基于OBE理念的氧化還原反應(yīng)學(xué)習(xí)進階研究

摘" 要 "為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力，基于OBE理念，圍繞氧化還原反應(yīng)核心知識及預(yù)期目標(biāo)分析、學(xué)生認(rèn)知能力的進階分析，規(guī)劃氧化還原反應(yīng)整體教學(xué)思路，設(shè)計整體教學(xué)流程，設(shè)計評分規(guī)則評價課堂教學(xué)效果，貫徹落實“教—學(xué)—評”一體化的課標(biāo)要求，以期為化學(xué)教師進行相關(guān)課程設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞 "化學(xué)；OBE理念；學(xué)習(xí)進階；氧化還原反應(yīng)；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.8""" 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）13-0-05

0" 引言

全國教育工作會議指出，“十四五”時期要加快建設(shè)高質(zhì)量教育體系^[1]，聚焦高質(zhì)量教育要求，教學(xué)方式的形態(tài)改變和人才培養(yǎng)的導(dǎo)向改革尤為重要?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》倡導(dǎo)素養(yǎng)為本的教學(xué)^[2]，強調(diào)教學(xué)目標(biāo)的導(dǎo)向性、課程設(shè)計的遞進性。OBE（Outcomes-based Education）理念即基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育理念，該理念強調(diào)以學(xué)生為中心、持續(xù)改進、關(guān)注未來，與新課標(biāo)的教學(xué)要求完全相符^[3]。

學(xué)習(xí)進階是學(xué)習(xí)同一主題概念時遵循連貫的學(xué)習(xí)路徑^[4]。目前，化學(xué)課堂中依然存在“教—學(xué)—評”一體化難以落實的現(xiàn)象，忽視學(xué)生學(xué)習(xí)時情感態(tài)度、思維能力的變化，難以實現(xiàn)課堂教學(xué)從掌握知識到發(fā)展素養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。針對上述問題，以“氧化還原反應(yīng)”為例進行進階教學(xué)，不僅能促進同主題概念學(xué)習(xí)的遞進與深化，實現(xiàn)不同階段知識的銜接^[5]，促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)，還能有效落實“教—學(xué)—評”一體化，實現(xiàn)氧化還原反應(yīng)知識的無縫對接，為化學(xué)教師進行教學(xué)過程設(shè)計提供參考。

1" 基于OBE理念的氧化還原反應(yīng)學(xué)習(xí)進階""" 分析

1.1" 核心知識及預(yù)期目標(biāo)進階分析

氧化還原反應(yīng)核心知識及預(yù)期目標(biāo)進階分析如圖1所示。按照教材中本主題內(nèi)容的呈現(xiàn)順序，基于課標(biāo)要求，對氧化還原反應(yīng)各學(xué)段學(xué)情進行分析。在初中階段，學(xué)生學(xué)習(xí)了化合價、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)，學(xué)會分析元素化合價，掌握判斷氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)的方法。此為初級進階階段，可培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識素養(yǎng)。在高中必修1第1章，學(xué)生從價態(tài)變化角度重新認(rèn)識氧化還原反應(yīng)，理解其本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，習(xí)得氧化劑和還原劑概念，認(rèn)識物質(zhì)的氧化性和還原性，掌握用氧化還原反應(yīng)可以實現(xiàn)不用價態(tài)物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化。此為中級進階階段，可以培養(yǎng)學(xué)生宏微結(jié)合與變化觀念素養(yǎng)。在選擇性必修1第4章，學(xué)生學(xué)習(xí)了原電池和電解池，掌握應(yīng)用氧化還原反應(yīng)判斷電池正負(fù)極、電解池陰陽極的方法，此為高級進階階段，可以培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理模型認(rèn)知素養(yǎng)。

1.2 "學(xué)生認(rèn)知能力進階分析

作為化學(xué)核心概念之一的氧化還原反應(yīng)，學(xué)生在初中階段只從得失氧角度認(rèn)識氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，是基于物質(zhì)組成，通過觀察是否有氧氣或氧元素參與反應(yīng)來判斷化學(xué)反應(yīng)的類型。這種認(rèn)識屬于宏觀認(rèn)識層面，此階段學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識還無法深入微觀層面。在高中階段，則是從分析元素化合價變化逐步深入至電子轉(zhuǎn)移，逐漸揭開氧化還原反應(yīng)的微觀本質(zhì)并用實驗證明其的確存在，實現(xiàn)認(rèn)知由淺入深、從宏觀到微觀的發(fā)展變化過程。按照學(xué)生認(rèn)知發(fā)展、概念學(xué)習(xí)的先后順序和各學(xué)段的學(xué)習(xí)要求，分析學(xué)生能力水平層次，如表1所示。

2nbsp; 基于OBE理念的氧化還原反應(yīng)學(xué)習(xí)進階""" 設(shè)計

2.1" 整體教學(xué)思路

在核心知識及學(xué)生認(rèn)知能力分析的基礎(chǔ)上，明確氧化還原反應(yīng)設(shè)計核心是在概念教學(xué)中體現(xiàn)逐層遞進的學(xué)習(xí)進階過程。通過分析概念形成的邏輯關(guān)系，領(lǐng)會學(xué)科思想，形成科學(xué)觀念^[6]。從認(rèn)知來看，學(xué)生對氧化還原反應(yīng)概念的形成經(jīng)歷了從宏觀—微觀—本質(zhì)的認(rèn)識過程，核心素養(yǎng)經(jīng)歷宏觀—微觀、變化—平衡、推理—建?！骄縿?chuàng)新的形成過程。本主題學(xué)習(xí)旨在幫助學(xué)生建立物質(zhì)轉(zhuǎn)化及性質(zhì)研究的新視角，以氧化還原反應(yīng)為研究化學(xué)反應(yīng)的新視角認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)，逐步建立從化合價變化和物質(zhì)轉(zhuǎn)化兩個維度認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的思維認(rèn)知模型，能用模型預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化，設(shè)計簡易原電池，在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)理解能力、分析推理能力和探究與遷移能力。

參照人教版化學(xué)必修1教材內(nèi)容編排，本主題分為兩課時，課時1為氧化還原反應(yīng)，旨在使學(xué)生認(rèn)識電子轉(zhuǎn)移的本質(zhì)；課時2在課時1的基礎(chǔ)上，使學(xué)生進一步認(rèn)識氧化劑和還原劑，掌握氧化還原反應(yīng)一般規(guī)律，結(jié)合概念領(lǐng)會思維方法，學(xué)以致用。整體教學(xué)思路如圖2所示。

2.2" 整體教學(xué)流程

氧化還原反應(yīng)各課時教學(xué)活動可分解為多個學(xué)習(xí)任務(wù)，按思維認(rèn)知順序串聯(lián)知識的邏輯順序，使學(xué)生在解決問題的過程中逐步獲取知識、發(fā)展能力、提升素養(yǎng)。

2.2.1" 課時1：氧化還原反應(yīng)

課時1主要分為情境引入、概念轉(zhuǎn)變、概念解釋、遷移應(yīng)用等四個教學(xué)環(huán)節(jié)。以生活情境“人體衰老之謎”引入學(xué)生對氧化反應(yīng)的回憶，通過碳還原氧化銅引出還原反應(yīng)，使學(xué)生從得失氧角度初步認(rèn)識氧化還原反應(yīng)。然而僅根據(jù)得失氧判斷化學(xué)反應(yīng)有很大的局限性。對此，以初中學(xué)過的鐵與硫酸銅反應(yīng)為例，讓學(xué)生判斷反應(yīng)類型，引起認(rèn)知沖突。教師引導(dǎo)學(xué)生標(biāo)明反應(yīng)前后元素化合價，分析價態(tài)變化規(guī)律，歸納出元素化合價升高發(fā)生的是氧化反應(yīng)，反之發(fā)生的是還原反應(yīng)，學(xué)生由此習(xí)得判斷氧化還原反應(yīng)的另一種方法（特征）是元素化合價的升降。

通過從“得失氧”到“價態(tài)變化”的過渡，學(xué)生體驗氧化還原反應(yīng)概念形成的認(rèn)識過程，建立得失氧和化合價升降之間的聯(lián)系，實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生從原子結(jié)構(gòu)入手分析物質(zhì)形成過程，結(jié)合氯化鈉和氯化氫形成的動畫演示，從宏微結(jié)合角度對氧化還原反應(yīng)進行表征，完成對概念的解釋，使學(xué)生認(rèn)識到化合價變化是由于發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，即為氧化還原反應(yīng)本質(zhì)。

然而電子轉(zhuǎn)移是微觀現(xiàn)象，需宏觀的實驗驗證。以鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)為例，用導(dǎo)線串聯(lián)電流表設(shè)計成原電池，組成閉合回路，通過觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)情況證明電子轉(zhuǎn)移的存在，培養(yǎng)實驗探究及證據(jù)推理素養(yǎng)，提高學(xué)生復(fù)雜推理能力，便于學(xué)生掌握氧化還原反應(yīng)本質(zhì)。遷移應(yīng)用環(huán)節(jié)通過對鋅銀紐扣電池分析，學(xué)生用氧化還原反應(yīng)解決問題，體會化學(xué)在社會生活中的價值，增強責(zé)任意識。

具體教學(xué)流程如圖3所示。

2.2.2" 課時2：氧化劑和還原劑

在課時1基礎(chǔ)上，以鐵和硫酸銅反應(yīng)為情境展開教學(xué)，復(fù)習(xí)從元素化合價升降視角判斷氧化還原反應(yīng)，深化課時1所學(xué)知識。經(jīng)分析，鐵元素化合價升高（0→+2），失電子，被氧化，鐵單質(zhì)做還原劑；銅元素化合價降低（+2→0），得電子，被還原，硫酸銅做氧化劑。由此，學(xué)生學(xué)會從價態(tài)變化、電子轉(zhuǎn)移兩個角度來定義氧化劑和還原劑，構(gòu)建“升失氧—還原劑，降得還—氧化劑”的認(rèn)知模型，并將知識應(yīng)用在過氧化氫分解制氧氣的反應(yīng)中，認(rèn)識氧化還原反應(yīng)中同一物質(zhì)既可以做氧化劑又可以做還原劑，培養(yǎng)學(xué)生辯證思維。電子轉(zhuǎn)移可以用直觀實驗觀察，也可以用單雙線橋法等化學(xué)符號表征，依據(jù)得失電子守恒，引導(dǎo)學(xué)生三重表征，構(gòu)建氧化還原反應(yīng)認(rèn)知模型。通過單雙線橋法分析鋅銀電池反應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)流程如圖4所示。

3" 教學(xué)效果與評價反饋

評價量表是一種結(jié)構(gòu)化的等級評價，用來描述學(xué)生在不同水平上的實際表現(xiàn)^[7]。氧化還原反應(yīng)課時教學(xué)以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為評價依據(jù)，評價量表為評價工具，清晰描述預(yù)期目標(biāo)，分解任務(wù)，制定評價內(nèi)容，為學(xué)生提供努力的方向。為了確保評價全面有效，給每條評價內(nèi)容（滿分5分）賦分，規(guī)定總分為100分。通過對各素養(yǎng)目標(biāo)的分析，得出學(xué)生核心素養(yǎng)目標(biāo)達成情況，診斷學(xué)生思維認(rèn)知水平。具體評分規(guī)則如表2所示。

為確保評估數(shù)據(jù)客觀有效，采用多元化主體參與評分。其中，學(xué)生自我評價占比20%，記為X_i；同伴互評占比30%，記為Y_i；教師評價占比50%，記為Z_i（注：所有i=1，…，n）。根據(jù)自評、他評、師評得分算出最終評分S，計算公式為S=（X_i×20%+Y_i×30%+Z_i×50%）。按S值給學(xué)生劃分等級，其中90～100分為A，80～89分為B，70～79分為C，60～69分為D，＜60分為E，據(jù)此評估素養(yǎng)目標(biāo)達成情況及思維發(fā)展水平。以某學(xué)生課堂表現(xiàn)為例，分析該生素養(yǎng)目標(biāo)達成情況，具體評析過程如表3所示。

綜上分析，該學(xué)生總評得分為84.8分，已達到宏微辨識、微觀探析水平2，變化觀念水平1，證據(jù)推理、模型認(rèn)知水平2，探究水平2，社會責(zé)任水平1的要求，綜合等級評定為B。

4" 結(jié)束語

基于OBE理念的氧化還原反應(yīng)學(xué)習(xí)進階以“目標(biāo)導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、學(xué)評互促”的方式開展教學(xué)，不僅給學(xué)生評價自己的課堂表現(xiàn)提供了參照標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生學(xué)有方向，還能據(jù)此調(diào)整狀態(tài)、完善自我。此外，基于問題情境觀察學(xué)生行為表現(xiàn)，使評價結(jié)果有據(jù)可依。學(xué)生通過參與回答問題，既能加深對知識的理解，又能凸顯個性特征，更能促進認(rèn)知水平進階，深化思維。為使評價客觀真實，可用書面測試的方式檢測教學(xué)效果。授課結(jié)束后，教師應(yīng)將評價信息及時反饋給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)信息及時糾正，彌補不足，繼續(xù)努力。教師應(yīng)不斷反思教學(xué)優(yōu)缺點，真正做到以教引學(xué)、以評促教、教學(xué)相長，引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)知識遷移應(yīng)用，貫徹落實課標(biāo)新理念。

5" 參考文獻

[1] 2023年全國教育工作會議召開：加快建設(shè)高質(zhì)量教育體系 辦好人民滿意的教育[J].吉林教育，2023（5）：2.

[2] 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：73.

[3] 何靜，孔繁正，王林.成果導(dǎo)向教育（OBE）理念辨析" [J].廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2018，16（1）：43-"46，58.

[4] 劉晟，劉恩山.學(xué)習(xí)進階：關(guān)注學(xué)生認(rèn)知發(fā)展和生活經(jīng)驗[J].教育學(xué)報，2012，8（2）：81-87.

[5] 符吉霞，占小紅.基于學(xué)習(xí)進階的化學(xué)概念教學(xué)內(nèi)容整合研究：以“元素周期律和周期表”為例[J].化學(xué)教學(xué)，2020（6）：38-42，47.

[6] 錢珍妮.基于發(fā)展“模型認(rèn)知”的化學(xué)概念進階學(xué)習(xí)：以"“氧化還原反應(yīng)”單元教學(xué)為例[J].化學(xué)教 學(xué)，2023（4）："44-51.

[7] 張所帥.評價量表的內(nèi)涵、特點及開發(fā)[J].教學(xué)與管理，2019（9）：122-124.