林桑 張賢金

關(guān)鍵詞：智慧課堂;認(rèn)識發(fā)展;初中化學(xué)

智慧課堂教育目標(biāo)是由工具性向人本性目標(biāo)的轉(zhuǎn)化，是人本導(dǎo)向的課堂，是以教為主向?qū)W為主的轉(zhuǎn)化，是由知識技能向能力品格的統(tǒng)整，是素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂。北師大王磊教授2017年提出從中學(xué)化學(xué)知識與技能到能力與素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階（見圖1），從而培育化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的核心是認(rèn)識方式的轉(zhuǎn)變，而認(rèn)識方式的形成發(fā)展與學(xué)科核心素養(yǎng)密切相關(guān)，在形成認(rèn)識方式的過程中，核心知識的學(xué)習(xí)可能會形成新的認(rèn)識角度，而新的認(rèn)識角度的建立又可能會帶來認(rèn)識方式的變化或深化、發(fā)展原有認(rèn)識方式，新的認(rèn)識方式的建立又可能會形成新的認(rèn)知角度，如此螺旋上升的認(rèn)識發(fā)展過程也就提升了學(xué)科核心素養(yǎng)。

本文研究的智慧課堂指的是教師把握最佳教學(xué)和教研時機(jī)，尋求“教育目標(biāo)、課程呈現(xiàn)、教學(xué)關(guān)系、評價手段、技術(shù)支持”等教學(xué)要素的匹配，采用在內(nèi)化、聚合、聚焦與遷移、分類匹配和把握最佳教學(xué)時機(jī)原則，喚醒學(xué)生自我發(fā)展意識，通過解決學(xué)科、生活和學(xué)術(shù)情境等活動，深刻領(lǐng)悟知識、技能、方法、觀念和經(jīng)驗等“五基”，生成或發(fā)展其理解、應(yīng)用和創(chuàng)新知識的“求真向善和美”的課堂。智慧課堂的具體化表現(xiàn)為“三有智慧課堂”，指的是“有教學(xué)內(nèi)容整體設(shè)計”“有值得教的知識”“有意義的學(xué)習(xí)過程”。本文以“二氧化碳的性質(zhì)”教學(xué)為例實施促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的教學(xué)，以構(gòu)建智慧課堂，培育初中生的核心素養(yǎng)。

一、背景與主題

1.教學(xué)背景

二氧化碳是初中學(xué)生繼氧氣學(xué)習(xí)之后的又一種重要的氣體，學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)和日常生活經(jīng)驗中接觸了不少有關(guān)二氧化碳的知識，但是這些知識在學(xué)習(xí)生活中慢慢積累起來，是零散的、系統(tǒng)性不強(qiáng)?；趯W(xué)生的學(xué)情分析，本節(jié)課一個重要任務(wù)就是把這些零散的二氧化碳知識按照我們化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)一種物質(zhì)一般角度如物質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、用途等這幾個方面進(jìn)行梳理，形成初中生必備的、從化學(xué)學(xué)科角度初步認(rèn)識物質(zhì)的框架，將零散的知識結(jié)構(gòu)化。并在這個認(rèn)識提升過程中解決生活實驗中的問題，在問題解決過程中培養(yǎng)學(xué)生的樂學(xué)善學(xué)、勤于反思、實踐創(chuàng)新、問題解決以及社會責(zé)任等核心素養(yǎng)。

2.提煉主題

本文以“二氧化碳的性質(zhì)”教學(xué)為例，提煉的主題是——呈現(xiàn)促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的教學(xué)過程，呈現(xiàn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)培育從“學(xué)習(xí)理解一實踐應(yīng)用一創(chuàng)新遷移”的進(jìn)階發(fā)展，運(yùn)用廈門市教育科學(xué)研究院傅興春正高級教師提出的“活動元”教學(xué)策略，為“初中化學(xué)智慧課堂”提供一種教學(xué)思路——“三有智慧課堂”，整體教學(xué)程序設(shè)計如下（見圖2）：

二、教學(xué)過程

活動1：引入新課

[師]展示猜謎語：消防隊員稱它是一“滅火先鋒”;建筑師說它是一“粉刷匠”;農(nóng)民伯伯說它是一“植物糧食”;環(huán)境學(xué)家卻指責(zé)它是—造成全球變暖的“罪魁禍?zhǔn)住薄?/p>

設(shè)計意圖：創(chuàng)設(shè)“猜謎語”情景緊緊抓住學(xué)生的注意力，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望和好奇心，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會和人類生存環(huán)境的情感。

活動2：尋找二氧化碳

[師]請同學(xué)們找找你身邊的二氧化碳在哪里出現(xiàn)？你對它有怎樣的認(rèn)識，在你過往的學(xué)習(xí)或生活經(jīng)驗有什么事例支持你的認(rèn)識？

[生]思考、討論并發(fā)言：C02在生活中的存在一空氣中、碳酸飲料、滅火器、植物光合作用……

[師]這些事例說明了二氧化碳的哪些性質(zhì)？

[生]無色無味的氣體（常態(tài)）、固態(tài)（“干冰”）……

[師]根據(jù)學(xué)生的表達(dá)，邊引導(dǎo)邊板書。

設(shè)計意圖：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧對二氧化碳的認(rèn)識，注意引導(dǎo)學(xué)生回顧生活中的事例或經(jīng)驗，從中提煉對二氧化碳的認(rèn)知（即關(guān)注知識的來源與形成），并引導(dǎo)學(xué)生將這些有關(guān)二氧化碳的事例認(rèn)識提升到化學(xué)認(rèn)知角度，即體現(xiàn)二氧化碳的性質(zhì)和用途，涉及到物質(zhì)用途的引導(dǎo)學(xué)生思考這些用途體現(xiàn)了什么性質(zhì)，滲透物質(zhì)的性質(zhì)決定用途，用途體現(xiàn)性質(zhì)的學(xué)科思想。

活動3：實驗探究二氧化碳的性質(zhì)

實驗1一探究二氧化碳滅火實驗

[師]演示：將一瓶C02倒入裝有兩支高低不同的蠟燭的小燒杯中。

[師]引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象并思考：反映了C02具有哪些性質(zhì)？由性質(zhì)引導(dǎo)學(xué)生思考二氧化碳相應(yīng)的用途。

[生]該實驗說明了二氧化碳的物理性質(zhì)之一：密度比空氣大;化學(xué)性質(zhì)之一：不可燃、不助燃;用途：滅火。

實驗2一探究二氧化碳溶于水的實驗

[引人]展示一瓶汽水，標(biāo)簽上的配料中含有二氧化碳，說明二氧化碳具有什么性質(zhì)？下面我們一起通過一些實驗來了解CO2更多的性質(zhì)。

[生]分組實驗：向盛滿二氧化碳的礦泉水瓶中加入1/3容積的水，充分振蕩，觀察現(xiàn)象。

[師]演示：用注射器取30mL的C02，再取30mL的水，堵住針口并充分振蕩，學(xué)生觀察現(xiàn)象并思考。

[生]得出結(jié)論：說明C02的物理性質(zhì)——能溶于水（1：1）。

[師]問：礦泉水瓶變癟的原因，除了二氧化碳能溶于水之外，還有沒有其它原因？請同學(xué)們根據(jù)學(xué)案完成以下實驗。

[生]取變癟的礦泉水瓶中的液體于試管，滴入紫色石蕊，觀察現(xiàn)象。

（資料：紫色石蕊試液是一種指示劑，遇酸性溶液變紅，遇到堿性溶液變藍(lán)）

[師]為什么會有這種現(xiàn)象？請你提出猜想：到底是什么物質(zhì)使紫色石蕊試液變紅？如何設(shè)計實驗證明你的猜想？（引導(dǎo)學(xué)生如何提出猜想并設(shè)計實驗）

[生]討論并提出猜想：可能是水、二氧化碳、二氧化碳與水反應(yīng)生成新物質(zhì)使紫色石蕊試液變紅。

[師]引導(dǎo)學(xué)生討論設(shè)計驗證方案：通過控制在不同的條件下進(jìn)行對比實驗。

[生]探究：四朵石蕊紙花，控制在四種不同條件下進(jìn)行對比實驗。

[生]交流實驗，獲得結(jié)論：C02能溶于水并與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸使石蕊變?yōu)榧t色，書寫化學(xué)反應(yīng)方程式。

實驗3一探究碳酸分解實驗

[生]分組實驗：將上述試管中的液體分兩份，一份用力振蕩，另一份做對比。

（學(xué)生獲得新知：碳酸不穩(wěn)定，易分解;書寫化學(xué)反應(yīng)方程式;判斷該反應(yīng)的類型：是化合反應(yīng)還是分解反應(yīng)。）

[師]呼應(yīng)前面的設(shè)問：人們利用CO2的哪些性質(zhì)來制取碳酸飲料，在人們飲用的過程中它會發(fā)生哪些奇妙的變化？

[師]CO2能與水反應(yīng)生成碳酸，這便是我們稱它是碳酸飲料而不是稱為二氧化碳飲料的原因。但是碳酸不穩(wěn)定，在體內(nèi)因壓力、溫度的改變而分解，重新釋放出CO2，從而帶走人體內(nèi)的熱量，所以人們在天氣炎熱時常喝碳酸飲料來解暑，但多飲這種飲料對青少年身體發(fā)育有負(fù)面影響，如引起人體缺鈣。

實驗4一二氧化碳的檢驗

[師]展示一瓶汽水，打開瓶蓋，引導(dǎo)學(xué)生觀察：觀察到了什么？猜想：氣體是什么？追問：若要檢驗該氣體用什么方法？

[生]討論，請一位學(xué)生上臺演示：二氧化碳的檢驗。

[師]為什么變渾濁，渾濁是什么物質(zhì);明確二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，是二氧化碳與石灰水里的氫氧化鈣反應(yīng)生成白色的碳酸鈣沉淀的緣故;書寫化學(xué)反應(yīng)方程式。

[生]整理學(xué)案筆記。

設(shè)計意圖：本課時的探究實驗，偏向于驗證性的探究實驗，所以設(shè)計探究過程中通過設(shè)置真實的生活情景，讓學(xué)生感受到身邊的化學(xué)，感悟化學(xué)學(xué)習(xí)的價值，通過設(shè)置真實的問題情境提供給學(xué)生更多的思維空間，提高學(xué)生分析和歸納能力，其中CO2和H20反應(yīng)的探究實驗，是初中生應(yīng)用控制條件進(jìn)行對比的實驗探究，是探究實驗的重點和難點，這里花了較多的時間進(jìn)行引導(dǎo)，目的是讓學(xué)生學(xué)會對比實驗的控制條件的方法。

活動4：學(xué)以致用

[師]展示一瓶裝有石灰水的試劑瓶，瓶內(nèi)有一層白色沉積物，問白色沉積物是什么物質(zhì)？如何形成的？用水洗得掉嗎？你學(xué)過的知識如何清洗？寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。

[生]討論，解釋。

[練習(xí)]（1）為了使用石灰漿[ca（0H）2]抹的墻壁快點干燥，為什么常常在室內(nèi)生個炭火盆？為什么開始放炭火盆時，墻壁反而潮濕？

（2）如何檢驗久未開啟的菜窖、干涸的深井（里面可能沉積較多CO2）安全性？如果不安全，請告訴農(nóng)家怎么辦？

（3）你還能用生活中的事實或設(shè)計實驗說明二氧化碳密度比空氣大嗎？

設(shè)計意圖：讓學(xué)生在習(xí)題中體驗到學(xué)以致用的價值，在練習(xí)1完成之后及時點出古代人民的智慧，也呼應(yīng)了謎語中“建筑師說它是粉刷匠”的原因。習(xí)題2和3開拓了學(xué)生的思維，思維的深度和廣度都得到了發(fā)展。

活動5：整理總結(jié)，提升認(rèn)知

[師]這節(jié)課我們一起探索了二氧化碳的性質(zhì)和用途，老師發(fā)現(xiàn)其實同學(xué)們早就擁有這些知識，現(xiàn)在請同學(xué)們從我們化學(xué)學(xué)科的角度談一談你對二氧化碳的認(rèn)識。

[生]從物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、用途這幾個方面說明。

[師]這位同學(xué)的描述注意到了物質(zhì)的用途和性質(zhì)之間的聯(lián)系，很好！現(xiàn)在請同學(xué)思考：“為什么環(huán)境學(xué)家卻指責(zé)它是造成全球變暖的罪魁禍?zhǔn)?？?/p>

[生]觀看視頻，討論，了解二氧化碳對人體和環(huán)境的影響。

[師]通過以上討論，同學(xué)們看待事物有怎樣的認(rèn)識提升？基于這樣的認(rèn)識，請同學(xué)們預(yù)習(xí)一氧化碳的有關(guān)內(nèi)容，思考：一氧化碳與二氧化碳都是碳元素和氧元素組成的氧化物，為什么性質(zhì)上有如此大的差異？物質(zhì)的性質(zhì)由什么決定的？性質(zhì)不同用途一樣嗎？從哪些角度可以比較完整地認(rèn)識一種物質(zhì)？

設(shè)計意圖：讓學(xué)生從學(xué)科角度總結(jié)二氧化碳的學(xué)習(xí)要點，培養(yǎng)學(xué)生辯證看待二氧化碳，同時激發(fā)學(xué)生關(guān)注環(huán)境，關(guān)愛社會的使命感和責(zé)任感。最后通過問題串引導(dǎo)學(xué)生對物質(zhì)的認(rèn)知從一種具體的物質(zhì)遷移到另一種物質(zhì)的學(xué)習(xí)，進(jìn)而提升到從不同的角度對一類別物質(zhì)的研究。

三、教學(xué)評價和反思

基于學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的教學(xué)，更關(guān)注過程的教學(xué)，基于學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，更關(guān)注學(xué)生是怎樣從已有的認(rèn)識到新的認(rèn)知，需要怎樣的環(huán)節(jié)或過程學(xué)生才能從現(xiàn)有的水平發(fā)展到更高的水平，這與化學(xué)核心素養(yǎng)培育的教學(xué)相一致?；诨瘜W(xué)核心素養(yǎng)培育的教學(xué)注重從“學(xué)科基礎(chǔ)”（即化學(xué)知識、技能、方法和經(jīng)驗），上升到“學(xué)科問題解決”（即化學(xué)學(xué)科能力），再從“學(xué)科問題解決”上升到“學(xué)科思維”（即化學(xué)觀念），本課例以“二氧化碳的性質(zhì)”教學(xué)為例，采用活動元教學(xué)策略呈現(xiàn)這樣教學(xué)過程。

1.“三有智慧課堂”之一有教學(xué)內(nèi)容的整體設(shè)計

教學(xué)內(nèi)容的整體設(shè)計，不僅僅體現(xiàn)在設(shè)計本課題的教學(xué)思路的整體化（如圖2呈現(xiàn)的教學(xué)設(shè)計思路），還體現(xiàn)在一節(jié)課后呈現(xiàn)給學(xué)生怎樣的板書，板書的形成是動態(tài)的過程，隨著師生教與學(xué)的推進(jìn)演繹呈現(xiàn)，最終讓學(xué)生通過本節(jié)課的板書（圖3結(jié)構(gòu)化板書）將本節(jié)課的知識內(nèi)容以及如何從化學(xué)學(xué)科角度認(rèn)識物質(zhì)的思路了然于胸，進(jìn)而達(dá)到讓學(xué)生認(rèn)知角度結(jié)構(gòu)化、認(rèn)知經(jīng)驗系統(tǒng)化。

2.“三有智慧課堂”之一有值得教的知識

在課例引入創(chuàng)設(shè)的“謎語”教學(xué)情境是為了激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，在活動2的環(huán)節(jié)中提出的問題也是為了激發(fā)學(xué)生已有的認(rèn)知，然后教師根據(jù)不同的學(xué)生認(rèn)識，用板書的形式繪制對二氧化碳的認(rèn)知，并從化學(xué)學(xué)科的角度加以整合，以促進(jìn)學(xué)生建立新的認(rèn)知，這也體現(xiàn)了“三有智慧課堂”之一有值得教的知識，關(guān)注點不在于將學(xué)生已有的知識再教一遍，而在于幫助學(xué)生通過已有的認(rèn)知建立新的學(xué)科認(rèn)知，并對原有的知識有了更深刻的理解和體會。

3.“三有智慧課堂”之一有意義的學(xué)習(xí)過程

本課例有意義的學(xué)習(xí)過程，體現(xiàn)在利用生活中學(xué)生熟悉的碳酸飲料，以問題為導(dǎo)向，以實驗為載體，巧設(shè)化學(xué)情境，設(shè)疑啟思，激發(fā)學(xué)生的好奇心，激發(fā)了學(xué)生的科學(xué)探究意識和探究精神，特別是“二氧化碳與水反應(yīng)”這個探究實驗的引導(dǎo)發(fā)展了學(xué)生的對比實驗探究能力。有意義的學(xué)習(xí)過程還體現(xiàn)在“學(xué)以致用”這個活動環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生用化學(xué)知識解釋生活、社會、生態(tài)環(huán)境中的種種現(xiàn)象，使他們體會到生活處處有化學(xué)的樂趣，體現(xiàn)從生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向社會的新課程理念。同時通過這個活動環(huán)節(jié)提高他們觀察、分析和解釋社會和實際生活中化學(xué)現(xiàn)象與解決問題的能力，很多學(xué)生的回答出乎教師的想象，讓學(xué)生體驗解決問題后帶來的快樂與成就感，為創(chuàng)新性學(xué)習(xí)提供源源不斷的動力。

本課例在課堂實施過程中有一個遺憾之處，就是在活動4“學(xué)以致用”的幾個生活實際問題解決中，由于時間有限，未能給予學(xué)生充足的時間進(jìn)行思考、分析和解決。這個遺憾也給我們提出了一個新的課題，那就是如何有效地選擇情境素材為智慧課堂服務(wù)。