基于真实情境的“教、学、评”一体化教学研究

张洁 韦跃洪

摘要：以“氯气的化学性质”为例，对基于真实情境的“教、学、评”一体化的教学进行研究。本设计将生活中的真实情境素材融进常规教学中，以“自来水厂用氯气进行消毒”为主线，围绕氯气的化学性质及应用设计问题及活动，引导学生对氯气的性质、氯水成分及次氯酸的性质进行探究，加强学生对知识的深度理解，并习得运用知识解决问题的能力。

关键词：真实情境：“教、学、评”一体化；学科能力：氯气

文章编号：1008-0546（ 2022 ）llx-0002-04

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

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

一、问题的提出

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修訂）》（以下简称《课标》）中指出，要在化学教学过程中培养学生的核心素养，开展素养为本的教学，[1]要以真实问题情境为素养落地的重要抓手。因此，在常规教学中，要创设真实的问题情境，将化学教学与真实世界连接起来，从而使学生的学习不再是知识的简单堆积与复制，而是习得一种应用知识解决问题的能力，使知识在真实的情境下“动起来”，在应用知识解决问题的过程中实现知识的迁移与创新，培养核心素养。《课标》亦强调试题命制、测试任务应以真实情境为载体。

评价是教学过程中不可缺少的重要一环，是确定素养是否落地的关键环节。现代教学理论指出：评价即学习。“教、学、评”应是三位一体的关系，彼此不可分割。本文以人教版高中化学必修第一册“氯气的化学性质”部分内容为教学素材，构建基于真实情境的“教、学、评”一体化的教学设计。

二、基于真实情境的“教、学、评”一体化的教学设计模型

本研究设计出基于真实情境的“教、学、评”一体化的教学设计模型，如图1所示，聚焦于教学目标，包括“情境设计，问题设计，任务设计，活动设计和评价设计”五个环节，在这个过程中，真实情境的作用相当于“汽油和油门”，能够使问题、任务、活动和评价富有“情感力”，使整个教学过程“动起来”，使学生能够积极主动地投入到学习当中去。

1．研读课程标准，明确教学目标

通过对《课标》中“常见的无机物及其应用”的学业要求进行研读，并结合王磊教授提出的学科能力二阶要素模型（3x3要素模型），[2]即学习理解（A1辨识记忆、A2概括关联、A3说明论证）、应用实践（B1分析解释、B2推论预测、B3简单设计）、迁移创新（CI复杂推理、C2系统探究、C3创新思维），得到本课时的教学目标，见表1。

2．创设真实情境，激发情感动力，促进能力发展

没有“情感”支撑的学习，是不能使学生的大脑积极运动起来的。如何激发学生的情感动力，是我们在教学中应该思考的一个问题。王珏老师在学习科学的研究中指出，“制造悬念和认知冲突”是较好地激发认知过程中情感动力的方式。而制造悬念和认知冲突的载体应是真实的情境，因而教学活动的设计要与学生的生活实际、工业生产结合起来，通过真实的情境，开展由此及彼、证据推理等具有化学学科特质的教学。在本设计中，笔者以“自来水厂用氯气进行消毒”为情境主线，主要包括7个小情境：（1）非常时期，在允许的范围内加大了自来水中氯气的注入。大家在用水时，特别是烧开水、煮饭用水要把水最少静置两小时以上再使用，这样做会更健康；（2）“舍勒发现氯气”的化学史情境；（3）“工业生产上利用钢瓶来贮存氯气、生活中可用氯气来灭鼠”的生产生活情境；（4）“金属单质Na、Fe、Cu以及非金属单质H2分别在氯气中及在氧气中燃烧”的实验情境；（5）“氯水和石蕊互滴、次氯酸见光分解的数字化实验”的实验情境；（6）“养金鱼用的自来水需要在阳光下暴晒”的生活情境；（7）“新型消毒剂二氧化氯、生活中常见的消毒剂84消毒液”的生活情境。基于真实情境，设计核心问题及任务线索引导学生进行思考，在此基础上设计学生活动和任务，发展学生的素养，具体设计见表2。

3．以评促教，实现“教、学、评”一体化

《课标》倡导基于核心素养的评价，提倡“教、学、评”一体化的教学。在“氯气的性质”教学设计中，应由始至终保持教学的内容、活动、情境，以及目标的一致性，将教学评价融入教学过程中，发挥教学评价对教学的促进、诊断、调整作用以及发展学生化学学科核心素养的功能，[3]具体设计见表3。

三、教学过程

[课前准备]上网了解自来水厂是如何给自来水消毒杀菌的，阅读导学案，了解“氯气的发现史”及“84消毒液”的相关知识。走进超市，寻找生活中的消毒液并了解其成分。

[创设情境]展示自来水厂的图片。“非常时期，在允许的范围内加大了自来水中氯气的注入，大家在用水时，特别是烧开水、煮饭用水要把水最少静置两小时以上再进行使用，这样会更健康”。这个说法是否有科学依据。自来水用氯气进行杀菌消毒，是利用氯气的什么性质？氯气为什么能够用来杀菌消毒呢，本节课，我们去探究。

[阅读资料]阅读氯气的发现史，总结氯气的物理性质。

[学生]黄绿色、有刺激性气味气体，可溶于水，有毒，密度比空气大。

[创设情境]在生产中常用钢瓶运输液氯。

[解释说明]氯气易液化，工厂通过加压的方法得到液氯，储存在钢瓶中，方便运输，

[创设情境]通过视频再次了解氯气的发现史。

[思考与讨论]从这一史实中感受到科学家什么样的科学精神？

[学生]坚持不懈，持之以恒。

[创设情境]生活中可以用氯气灌洞的方法来消灭田鼠，这是利用了氯气的哪些性质。

[学生]密度比空气大，有毒。

[教师]在科学研究中，研究物质性质有两条基本思路，第一是从物质类别的角度，通过类比的方法预测物质性质。第二是从元素价态的角度，通过分析原子结构，从氧化还原反应的角度来预测物质的性质。

[教师提问]问题1：氧气属于哪一类物质。问题2：氧原子最外层有多少个电子？说明具有什么性质？

[任务]画出氧原子的结构示意图并分析结构特点。

[学生]氧气属于非金属单质。最外层有6个电子，容易得到电子，说明具有氧化性。

[创设情境]播放氧气与金属单质Na、Fe、Cu以及非金属单质H2反应的实验视频。

[教师]类比氧气，推测氯气可能具有的化学性质。

[教师提问]问题1：氯原子最外层有多少个电子？问题2：氯气属于哪一类？问题3：氯气与金属单质Na、Fe、Cu以及非金属单质H2反应吗？请说出你的预测依据。

[学生]氯原子最外层有7个电子，容易得到1个电子，具有强氧化性。氯气和氧气一样是非金属单质，可以与金属单质Na、Fe、Cu以及非金属单质H2反应。

[创设情境]播放氯气与金属单质Na、Fe、Cu以及非金属单质H2反应的实验视頻。

[任务]用方程式表征上述反应。

[创设情境]展示氯水。

[活动]观察氯水，预测氯水中可能含有的微粒。

[学生]氯水呈黄绿色，说明有氯气分子。从元素组成的角度看，可能含有氯离子。

[教师提问]如何验证氯水中含有氯离子？

[学生]用HNO3酸化的AgNO3溶液检验。

[学生实验]验证氯水中含有氯离子并描述实验现象。

[教师提问]溶液呈电中性，请大家由此预测溶液中还可能含有什么离子？

[学生]氢离子。

[教师提问]如何检验。

[学生]用紫色石蕊试剂。

[教师]请大家做两组实验：1．往氯水中滴加紫色石蕊试剂。2．往紫色石蕊试剂滴加氯水。

[活动]做互滴实验并描述现象。

[教师提问]互滴出现不同的实验现象说明了什么问题？

[学生]说明了实验现象与试剂的添加顺序有关。

[教师提问]往氯水中滴加紫色石蕊，溶液先变红后褪色说明了什么问题？从氧化还原反应的角度推测使溶液褪色的物质是什么。

[阅读知识卡片]知识卡片：1．氯元素常见的化合价有一1、0、+1、+3、+5、+7。2．常温下，氯气与水反应生成的次氯酸（HClO）是一种弱酸，具有强氧化性，有漂白性，不稳定，见光易分解。

[学生]溶液中有氢离子，所以溶液变红，红色褪去，说明有漂白性的物质。氯气与水反应生成氯离子，化合价降低，根据氧化还原反应基本规律，即在氧化还原反应中，化合价有降必有升，且由于生成的物质具有漂白性，所以生成了HClO。

[学生归纳总结]氯水成分：分子：Cl2、H2O、HClO。离子：H+、OH-、Cl-、ClO-。

[教师提问]通过以上学习，总结自来水厂能用氯气杀菌消毒，是利用了氯气的哪些性质？

[学生]强氧化性，漂白性。

[创设情境]养金鱼的自来水需要在阳光下暴晒一段时间。

[教师提问]问题1．养金鱼用的自来水为什么需要暴晒？

[学生]自来水中的氯气分子和次氯酸对鱼有害。

[创设情境]阅读课本P45，根据数字化实验结果，化学教与学2022年第11期（下半月刊）分析次氯酸见光分解的产物。

[学生]氧气和水。

[解决问题]判断“说法”是否科学。

[学生]自来水中略带氯味属于正常现象，完全不影响健康，因为烧水做饭时就可以把余氯和次氯酸去除。

[教师]虽然氯气有毒，但是只要我们合理利用，就可以造福人类。

[创设情境]新型消毒剂：二氧化氯。

[阅读材料]新型灭菌消毒剂——二氧化氯（ClO2）。

[解决问题]二氧化氯（ClO2）可用于杀菌消毒，判断其具有的性质。

[创设情境]生活中的消毒剂-84消毒液。

[阅读材料]阅读84消毒液的产品说明书。

[学生活动]谈谈84消毒液使用时的注意事项。

[分享收获]1.收获了哪些知识。2．收获了什么样的研究物质的方法。

四、教学效果及数据分析

1．样本的选取

从平行班级中随机选取两个班级，分别命名为高-（1）班和高-（2）班，笔者利用SPSS对这两个班的月考成绩进行独立样本T检验，Sig（双侧）=0.562>0.05，说明了月考成绩不存在显著性差异，故这两个班级可以作为教学实践研究的样本。

2．教学效果检测

高-（1）班为对照班，施行传统的课堂教学，高一（2）班为实验班，实施“基于真实情境的教学评一体化”的化学教学，并控制其他变量，如作业、预习、辅导等基本一致。在课堂教学结束后一周，对实验班和对照班进行“问题解决能力”检测，见表4。

由上表分析可知，实验班和对照班学习理解能力总体上不错，实验班要比对照班稍好，而应用实践和迁移创新能力对照班与实验班差距较大，特别是迁移创新能力。说明“基于真实情境的教、学、评一体化”教学相对于传统的教学，更利于学生的思维发展。实验班在面对新颖、陌生的问题情境时，能够深入研读、整合题目信息，较好地完成信息的检索、提取、迁移等任务，进行复杂系统推理，创造性地解决问题。

五、结语

素养为本的教学要超越知识，帮助学生学会思考，有助于学生思维能力和“心智模型”的发展．满足未来人工智能社会对人才的要求。[4]学生能利用所学知识对复杂问题情境中的原理进行推测，并能设计出解决方案，对于不确定的问题，能够进行复杂推理、系统探究。本设计中，笔者尝试以真实情境为重要抓手，以“评价”为驱动，设计出能够培养学生高阶思维的问题。如何能够基于真实情境，更好地结合学科能力要素，设计出具有梯度、进阶的目标、任务以及活动，引导学生利用知识解决陌生复杂情境中的真问题，还有待后续研究。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部．普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[s].北京：人民教育出版社，2020.

[2] 王磊，学科能力构成及其表现研究——基于学习理解、应用实践与迁移创新导向的多维整合模型[J].教育研究，2016， 37（ 09）： 83-92，125.

[3] 王相，核心素养下的高中化学课堂教学评价研究[J].中学课程辅导（教师通讯），2018 （16）：94．

[4]钱颖一，人工智能让现有教育优势荡然无存[J]．内蒙古教育，2019（07）：31-33.