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基于“教、学、评一致性”教学模式的构建

2021-02-18郑木霞陈新华

化学教与学 2021年11期
关键词:教学模式

郑木霞 陈新华

摘要:新高考新教材背景下,针对一线教师关注的如何发展学生学科核心素养的问题,以“氯气的性质”教学内容为例,构建了基于“教、学、评一致性”的教学模式,并对其进行了阐述:依据课程标准进行深度备课、依照备课思路设计教学目标与评价任务、根据教学目标创设学习活动。

关键词:教、学、评一致性;教学模式;氯气的性质

文章编号:1008-0546(2021)11-0047-06中图分类号:G632.41文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2021.11.012

*本文系福建省教育科学“十三五”规划2020年度课题“‘教、学、评一致性’促进高中化学概念深度学习的实践研究”(立项批准号:FJJKXB20-1174)阶段研究成果。

《普通高中化学课程标准(2017年版)》指出化学学科核心素养是学生综合素质的体现,是学科育人的最终目标[1]。新高考新教材的形势下,如何在课堂教学中有效地发展学生的化学学科核心素养是化学教学亟待解决的问题。吴星教授指出:在化学课堂中发展学生的学科核心素养就是围绕一定的化学课程内容,引导和组织学生积极参与诸如实验探究、交流讨论、问题解决等多样化的学习活动,让学生在学习过程中自主获取学科知识,形成学科观念[2]。本文以“氯气的性质”教学内容为例,构建了基于“教、学、评一致性”的教学模式并进行实践,以期为现实课堂教学提供参考。

一、基于“教、学、评一致性”教学模式流程

课堂是发展学生学科核心素养的主阵地,教学活动不能是随心所欲的“溜冰”行为。因此,发展学生学科核心素养应力求做到教而有效、学而有成从而实现教学相长。笔者从教学实际出发,参考“教、学、评一致性”教学设计[3],构建了基于“教、学、评一致性”的教学模式,流程如图1。

该模式以学科核心素养为最终目标和出发点展开。化学课程的教学设计与实施必须依据课程标准而进行。教师根据课程标准中的内容要求、学业要求、教学提示、学业质量水平等项目,并结合学情、教学资源等进行深度备课[4]。首先制定精准合理的教学目标,明确“教什么,教到什么程度”;再按照教学目标制定与之匹配的可操作的评价任务,明确学生“学得怎么样,学会了吗”;接着围绕教学目标制定清晰具体的学习活动。教学设计上,教学目标、评价任务和学习活动联系在一起且保持高度一致,确保“教、学、评一致性”的实现,保障了课堂教学的有效性。最后,将教学设计落实到课堂教学中。在这个环节里,教师为主导,有目的有条理地组织引导学生进行学习活动;学生为主体,积极参与思考交流,有目的地主动进行学习。课堂评价为主线,持续性即时的课堂评价时刻反馈学生学习情况和学习达成度与目标的差距,及时对教学做出调整以最终实现学科核心素养。现以“氯气的性质”教学内容为例,对该模式进行实践应用。

二、基于教学模式的案例设计

1.依据课程标准进行深度备课

对任何知识的学习都不能忽视章节、知识点之间的联系与逻辑的连贯性。备课之初不可局限于单节、单点,应着眼于整个单元教学的前后联系甚至于整册知识体系。《氯气的性质》在课程标准中内容要求、学业要求、教学提示等项目隶属于必修课程主题2“常见的无机物及其应用”,与主题1“化学科学与实验探究”、主题5“化学与社会发展”也有关联;学业质量水平主要涉及1级1-1、2级2-3与2-4、4级4-4等[5]。研读课程标准可知,该部分内容包含氯气及其重要化合物的主要性质、应用和对环境的影响,教学上要体现物质分类、核心概念氧化还原反应对元素化合物学习的指导作用以及紧密联系生产、生活实际创设丰富多样的真实问題情境。因此制定《氯气的性质》这部分的主要教学任务为:在氧化还原反应理论的指导下,以氯元素化合价变化为中心,展开对氯气及氯的化合物(HClO、漂白粉)的制备、主要性质和应用的学习。

2.依照备课思路设计教学目标与评价任务

在深度备课、研读课程标准的基础上,参考学科核心素养视域下的教学目标的研制[6]、“教、学、评”一体化的深度学习的教学实践经验[7],设计教学目标与评价任务,见表1。

3.根据教学目标创设学习活动

教学目标决定了学习活动的创设,学习活动的创设基于真实情境、任务驱动、合作探究和适切、有价值的问题[8]。基于此,设计制定如图2所示的学习活动。

三、教学实录

1.氯之功过

【情境1】展示“含氯物质”图片素材:漂白粉、84消毒液、PVC塑料、含氯药物等。

【资料】氯气在各行业中的重要作用(表2)。

【情境2】化学史话:一战时,德军使用氯气攻击联军。

2.氯之本色

【任务】根据史料及桌上的氯气得出氯气的物理性质。

【问题】怎么通过实验验证氯气可溶于水?

评价说明:对应内容为评价任务1-1。该任务较为容易,提问基础较为薄弱的学生。学生能从文字、正放的氯气得出氯气的物理性质,能从CO2溶于水的实验得出验证氯气可溶于的实验方案。教师肯定其提取信息及知识迁移的能力。

3.氯之衍生

【情境3】图片:实验室中的氯化物(FeCl3、NaCl、CuCl2、MgCl2、盐酸)

【问题】这些氯化物能否通过氯气制得?为什么?若能,写出反应的化学方程式。

生:讨论后回答:可以通过氯化物中另一元素对应的单质与氯气发生化合反应而制得。因为氯原子最外层有7个电子,在反应中易得到电子,氯气具有强的氧化性。其他元素对应的单质Na、Fe、Cu、Mg和H2具有还原性。根据氧化还原反应原理,推测氯气可与Na、Fe、Cu、Mg和H2等物质反应。

师:演示Na、Fe、Cu、Mg和H2与氯气反应的实验,验证性质。

【任务】以氯气为代表,归纳总结研究物质性质的视角与一般思路(见图3)。

评价说明:对应内容为评价任务1-2。该问题难度不大,采取先个别提问,然后其他同学补充,教师评价的方式。学生能从原子结构分析原子得失,从氧化还原反应的角度得出结论但是部分学生表达不够流畅。教师肯定学生从氧化还原反应的视角预测物质性质的思路,并且引导学生从物质类别、元素价态的角度认识物质的性质,为后续元素化合物的学习铺垫。

【情境4】视频:家用自来水余氯超标?养金鱼的自来水要在太阳底下暴晒一段时间。

【问题】氯气溶于水后会与水反应吗?如果会反应,产物会是什么?

【任务】推测氯气与水反应的产物,设计实验方案,选择合适的试剂进行实验验证。

生:小组讨论后,代表回答:假设氯气会与水反应,氯气具有氧化性,氯元素从0价降为-1价,结合元素守恒,一种产物为盐酸;另外氧元素化合价上升,产生氧气。其他小组同学质疑:如果反应产生氧气,养金鱼的自来水为什么还要暴晒,有氧气不是对金鱼更好吗?

师:评价:同学们能从氧化还原反应的角度进行分析假设产物,并能结合生活事实进行质疑,这个思路是非常正确的。氯气如果与水能反应,氯元素化合价降低,其中一种产物是盐酸;在反应物中氯元素为0价,处在氯元素的中间价态,所以氯元素化合价也可以上升,上升到+1价,可以生成一种叫次氯酸的物质。次氯酸是一种无色的、酸性很弱的酸,在水中电离程度很小,主要是以次氯酸分子的形式存在。

生:提出疑问:如果次氯酸没有颜色,氯气与水反应后的溶液为什么还是浅黄绿色?

其他同学:氯气可能只有部分溶于水。

【问题】归纳你的推测,如果假设正确,氯水中会含有哪些物质?设计实验方案。

师:投影学生设计的实验方案。

师、生:共同评价,教师肯定学生的设计方案。

生:根据所提供的药品进行实验后小组汇报:验证Cl-、Cl2、实验的结果和预期相同,但是用pH试纸验证酸性时,发现试纸变红后过一会儿褪色了。

【问题】试纸变红后褪色,说明氯水中含有漂白性的物质,会是哪种物质呢?是盐酸?Cl2?还是次氯酸?

生:肯定不是盐酸。有的回答是氯气,有的回答是次氯酸。

师:提出实验方案,验证你的推测。

生:小组讨论后,代表回答:让干燥的氯气通过干燥的有色的布条,如果褪色了就证明是氯气有漂白性,如果没有褪色就证明次氯酸有漂白性。其他小组补充:可以让氯气通过湿润的有色布条或者鲜花,观察哪个褪色。两个实验同时做,对比性会更强也更有说服力。

师:演示实验并进行评价提升。干燥的氯气没有漂白性,次氯酸有漂白性。因为次氯酸具有强的氧化性所以它有漂白性,也具有杀菌消毒的作用。自来水用氯气进行消毒也是利用了次氯酸的这个性质。所以氯水有漂白性是因为其中含有次氯酸的缘故。

【问题】怎么书写氯气和水反应的化学方程式?

师、生:学生代表板演,师生共同评价。

评价说明:对应内容为评价任务2-1。该任务难度稍大,采取小组讨论、自评、互评后汇报,教师后参与评价与引导,学生完成实验。教师关注学生在讨论过程中的思维表现与小组合作沟通的能力,关注实验过程中学生操作是否规范、安全等。根据讨论、实验操作中的具体表现,请小组代表回答。大部分学生能通过氯元素的降价得到盐酸的结论,个别学生会认为氢元素化合价降低得到氢气,有同学马上提出氢气与氯气光照爆炸否定该假设。探究氯水的漂白性,有同学提出有没有次氯酸进行验证,在得到老师否定后,小组能讨论得出让氯气通过湿润的有色布条。通过讨论、互评能促进学生调整思路,寻求最优方案。教师对学生的假设结论、质疑能力及实验能力提出肯定。

【资料】有研究者用强光照射氯水,利用数字化传感技术测定氯水的pH变化及产生的气体的浓度变化[11]。

生:讨论后,学生代表回答:光照使得盐酸挥发,气体浓度上升。其他同学质疑:如果盐酸挥发了,酸性就会减弱,可pH值是下降的。另外同学补充:因为光照后,氯水的酸性增强,而且产生气体,由于盐酸不易分解,推测是次氯酸不稳定,分解产生某种难溶于水的气体。

师:怎么证明由于次氯酸不稳定分解了?

生:氯水有漂白性是因为有次氯酸的存在,如果真的是次氯酸分解了,那光照一段时间后的氯水就没有漂白性了。可以检验久置的氯水是否还有漂白性。

生:实验验证:将久置的氯水滴到这pH试纸上。并汇报实验结果:久置氯水没有漂白性。由此可见,久置的氯水因光照使次氯酸分解了。

【问题】如果次氯酸分解了,那产物会是什么呢?

生:讨论后学生代表回答:根据氧化还原反应的原理,次氯酸中的O元素化合价升高,产生氧气,Cl元素化合价降低生成盐酸。

师:评价:同学们解释得很好。能从两张图中提取关键的信息经过详细地分析、实验验证得出了正确地结论,初步掌握了基于证据进行科学探究的方法。

【任务】根据以上信息,得出次氯酸的化学性质。

生:小結:次氯酸是一种弱酸、有漂白性(强氧化性)、不稳定性。

评价说明:对应内容为评价任务2-2。该任务有一定的难度,采取学生思考讨论,教师提问,其他学生补充,教师评价提升的方式。学生都能写出氯气与水的化学反应方程式。部分学生无法从图、信息中获取相应的知识作为推理的证据,通过同学间质疑、互评、共同促进,最终得出结论。过程中教师通过关注学生讨论、回答的问题思路是否清晰、表达是否科学合理诊断学生的逻辑思维能力。

【情境5】图片展示生活中的漂白物质:84消毒液、漂白粉及产品的使用说明书。

【问题】次氯酸的强氧化性决定了它有杀菌消毒、漂白的能力。从产品的说明书中,我们认识到84消毒液的主要成分是NaClO,漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2,为什么不直接用次氯酸,而是用次氯酸盐呢?

生:因为次氯酸不稳定,见光易分解,不容易保存。

师:评价:很好,能抓住次氯酸的性质分析问题。

【任务】这两种物质均由氯气与碱反应制得,试着从氧化还原的角度写出制备NaClO、Ca(ClO)2的化学反应方程式,并分析漂白粉在空气中起作用的原理。

生:小组讨论。学生代表回答:以氯气和氢氧化钠反应为例。次氯酸中氯元素为+1价,根据氧化还原反应的原理,Cl元素从0价升高为+1价,反应中只可能是Cl元素自身和H元素的化合价能降低,如果是氢元素化合价降低会产生氢气,氢气和氯气光照会爆炸,所以只能是氯元素化合价降低生成氯化钠,根据元素守恒还有一种物质为水。

师:评价提升:很好,同学们能熟练地应用氧化还原反应的原理结合物质的性质得出结果。由此说明,氯气与碱反应会生成氯化物和次氯酸盐。

【问题】起消毒、漂白作用的是次氯酸,那次氯酸钠、次氯酸钙如何起作用?也就是如何实现Ca(ClO)2→HClO,NaClO→HClO?

生:加酸,根据复分解反应,盐和酸反应生成新酸和新盐。

【问题】任意的酸都可以用吗?要符合什么条件吗?

生:酸性要比次氯酸强,符合强酸制弱酸的原理,还要符合复分解反应的条件。

师:以盐酸为例,写出NaClO起作用的化学方程式。

生:质疑:次氯酸钠能与盐酸反应吗?不符合复分解反应的条件,没有沉淀、气体或者水。

师:水是一种难电离子电解质,在水中以分子的形式存在,HClO也和水一样,是一种难电离的电解质。因此,复分解反应的条件改成“沉淀、气体或者难电离的物质”。

【问题】在家中我们并没有盐酸,那日常使用中84消毒液、漂白粉如何起作用?

生:讨论回答:有的说加醋。有的同学提出质疑:他使用过漂白粉,不需要加醋,只是要泡一会儿。使用说明书也说了作用时间要10-20分钟。

师:如果不需要加醋,为什么要在空气中放置10-20分钟?

生:是要让空气中的二氧化碳溶解在里面,生成碳酸,然后反应生成次氯酸。

师:评价:分析得很好。写出漂白粉在空气中起作用的原理。

评价说明:对应内容为评价任务3-1和3-2。在完成氯气与水反应的探究后,该问题难度不大,大部分学生已经能较好地运用氧化还原的原理、从物质类别角度分析物质的转化。采取学生回答,教师观察学生课堂的表现,引导并评价的方式。

【情境6】视频1:化工厂氯气泄漏。视频2:84消毒液与洁厕灵混用导致中毒?

【任务】分析如果你是附近的村民,你如何自救?如果你是消防员,你又如何处理现场?分析84消毒液与洁厕灵(主要成分是盐酸)混用导致中毒的原因?

评价说明:对应内容为评价任务4-1。学生讨论热烈,绝大多数学生能把前面所学的知识应用于实际问题中。

四、基于教学模式的反思

基于“教、学、评一致性”的教学模式,以发展学生能力为主旨,指向有效教学。深度备课后设计的教学目标与评价任务成为课堂教学的航标,让教学活动不再成为无根的浮萍,随波逐流,毫无方向性与目的性。依据教学目标设计的教学活动,寓知识于真实情境中,教师作为教学的主导者提出学习任务,通过适时提出问题、师生互动不断引导学生进行有意义的思考与实验探究,层层深入。把学习化学知识与解决生活问题有机结合起来,充分调动学生学习的主观能动性,让学生“想学”“愿学”“主动学”,真正体现学生的主体地位。整个教学活动中,评价贯穿全程,通过观察学生完成任务过程中的课堂表现、回答问题的思路等关键行为进行即时评价。即时评价不仅增强学生学习的自信心,而且能让学生及时做出自我调整,最终促进任务的完成。

依照模式设计的“氯气的性质”教学案例实践效果良好。以学生日常生活中耳熟能详的事物、事件为真实情境,串联整个教学过程,持续激发学生的好奇心和求知欲。提取信息、小组讨论、实验探究等活动在师生互动、生生合作中不断使学生获得知识与成就感。课后通过作业、小测、后续教学活动等持续评价教学目标的达成情况与学生学科核心素养的提升度。绝大多数的学生能做到熟练地写出化学方程式,能利用氯气的性质解决一些实际的问题。

参考文献

[1][5]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018:1-5,11-27,64-67

[2]吴星.对高中化学核心素养的认识[J].化学教学,2017,(5):3-7

[3][8]陈新华,张贤金,严业安,郑柳萍.我国“教、学、评”一致性研究:评析与展望[J].化学教学,2020(7):23-28

[4]陈新华.指向深度学习的高三化学深度备课[J].化学教育,2019(1):17-22

[6]杨玉琴,倪娟.学科核心素养视域下的教学目标:科学研制与准确表达[J].化学教学,2019(3):3-7

[7]孙亚红,熊辉,申敬红,相红英.“教、学、评”一体化的深度学习的教学实践——以“探究五大连池补铁功能”为例[J].化学教学,2021(1):46-51

[9]李晓明.基于学生的认知序优化教学过程——以“氯气和水、堿反应”为例[J].化学教学,2017(3):49-53

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