huán)節(jié)就要求學(xué)生能通過觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)規(guī)律并建立事物間的聯(lián)系;“解釋”環(huán)節(jié)則要求學(xué)生能用自己的話來解釋新知識(shí);“精致化”環(huán)節(jié)要求學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用新知識(shí)來分析、解決實(shí)際問題。因此，這三個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)該素養(yǎng)的培養(yǎng)有著促進(jìn)作用。例如，化學(xué)必修2中的《化學(xué)反應(yīng)與能量》、選修4中的《化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡》，這兩個(gè)章節(jié)的內(nèi)容最能體現(xiàn)和發(fā)展學(xué)生的素養(yǎng)2。

“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式在《平衡移動(dòng)原理》中的應(yīng)用參見圖2，在“引入”環(huán)節(jié)中用實(shí)驗(yàn)展示了鹽酸和醋酸在稀釋前后的pH變化的程度不同，引導(dǎo)學(xué)生思考原因并設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，通過改變外界條件來體會(huì)pH的變化。學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和化學(xué)平衡概念相結(jié)合，解釋并總結(jié)平衡移動(dòng)的原理。在學(xué)生獲得原理之后創(chuàng)設(shè)新情境，結(jié)合物理學(xué)中的慣性原理，跨學(xué)科類比教學(xué)并導(dǎo)出勒夏特列原理?？梢?，在“引入”“探索”“解釋”“精致化”等環(huán)節(jié)均可發(fā)展學(xué)生的素養(yǎng)2。

3.證據(jù)推理與模型認(rèn)知

“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)（簡(jiǎn)稱“素養(yǎng)3”）是指能基于證據(jù)對(duì)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實(shí)或證偽，并建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系;能通過分析、推理等方法認(rèn)識(shí)到研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型;能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。此素養(yǎng)要求培養(yǎng)的證據(jù)意識(shí)，是化學(xué)學(xué)科的思維方法，屬于認(rèn)知范疇。

科學(xué)的思維方法包括歸納與演繹、分析與綜合、證明與反駁等。從“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式的內(nèi)在來看，“探究”“解釋”和“精致化”這三個(gè)環(huán)節(jié)都充分體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生素養(yǎng)3的培養(yǎng)。學(xué)生主動(dòng)參與“探索”環(huán)節(jié)，積極觀察，互相交流和評(píng)價(jià)，判斷預(yù)測(cè)和假設(shè)的真?zhèn)?，并?duì)知識(shí)進(jìn)行歸納、概括、演繹、推理等，從而修正并最終獲得結(jié)論。在“精致化”環(huán)節(jié)，要求學(xué)生運(yùn)用得到的結(jié)論去解決新的問題，教師可以此驗(yàn)證學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果。例如，化學(xué)必修1中的《金屬及其化合物》《非金屬及其化合物》的內(nèi)容，都需要學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中推理、演繹、歸納、整合、構(gòu)建模型。將“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式運(yùn)用到教學(xué)中，會(huì)更有利于培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)3。

“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式在《氫氧化鋁的制備和性質(zhì)》中的應(yīng)用見圖3。在學(xué)習(xí)氫氧化鋁的制備和性質(zhì)時(shí)，學(xué)生通過對(duì)鋁單質(zhì)和氧化鋁的相關(guān)知識(shí)的歸納，推理、預(yù)測(cè)氫氧化鋁的相關(guān)反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)探究氫氧化鋁的制備方法，掌握氫氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)，并通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論解釋兩性氫氧化物的概念。在“精致化”環(huán)節(jié)將舊知與新知即鋁離子、偏鋁酸根、氫氧化鋁三者之間的關(guān)系以“鋁三角”的形式聯(lián)系起來，建立鋁的相關(guān)知識(shí)模型?？梢?，在“探索”“解釋”“精致化”環(huán)節(jié)均可發(fā)展學(xué)生的素養(yǎng)3。

4.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)

“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)（簡(jiǎn)稱“素養(yǎng)4”）是指能進(jìn)行科學(xué)的解釋，并能創(chuàng)造和應(yīng)用科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)和提出有探究價(jià)值的問題，并依據(jù)探究目的設(shè)計(jì)出探究方案，運(yùn)用調(diào)查方法、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行探究?！皠?chuàng)新意識(shí)”是要學(xué)生在探究過程中敢于質(zhì)疑、善于合作、勇于創(chuàng)新。此素養(yǎng)屬于實(shí)踐范疇。

“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式將“探索”環(huán)節(jié)作為該模式的主體，并貫穿于整個(gè)教學(xué)過程中。有研究者將“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式和科學(xué)探究的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了分析（如圖4）。從圖4中可以看出，“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式和科學(xué)探究在理論和實(shí)施方面都有高度的一致性，“5E學(xué)習(xí)環(huán)”的各個(gè)環(huán)節(jié)都與科學(xué)探究中的要素相對(duì)應(yīng)?！敖忉尅杯h(huán)節(jié)要求學(xué)生能夠在相互討論的過程中碰撞出思維的火花，“評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié)中學(xué)生的互評(píng)就是在促進(jìn)學(xué)生敢于質(zhì)疑?？梢?，“探索”“解釋”“評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié)可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)4。

例如，化學(xué)必修1《非金屬及其化合物》中的“氯”這部分內(nèi)容，在提出問題后，小組合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這樣一系列的探究步驟，可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究水平，發(fā)展學(xué)生的發(fā)散性思維，從而培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)4。

5.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任

“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)（簡(jiǎn)稱“素養(yǎng)5”）是指學(xué)生要有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)安全意識(shí)，能深刻認(rèn)識(shí)到化學(xué)對(duì)創(chuàng)造物質(zhì)和精神財(cái)富、滿足人們對(duì)美好生活的需要具有重大貢獻(xiàn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)了化學(xué)之后，就應(yīng)該具備保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源等意識(shí)，形成低碳的生活方式。不僅如此，還要有正確的價(jià)值觀、批判性思維，能辯證地看待社會(huì)問題，能積極參與社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。

素養(yǎng)5是通過化學(xué)課程的學(xué)習(xí)逐漸滲透到學(xué)生的思維和意識(shí)之中的，它不是一個(gè)具體的教學(xué)內(nèi)容，而是一種潛移默化的學(xué)習(xí)結(jié)果。事實(shí)上，它是其他四個(gè)素養(yǎng)形成之后的延展性學(xué)習(xí)結(jié)果，是學(xué)生能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用并造福社會(huì)的成果，也是化學(xué)課程的終極目標(biāo)。從“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式的內(nèi)涵來看，在“引入”和“精致化”環(huán)節(jié)可以直接融人科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任的因素，教師可把與化學(xué)相關(guān)的社會(huì)性議題直接作為引入的內(nèi)容和開展探索的背景，使學(xué)生多加關(guān)注與化學(xué)相關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題，感受生活中的化學(xué)，形成正確的觀念。可見，“引入”“精致化”環(huán)節(jié)可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)5。

例如，在教學(xué)化學(xué)必修1中硫和氮的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，可在“引入”環(huán)節(jié)安排空氣污染、環(huán)境保護(hù)等相關(guān)社會(huì)熱點(diǎn)問題，讓學(xué)生通過“探索”“解釋”環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)硫、氮的相關(guān)知識(shí)后，在“精致化”環(huán)節(jié)再次創(chuàng)設(shè)生活、生產(chǎn)中的實(shí)際問題情境，并讓學(xué)生運(yùn)用之前所學(xué)的知識(shí)解決真實(shí)問題。由此，可以發(fā)展學(xué)生的問題解決能力，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)、科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。

通過上述分析，“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式有很強(qiáng)的可操作性，有促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成的作用。筆者將二者的關(guān)系通過圖5來展現(xiàn)。由此可見，將“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式用于高中化學(xué)課堂教學(xué)中，能夠全方位地幫助學(xué)生形成和發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)課程目標(biāo)的要求。

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（責(zé)任編輯 羅艷）