培育核心素養(yǎng)背景下比賽課堂的教學(xué)研究

江意意

筆者于2022年11月中旬參加“寧波市第十六屆高中化學(xué)教壇新秀”比賽，在緊鑼密鼓中完成了人教版必修1專題三“研究與實(shí)踐：食品中的鐵元素檢驗(yàn)”的課堂教學(xué)。從選課內(nèi)容上來(lái)看，“研究與實(shí)踐”是應(yīng)核心素養(yǎng)發(fā)展與診斷需要而產(chǎn)生的新增欄目，為教學(xué)參與者設(shè)定了真實(shí)的問(wèn)題情境，以項(xiàng)目化學(xué)習(xí)為載體，多對(duì)學(xué)生的思維能力、認(rèn)知過(guò)程和表達(dá)能力有較高要求。而“食品中的鐵元素檢驗(yàn)”為實(shí)驗(yàn)探究類項(xiàng)目，研究目的雖明確，但是實(shí)驗(yàn)材料如何選取、教學(xué)重難點(diǎn)如何把握，教師參考用書(shū)無(wú)明確指導(dǎo)意見(jiàn)，平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中也較易一帶而過(guò)甚至無(wú)視，可供參考的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和可查閱的文獻(xiàn)極其有限，再加上48小時(shí)備課和實(shí)驗(yàn)素材選取以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備等多重壓力，對(duì)參賽者提出了不小的挑戰(zhàn)。

一、 準(zhǔn)備階段

(一)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，霧里看花

1. 實(shí)驗(yàn)素材的選取

市面上含鐵的物質(zhì)極多，從生鮮食材到各種保健食品，在綜合比較藻類、菠菜、豬肝以及黑木耳等常見(jiàn)的“補(bǔ)鐵圣品”后，基于原材料處理相對(duì)簡(jiǎn)單，色素干擾較少的原則，菠菜和黑木耳從中脫穎而出，在以一種物質(zhì)的不同處理方法比較為切入點(diǎn)和以不同物質(zhì)一種處理方法的比較為主線兩種方案中選擇了后者，設(shè)計(jì)了黑木耳“鐵證”探尋的課堂實(shí)驗(yàn)主題。

2. 處理方式的確定

在翻閱了大量資料后，參考市場(chǎng)食品檢測(cè)的常見(jiàn)方法：Ⅰ. 溶解法：水溶；酸溶；堿溶。Ⅱ. 熔融法：酸熔融；堿熔融；燒結(jié)法。Ⅲ. 消解法：主要針對(duì)有機(jī)試樣，有濕法灰化和干法灰化。試樣的處理要求：Ⅰ. 必須完全；Ⅱ. 不應(yīng)有損失；Ⅲ. 不應(yīng)引入雜質(zhì)。結(jié)合鐵及其化合物的相關(guān)性質(zhì)、高中實(shí)驗(yàn)室的可操作性和教學(xué)重難點(diǎn)，預(yù)設(shè)了實(shí)驗(yàn)方案的課堂生成可能性：Ⅰ. 水溶→過(guò)濾→檢驗(yàn)→現(xiàn)象→結(jié)論；Ⅱ. 灼燒→酸溶(鹽酸、硝酸)→過(guò)濾→檢驗(yàn)→現(xiàn)象→結(jié)論。

3. 檢驗(yàn)方法的比較

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)和文獻(xiàn)查閱，三種檢測(cè)方法(表1)在檢驗(yàn)的靈敏度上存在差異，但如何進(jìn)一步與課堂設(shè)計(jì)無(wú)縫銜接仍需精心設(shè)計(jì)。

表1 檢驗(yàn)方法列表

(二)目標(biāo)生成，舉棋不定

1. 教材分析

“研究與實(shí)踐”已設(shè)置研究目的、研究任務(wù)和結(jié)果與討論三個(gè)環(huán)節(jié)。明確指出以通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法檢驗(yàn)食品中的鐵元素，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)研究的一般過(guò)程和化學(xué)知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用為研究目的。但從教材編排來(lái)看，前有鐵及其化合物性質(zhì)及轉(zhuǎn)化的理論學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生建構(gòu)元素知識(shí)與學(xué)科概念的認(rèn)知模型，后有“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)2：鐵及其化合物的性質(zhì)”旨在診斷并發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。顯然，筆者需要進(jìn)一步挖掘基于鐵元素檢驗(yàn)的更深層次的探究?jī)r(jià)值和基于實(shí)驗(yàn)方案中原材料處理方法的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

2. 學(xué)情分析

從物質(zhì)層面來(lái)看，學(xué)生已經(jīng)初步掌握用觀察顏色法和加堿沉淀法來(lái)檢驗(yàn)Fe2+、Fe3+，但對(duì)不同檢驗(yàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)并沒(méi)有清晰的認(rèn)知。經(jīng)過(guò)鈉、氯及其化合物的學(xué)習(xí)初步掌握了典型活潑金屬和活潑非金屬的基本性質(zhì)以及物質(zhì)之間相互轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律。從學(xué)科概念上來(lái)講，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧化還原、離子反應(yīng)等化學(xué)基本概念，一定程度上建構(gòu)了物質(zhì)認(rèn)知的微觀視角和具備一定的符號(hào)表征能力。從實(shí)驗(yàn)方法的層面分析，學(xué)生已經(jīng)了解了過(guò)濾、結(jié)晶等常見(jiàn)的物質(zhì)分離與提純的方法，初步具備分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)探究的能力，但僅限于理想模型，缺少實(shí)踐認(rèn)知。

(三)設(shè)計(jì)雛形及困惑

(1)從內(nèi)容上看，教學(xué)的重難點(diǎn)是鐵離子的檢驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，尤其是原材料的處理。但是前有理論學(xué)習(xí)架構(gòu)鐵及其化合物的認(rèn)知模型，鐵元素檢驗(yàn)的知識(shí)體系極易流于已有知識(shí)的簡(jiǎn)單重復(fù)堆砌，模糊本節(jié)內(nèi)容的編排意圖；原材料的處理方式屬于學(xué)生學(xué)習(xí)的空白領(lǐng)域，如何組織教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)，將復(fù)雜問(wèn)題肢解為可攻克的子任務(wù)逐一突破，需要實(shí)踐調(diào)整。

(2)從設(shè)計(jì)層次上看，檢驗(yàn)的升級(jí)和操作的改進(jìn)雙線并行，但如何讓兩條設(shè)計(jì)在保持相對(duì)獨(dú)立清晰的基礎(chǔ)上層層遞進(jìn)完成最終教學(xué)目標(biāo)有待教學(xué)嘗試。暫定通過(guò)四個(gè)教學(xué)任務(wù)完成對(duì)鐵元素檢驗(yàn)過(guò)程中物質(zhì)變化的認(rèn)知，構(gòu)建價(jià)類二維圖并以原材料的預(yù)處理方式的調(diào)整為重點(diǎn)確定實(shí)驗(yàn)方案的一般過(guò)程。

(3)硝酸的功能雖然教材中有明確指向，但僅限于定性檢測(cè)，他的功能還有繼續(xù)深入探討的價(jià)值嗎？可以被替代嗎？若要進(jìn)一步挖掘，那么方向和依據(jù)又在何方？

二、 磨課階段

(一)第一次磨課

第一次備課教學(xué)思路如表2所示。

表2 第一次上課教學(xué)思路

1. 優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)三組實(shí)驗(yàn)對(duì)照(表3)完成基于檢驗(yàn)靈敏度升級(jí)的鐵元素檢驗(yàn)方法的改進(jìn)設(shè)計(jì)，從實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和參與度，課堂反饋較好。

表3 演示對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)照表

2. 缺點(diǎn)與思考

①課堂容量過(guò)大，導(dǎo)致完成度較低，活動(dòng)4無(wú)法充分開(kāi)展，活動(dòng)1在后續(xù)教學(xué)中無(wú)任何功能，且部分內(nèi)容與原材料處理過(guò)程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化有重復(fù)。在充分研判教材編排和課堂重難點(diǎn)后，舍去活動(dòng)1。

②主次不夠明確，導(dǎo)致課堂主線不夠突出，時(shí)間分配不均衡，眉毛胡子一把抓，反而沖淡了教學(xué)亮點(diǎn)，無(wú)法按時(shí)完成教學(xué)任務(wù)。在充分研判教學(xué)目標(biāo)和學(xué)情后，舍去活動(dòng)2。

③硝酸的功能價(jià)值一直困擾于心，而教學(xué)過(guò)程中三種不同濃度氯化鐵溶液的顏色差異為筆者提供方向，在查閱大量資料及實(shí)驗(yàn)對(duì)比后，基于發(fā)展學(xué)生從定性和定量結(jié)合上收集證據(jù)、推出合理結(jié)論的素養(yǎng)要求，嘗試將鐵元素的檢驗(yàn)從單一的定性檢驗(yàn)調(diào)整為從定性到半定量再到定量檢驗(yàn)的設(shè)計(jì)層次。而在半定量和定量檢驗(yàn)中，硝酸不可取代的功能價(jià)值則可以得到充分論證。

(二)第二次磨課

第二次備課教學(xué)思路如表4所示。

表4 第二次上課教學(xué)思路

1. 優(yōu)點(diǎn)

從設(shè)計(jì)思路的架構(gòu)上看，在靈敏度升級(jí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步以準(zhǔn)確度提升為導(dǎo)向，提出(目視)比色法和色度法，初步彌補(bǔ)學(xué)生光有理論模型，缺少實(shí)踐體驗(yàn)的認(rèn)知缺陷，體會(huì)化學(xué)知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用，發(fā)展該欄目設(shè)置的功能和素養(yǎng)取向。從學(xué)生的活動(dòng)設(shè)計(jì)上看，在保留知識(shí)性和邏輯性的基礎(chǔ)上，充分利用實(shí)驗(yàn)的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，發(fā)展學(xué)生觀察、比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推理、分析矛盾原因的能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，點(diǎn)燃課堂氣氛。

2. 缺點(diǎn)與思考

①課堂生成缺少有效反饋：對(duì)部分學(xué)生提出的“為什么要用更靈敏的方法來(lái)檢驗(yàn)，不能對(duì)鐵元素進(jìn)行濃縮嗎？”以及“不可以用更長(zhǎng)時(shí)間更高溫度的浸泡來(lái)提取原料中的鐵元素嗎？”等問(wèn)題沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)且有效的回應(yīng)?；趯W(xué)生對(duì)食品中鐵元素的形式及含量認(rèn)知不清，執(zhí)教班級(jí)具體認(rèn)知情況不明朗的情況下，筆者設(shè)計(jì)了調(diào)查問(wèn)卷，以此摸排認(rèn)知情況(元素分布、微量元素及存在形式)，并借此拉近與學(xué)生的距離，消除陌生感；備課階段，多做預(yù)設(shè)多問(wèn)為什么，資料準(zhǔn)備更詳盡充實(shí)，課堂生成才能更游刃有余。

②板書(shū)設(shè)計(jì)缺少邏輯層次：板書(shū)設(shè)計(jì)只體現(xiàn)了知識(shí)性，卻沒(méi)有展示整堂課的邏輯層次，缺少設(shè)計(jì)感。有設(shè)計(jì)感的板書(shū)一方面可以幫助學(xué)生梳理課堂重難點(diǎn)，另一方面也可以將課堂邏輯充分外顯，體現(xiàn)理科的思維之美。

(三)課堂設(shè)計(jì)生成

1. 教學(xué)重難點(diǎn)

基于靈敏性和準(zhǔn)確度提升的鐵元素檢驗(yàn)方法的學(xué)習(xí)；基于準(zhǔn)確性的原材料處理方法的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)一般步驟。見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 鐵元素檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛨D

圖2 原材料處理模型

2. 教學(xué)思路

經(jīng)過(guò)重新調(diào)整后的教學(xué)思路如表5。

表5 第三次上課教學(xué)思路

3. 板書(shū)設(shè)計(jì)

板書(shū)設(shè)計(jì)清晰明了地反映了整堂課的設(shè)計(jì)思路，具體內(nèi)容如圖3。

圖3 尋找“鐵證”——黑木耳中鐵元素檢驗(yàn)板書(shū)設(shè)計(jì)

三、 備課感悟

(一)平時(shí)多積累，戰(zhàn)時(shí)少慌張

積累實(shí)驗(yàn)素材，積累情境素材，積累不同課型的優(yōu)秀架構(gòu)模式。把教學(xué)思考分散到日常教學(xué)的每節(jié)課，充分挖掘教材欄目設(shè)置，教材內(nèi)容編排的功能性和價(jià)值取向，充分體會(huì)教材內(nèi)容表達(dá)的準(zhǔn)確性和嚴(yán)謹(jǐn)性，在高強(qiáng)度的限時(shí)備課過(guò)程中才能有的放矢，事半功倍。

(二)集體備課激發(fā)思維風(fēng)暴，實(shí)驗(yàn)理論雙線并行挖掘?qū)W科內(nèi)涵

以核心素養(yǎng)為指揮棒，以教學(xué)任務(wù)為載體，以化學(xué)知識(shí)為工具，逐一擊破教學(xué)重難點(diǎn)。但部分教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重難點(diǎn)的確定并不能一蹴而就，充分的資料搜集和集體備課所帶來(lái)的頭腦風(fēng)暴將充分論證“真理越辯越明”。像實(shí)驗(yàn)類研究課程，學(xué)生實(shí)驗(yàn)是重要的教學(xué)任務(wù)，整個(gè)集體的力量固然強(qiáng)大，但是備課教師需明確實(shí)驗(yàn)需求，才能最大程度提高準(zhǔn)備效率，避免無(wú)效損耗。以挖掘思維之美為目標(biāo)，以發(fā)展創(chuàng)新意識(shí)為導(dǎo)向，以回饋社會(huì)為責(zé)任。不過(guò)分追求所謂亮點(diǎn)，不拘泥于課堂預(yù)設(shè)，尊重學(xué)生的不可預(yù)估性和創(chuàng)造性，這就要求執(zhí)教教師有扎實(shí)的知識(shí)儲(chǔ)備和充分的課前準(zhǔn)備。