基于真實情境的“教、學(xué)、評”一體化教學(xué)研究

張潔 韋躍洪

摘要：以“氯氣的化學(xué)性質(zhì)”為例，對基于真實情境的“教、學(xué)、評”一體化的教學(xué)進行研究。本設(shè)計將生活中的真實情境素材融進常規(guī)教學(xué)中，以“自來水廠用氯氣進行消毒”為主線，圍繞氯氣的化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用設(shè)計問題及活動，引導(dǎo)學(xué)生對氯氣的性質(zhì)、氯水成分及次氯酸的性質(zhì)進行探究，加強學(xué)生對知識的深度理解，并習(xí)得運用知識解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：真實情境：“教、學(xué)、評”一體化；學(xué)科能力：氯氣

文章編號：1008-0546（ 2022 ）llx-0002-04

中圖分類號：G632.41

文獻標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.llx.001

一、問題的提出

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課標(biāo)》）中指出，要在化學(xué)教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，開展素養(yǎng)為本的教學(xué)，[1]要以真實問題情境為素養(yǎng)落地的重要抓手。因此，在常規(guī)教學(xué)中，要創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，將化學(xué)教學(xué)與真實世界連接起來，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)不再是知識的簡單堆積與復(fù)制，而是習(xí)得一種應(yīng)用知識解決問題的能力，使知識在真實的情境下“動起來”，在應(yīng)用知識解決問題的過程中實現(xiàn)知識的遷移與創(chuàng)新，培養(yǎng)核心素養(yǎng)?！墩n標(biāo)》亦強調(diào)試題命制、測試任務(wù)應(yīng)以真實情境為載體。

評價是教學(xué)過程中不可缺少的重要一環(huán)，是確定素養(yǎng)是否落地的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。現(xiàn)代教學(xué)理論指出：評價即學(xué)習(xí)?！敖?、學(xué)、評”應(yīng)是三位一體的關(guān)系，彼此不可分割。本文以人教版高中化學(xué)必修第一冊“氯氣的化學(xué)性質(zhì)”部分內(nèi)容為教學(xué)素材，構(gòu)建基于真實情境的“教、學(xué)、評”一體化的教學(xué)設(shè)計。

二、基于真實情境的“教、學(xué)、評”一體化的教學(xué)設(shè)計模型

本研究設(shè)計出基于真實情境的“教、學(xué)、評”一體化的教學(xué)設(shè)計模型，如圖1所示，聚焦于教學(xué)目標(biāo)，包括“情境設(shè)計，問題設(shè)計，任務(wù)設(shè)計，活動設(shè)計和評價設(shè)計”五個環(huán)節(jié)，在這個過程中，真實情境的作用相當(dāng)于“汽油和油門”，能夠使問題、任務(wù)、活動和評價富有“情感力”，使整個教學(xué)過程“動起來”，使學(xué)生能夠積極主動地投入到學(xué)習(xí)當(dāng)中去。

1．研讀課程標(biāo)準(zhǔn)，明確教學(xué)目標(biāo)

通過對《課標(biāo)》中“常見的無機物及其應(yīng)用”的學(xué)業(yè)要求進行研讀，并結(jié)合王磊教授提出的學(xué)科能力二階要素模型（3x3要素模型），[2]即學(xué)習(xí)理解（A1辨識記憶、A2概括關(guān)聯(lián)、A3說明論證）、應(yīng)用實踐（B1分析解釋、B2推論預(yù)測、B3簡單設(shè)計）、遷移創(chuàng)新（CI復(fù)雜推理、C2系統(tǒng)探究、C3創(chuàng)新思維），得到本課時的教學(xué)目標(biāo)，見表1。

2．創(chuàng)設(shè)真實情境，激發(fā)情感動力，促進能力發(fā)展

沒有“情感”支撐的學(xué)習(xí)，是不能使學(xué)生的大腦積極運動起來的。如何激發(fā)學(xué)生的情感動力，是我們在教學(xué)中應(yīng)該思考的一個問題。王玨老師在學(xué)習(xí)科學(xué)的研究中指出，“制造懸念和認知沖突”是較好地激發(fā)認知過程中情感動力的方式。而制造懸念和認知沖突的載體應(yīng)是真實的情境，因而教學(xué)活動的設(shè)計要與學(xué)生的生活實際、工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合起來，通過真實的情境，開展由此及彼、證據(jù)推理等具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的教學(xué)。在本設(shè)計中，筆者以“自來水廠用氯氣進行消毒”為情境主線，主要包括7個小情境：（1）非常時期，在允許的范圍內(nèi)加大了自來水中氯氣的注入。大家在用水時，特別是燒開水、煮飯用水要把水最少靜置兩小時以上再使用，這樣做會更健康；（2）“舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣”的化學(xué)史情境；（3）“工業(yè)生產(chǎn)上利用鋼瓶來貯存氯氣、生活中可用氯氣來滅鼠”的生產(chǎn)生活情境；（4）“金屬單質(zhì)Na、Fe、Cu以及非金屬單質(zhì)H2分別在氯氣中及在氧氣中燃燒”的實驗情境；（5）“氯水和石蕊互滴、次氯酸見光分解的數(shù)字化實驗”的實驗情境；（6）“養(yǎng)金魚用的自來水需要在陽光下暴曬”的生活情境；（7）“新型消毒劑二氧化氯、生活中常見的消毒劑84消毒液”的生活情境?；谡鎸嵡榫常O(shè)計核心問題及任務(wù)線索引導(dǎo)學(xué)生進行思考，在此基礎(chǔ)上設(shè)計學(xué)生活動和任務(wù)，發(fā)展學(xué)生的素養(yǎng)，具體設(shè)計見表2。

3．以評促教，實現(xiàn)“教、學(xué)、評”一體化

《課標(biāo)》倡導(dǎo)基于核心素養(yǎng)的評價，提倡“教、學(xué)、評”一體化的教學(xué)。在“氯氣的性質(zhì)”教學(xué)設(shè)計中，應(yīng)由始至終保持教學(xué)的內(nèi)容、活動、情境，以及目標(biāo)的一致性，將教學(xué)評價融入教學(xué)過程中，發(fā)揮教學(xué)評價對教學(xué)的促進、診斷、調(diào)整作用以及發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的功能，[3]具體設(shè)計見表3。

三、教學(xué)過程

[課前準(zhǔn)備]上網(wǎng)了解自來水廠是如何給自來水消毒殺菌的，閱讀導(dǎo)學(xué)案，了解“氯氣的發(fā)現(xiàn)史”及“84消毒液”的相關(guān)知識。走進超市，尋找生活中的消毒液并了解其成分。

[創(chuàng)設(shè)情境]展示自來水廠的圖片?！胺浅r期，在允許的范圍內(nèi)加大了自來水中氯氣的注入，大家在用水時，特別是燒開水、煮飯用水要把水最少靜置兩小時以上再進行使用，這樣會更健康”。這個說法是否有科學(xué)依據(jù)。自來水用氯氣進行殺菌消毒，是利用氯氣的什么性質(zhì)？氯氣為什么能夠用來殺菌消毒呢，本節(jié)課，我們?nèi)ヌ骄俊?/p>

[閱讀資料]閱讀氯氣的發(fā)現(xiàn)史，總結(jié)氯氣的物理性質(zhì)。

[學(xué)生]黃綠色、有刺激性氣味氣體，可溶于水，有毒，密度比空氣大。

[創(chuàng)設(shè)情境]在生產(chǎn)中常用鋼瓶運輸液氯。

[解釋說明]氯氣易液化，工廠通過加壓的方法得到液氯，儲存在鋼瓶中，方便運輸，

[創(chuàng)設(shè)情境]通過視頻再次了解氯氣的發(fā)現(xiàn)史。

[思考與討論]從這一史實中感受到科學(xué)家什么樣的科學(xué)精神？

[學(xué)生]堅持不懈，持之以恒。

[創(chuàng)設(shè)情境]生活中可以用氯氣灌洞的方法來消滅田鼠，這是利用了氯氣的哪些性質(zhì)。

[學(xué)生]密度比空氣大，有毒。

[教師]在科學(xué)研究中，研究物質(zhì)性質(zhì)有兩條基本思路，第一是從物質(zhì)類別的角度，通過類比的方法預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)。第二是從元素價態(tài)的角度，通過分析原子結(jié)構(gòu)，從氧化還原反應(yīng)的角度來預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)。

[教師提問]問題1：氧氣屬于哪一類物質(zhì)。問題2：氧原子最外層有多少個電子？說明具有什么性質(zhì)？

[任務(wù)]畫出氧原子的結(jié)構(gòu)示意圖并分析結(jié)構(gòu)特點。

[學(xué)生]氧氣屬于非金屬單質(zhì)。最外層有6個電子，容易得到電子，說明具有氧化性。

[創(chuàng)設(shè)情境]播放氧氣與金屬單質(zhì)Na、Fe、Cu以及非金屬單質(zhì)H2反應(yīng)的實驗視頻。

[教師]類比氧氣，推測氯氣可能具有的化學(xué)性質(zhì)。

[教師提問]問題1：氯原子最外層有多少個電子？問題2：氯氣屬于哪一類？問題3：氯氣與金屬單質(zhì)Na、Fe、Cu以及非金屬單質(zhì)H2反應(yīng)嗎？請說出你的預(yù)測依據(jù)。

[學(xué)生]氯原子最外層有7個電子，容易得到1個電子，具有強氧化性。氯氣和氧氣一樣是非金屬單質(zhì)，可以與金屬單質(zhì)Na、Fe、Cu以及非金屬單質(zhì)H2反應(yīng)。

[創(chuàng)設(shè)情境]播放氯氣與金屬單質(zhì)Na、Fe、Cu以及非金屬單質(zhì)H2反應(yīng)的實驗視頻。

[任務(wù)]用方程式表征上述反應(yīng)。

[創(chuàng)設(shè)情境]展示氯水。

[活動]觀察氯水，預(yù)測氯水中可能含有的微粒。

[學(xué)生]氯水呈黃綠色，說明有氯氣分子。從元素組成的角度看，可能含有氯離子。

[教師提問]如何驗證氯水中含有氯離子？

[學(xué)生]用HNO3酸化的AgNO3溶液檢驗。

[學(xué)生實驗]驗證氯水中含有氯離子并描述實驗現(xiàn)象。

[教師提問]溶液呈電中性，請大家由此預(yù)測溶液中還可能含有什么離子？

[學(xué)生]氫離子。

[教師提問]如何檢驗。

[學(xué)生]用紫色石蕊試劑。

[教師]請大家做兩組實驗：1．往氯水中滴加紫色石蕊試劑。2．往紫色石蕊試劑滴加氯水。

[活動]做互滴實驗并描述現(xiàn)象。

[教師提問]互滴出現(xiàn)不同的實驗現(xiàn)象說明了什么問題？

[學(xué)生]說明了實驗現(xiàn)象與試劑的添加順序有關(guān)。

[教師提問]往氯水中滴加紫色石蕊，溶液先變紅后褪色說明了什么問題？從氧化還原反應(yīng)的角度推測使溶液褪色的物質(zhì)是什么。

[閱讀知識卡片]知識卡片：1．氯元素常見的化合價有一1、0、+1、+3、+5、+7。2．常溫下，氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸（HClO）是一種弱酸，具有強氧化性，有漂白性，不穩(wěn)定，見光易分解。

[學(xué)生]溶液中有氫離子，所以溶液變紅，紅色褪去，說明有漂白性的物質(zhì)。氯氣與水反應(yīng)生成氯離子，化合價降低，根據(jù)氧化還原反應(yīng)基本規(guī)律，即在氧化還原反應(yīng)中，化合價有降必有升，且由于生成的物質(zhì)具有漂白性，所以生成了HClO。

[學(xué)生歸納總結(jié)]氯水成分：分子：Cl2、H2O、HClO。離子：H+、OH-、Cl-、ClO-。

[教師提問]通過以上學(xué)習(xí)，總結(jié)自來水廠能用氯氣殺菌消毒，是利用了氯氣的哪些性質(zhì)？

[學(xué)生]強氧化性，漂白性。

[創(chuàng)設(shè)情境]養(yǎng)金魚的自來水需要在陽光下暴曬一段時間。

[教師提問]問題1．養(yǎng)金魚用的自來水為什么需要暴曬？

[學(xué)生]自來水中的氯氣分子和次氯酸對魚有害。

[創(chuàng)設(shè)情境]閱讀課本P45，根據(jù)數(shù)字化實驗結(jié)果，化學(xué)教與學(xué)2022年第11期（下半月刊）分析次氯酸見光分解的產(chǎn)物。

[學(xué)生]氧氣和水。

[解決問題]判斷“說法”是否科學(xué)。

[學(xué)生]自來水中略帶氯味屬于正?，F(xiàn)象，完全不影響健康，因為燒水做飯時就可以把余氯和次氯酸去除。

[教師]雖然氯氣有毒，但是只要我們合理利用，就可以造福人類。

[創(chuàng)設(shè)情境]新型消毒劑：二氧化氯。

[閱讀材料]新型滅菌消毒劑——二氧化氯（ClO2）。

[解決問題]二氧化氯（ClO2）可用于殺菌消毒，判斷其具有的性質(zhì)。

[創(chuàng)設(shè)情境]生活中的消毒劑-84消毒液。

[閱讀材料]閱讀84消毒液的產(chǎn)品說明書。

[學(xué)生活動]談?wù)?4消毒液使用時的注意事項。

[分享收獲]1.收獲了哪些知識。2．收獲了什么樣的研究物質(zhì)的方法。

四、教學(xué)效果及數(shù)據(jù)分析

1．樣本的選取

從平行班級中隨機選取兩個班級，分別命名為高-（1）班和高-（2）班，筆者利用SPSS對這兩個班的月考成績進行獨立樣本T檢驗，Sig（雙側(cè)）=0.562>0.05，說明了月考成績不存在顯著性差異，故這兩個班級可以作為教學(xué)實踐研究的樣本。

2．教學(xué)效果檢測

高-（1）班為對照班，施行傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，高一（2）班為實驗班，實施“基于真實情境的教學(xué)評一體化”的化學(xué)教學(xué)，并控制其他變量，如作業(yè)、預(yù)習(xí)、輔導(dǎo)等基本一致。在課堂教學(xué)結(jié)束后一周，對實驗班和對照班進行“問題解決能力”檢測，見表4。

由上表分析可知，實驗班和對照班學(xué)習(xí)理解能力總體上不錯，實驗班要比對照班稍好，而應(yīng)用實踐和遷移創(chuàng)新能力對照班與實驗班差距較大，特別是遷移創(chuàng)新能力。說明“基于真實情境的教、學(xué)、評一體化”教學(xué)相對于傳統(tǒng)的教學(xué)，更利于學(xué)生的思維發(fā)展。實驗班在面對新穎、陌生的問題情境時，能夠深入研讀、整合題目信息，較好地完成信息的檢索、提取、遷移等任務(wù)，進行復(fù)雜系統(tǒng)推理，創(chuàng)造性地解決問題。

五、結(jié)語

素養(yǎng)為本的教學(xué)要超越知識，幫助學(xué)生學(xué)會思考，有助于學(xué)生思維能力和“心智模型”的發(fā)展．滿足未來人工智能社會對人才的要求。[4]學(xué)生能利用所學(xué)知識對復(fù)雜問題情境中的原理進行推測，并能設(shè)計出解決方案，對于不確定的問題，能夠進行復(fù)雜推理、系統(tǒng)探究。本設(shè)計中，筆者嘗試以真實情境為重要抓手，以“評價”為驅(qū)動，設(shè)計出能夠培養(yǎng)學(xué)生高階思維的問題。如何能夠基于真實情境，更好地結(jié)合學(xué)科能力要素，設(shè)計出具有梯度、進階的目標(biāo)、任務(wù)以及活動，引導(dǎo)學(xué)生利用知識解決陌生復(fù)雜情境中的真問題，還有待后續(xù)研究。

參考文獻

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[3] 王相，核心素養(yǎng)下的高中化學(xué)課堂教學(xué)評價研究[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教師通訊），2018 （16）：94．

[4]錢穎一，人工智能讓現(xiàn)有教育優(yōu)勢蕩然無存[J]．內(nèi)蒙古教育，2019（07）：31-33.