閆銀權(quán)

摘要：以“氧化劑和還原劑”的教學設(shè)計與教學為例，建構(gòu)“素養(yǎng)為本”的化學教學設(shè)計思路。形成了創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，引導學生開展探究式、問題解決式學習，進行“教、學、評”一體化設(shè)計的教學設(shè)計，實踐證實較好地達成了素養(yǎng)目標。

關(guān)鍵詞：素養(yǎng)為本;化學教學;氧化劑和還原劑;氧化還原反應

文章編號：1008-0546（2021）03-0051-04 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.03.012

化學課程標準（2017年版）提出化學是落實立德樹人根本任務(wù)、發(fā)展素質(zhì)教育、弘揚科學精神、提升學生核心素養(yǎng)的重要載體[1]。開展“素養(yǎng)為本”的化學教學是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的主要途徑，筆者經(jīng)過自身的教學探索，建構(gòu)了“素養(yǎng)為本”的化學教學設(shè)計的一般思路與策略。現(xiàn)以“氧化劑和還原劑”[2]的教學設(shè)計與實施為例，加以闡明。

一、“素養(yǎng)為本”的化學教學設(shè)計

1.“素養(yǎng)為本”的化學教學設(shè)計思路

化學學科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”等5方面[3]，體現(xiàn)了化學學科的思想、觀念和價值追求。如圖1是開展素養(yǎng)為本的化學教學設(shè)計的基本思路。首先，教師認真研究課程標準相關(guān)內(nèi)容和教材編寫意圖，挖掘課題內(nèi)容對學生核心素養(yǎng)發(fā)展的價值。其次，結(jié)合學生具體情況，確定適宜的學習目標與評價目標。第三，以引導學生運用化學思維方式分析和解決問題為思路，精心設(shè)計與目標相應的學習任務(wù)、活動，真實情境，引領(lǐng)問題。同時各環(huán)節(jié)嵌人診斷學生核心素養(yǎng)發(fā)展的學習評價策略。

2.“素養(yǎng)為本”的化學教學設(shè)計策略

（1）解析課標、教材，挖掘素養(yǎng)價值

深度解析課程標準，研究教材內(nèi)容，挖掘教學內(nèi)容所承載的素養(yǎng)發(fā)展價值是教學設(shè)計的起點，也是重點。只有找準素養(yǎng)發(fā)展方向，才能更有效地發(fā)揮課堂教學的教育教學功能。

氧化還原反應是高中化學課程的核心概念，從化合價角度豐富學生的化學學科觀念。氧化還原反應是預測、研究物質(zhì)化學性質(zhì)及實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要方法，在生產(chǎn)、生活等各方面具有廣泛的應用，因此具有重要的學科價值和社會價值。本課題共2課時，本案例為第2課時?；谡n標及教材確定本課時核心素養(yǎng)發(fā)展目標見表1。

（2）基于核心素養(yǎng)、制定學習目標與評價目標

化學學科核心素養(yǎng)是化學學科課程目標，課時學習目標是課程目標拆解的一部分?；诤诵乃仞B(yǎng)制定學習目標必須明確“為何而學”，即核心素養(yǎng)價值;明確如何學，即學習方式;明確學得如何，即評價目標。由此設(shè)計本節(jié)課的學習目標和評價目標如表2所示。

（3）精心設(shè)計學習任務(wù)和活動、轉(zhuǎn)變學生學習方式

學習任務(wù)和學習活動的設(shè)計是整個教學設(shè)計中最為關(guān)鍵的步驟，因為學生是通過學習活動完成學習任務(wù)而獲取知識、形成科學觀念、提高核心素養(yǎng)的。國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《關(guān)于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》[國辦發(fā)[2019]29號]，提出課堂教學要“積極探索基于情境、問題導向的互動式、啟發(fā)式、探究式等課堂教學川認真開展驗證性實驗和探究性實驗教學”。《意見》為“素養(yǎng)為本”的課堂教學活動的設(shè)計與實施指明了方向（見表3）。

（4）創(chuàng)設(shè)真實情境、設(shè)計富有價值的問題

素養(yǎng)目標的達成，是學生在真實情境中通過解決真實問題實現(xiàn)的。教學中通過真實情境載體，設(shè)計或引導學生提出真實的、有探究價值的問題，在探究解決真實問題的過程中不斷深化學習、真正體會知識的應用價值，感悟?qū)W科思想方法，增強學科意識，達到學科的育人價值?！把趸瘎┖脱趸瘎本唧w設(shè)計見課堂教學。

（5）嵌入學習評價，促進素養(yǎng)達成

化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平和化學學業(yè)質(zhì)量標準是化學學習評價的重要依據(jù)。評價標準應從“標準答案”轉(zhuǎn)向“評價標準”。標準答案評價往往停留在表征知識“是什么”的具體字句上，評價標準評價則對學生的思維方式、認識思路、科學探究等學科能力，及價值概念發(fā)展作框架式分析，是學習評價的關(guān)鍵[4]。將學習評價嵌入到教與學的各個環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮學習評價對學生素養(yǎng)達成的診斷與促進作用，及調(diào)節(jié)課堂教學節(jié)奏的手段作用。設(shè)計如表3所示。

二、“素養(yǎng)為本”的課堂教學—“氧化劑和還原劑”

任務(wù)一：實驗探究、認識氧化劑和還原劑

活動1：提出問題、開展實驗探究

引入：自然界、生活生產(chǎn)中氧化還原反應時刻都在發(fā)生著，幾乎發(fā)生在地球的每個角落。

[演示實驗]展示漂白液，手拿一塊有色紙條，向其噴灑漂白液。問：“同學們，觀察到了什么？想到了什么？你想做什么？”

學生：有色紙條褪色了，我想知道紙條為什么褪色？是什么物質(zhì)使它褪色？我想通過做實驗來探個究竟。

資料1、日常生活中人們常用漂白劑除去衣服上的污漬（或有色物質(zhì)），如次氯酸鈉溶液就是一種常用的漂白劑。漂白過程：C10-+污漬分子→Cl-+氧化的污漬分子。

資料2、鐵是人體必需微量元素中含量最多的一種。琥珀酸亞鐵（Fez+易被氧化）片是一種補鐵劑，維生素C與本品同服，有利于本品吸收。

教師：由以上資料你獲得了哪些信息？能否設(shè)計實驗方案實現(xiàn)你想做的？

學生：由資料1可知，漂白過程發(fā)生了氧化還原反應，其中ClO-被還原了，污漬分子被氧化了。

學生：由資料2可知，琥珀酸亞鐵補鐵片所含鐵為+2價，長時間放置易被氧化;我認為應該是亞鐵氧化后可被維生素C還原，所以有利于吸收。我想通過實驗驗證這一假設(shè)。

學生：結(jié)合資料1、2，向漂白液中加維生素C反應后，再噴灑到有色紙條，可以驗證褪色是否與氧化還原反應有關(guān)并探究維生素C的性質(zhì)。同樣的方法可驗證亞鐵是否被氧化。

教師評價：大家能將實驗與資料聯(lián)系，對信息進行準確提取，并提出了自己的預測以及實驗方案，很好。請分組實驗，回答現(xiàn)象、得出結(jié)論（提示：Fe"遇KSCN溶液變紅）。

實驗1：取1mL漂白液于試管中，加少量維生素C，將混合液噴灑到有色紙條。現(xiàn)象及結(jié)論：有色布條未褪色，證明加維生素C后不再具有漂白性，維生素C將次氯酸鈉還原了。

實驗2：將琥珀酸亞鐵的外衣剝掉，研成粉末溶于水，取上層清液少量于一支試管中，滴加幾滴KSCN溶液，觀察現(xiàn)象。再向溶液中加少量維生素C粉末，振蕩。現(xiàn)象及結(jié)論：溶液先變紅（見圖2），說明琥珀酸亞鐵可能變質(zhì)了。后紅色退去，證明維生素C還原了鐵，證實了預測。學生互評、教師評價。

教師引導：在實驗1的反應中維生素C起什么作用？次氯酸鈉又起什么作用？

學生討論并得出氧化劑等概念及其關(guān)系，如圖3所示。

活動2：建構(gòu)氧化還原反應概念關(guān)系圖

教師：下面的任務(wù)是我們從事理論化學家的工作，我們一起來整理有關(guān)氧化還原反應的相關(guān)概念，建構(gòu)其關(guān)系圖。

教師引導學生從宏觀、微觀角度回答、補充，建構(gòu)關(guān)系圖4。

教師：氧化和還原是一個既對立又統(tǒng)一的整體，是對立統(tǒng)一關(guān)系，非常重要的哲學原理。它啟示我們，只要確定其中一方面，另一方面也就容易得出了。

列舉氧化劑和還原劑：學生從單質(zhì)及化合物中元素所處的價態(tài)的角度舉例。

教師點評;結(jié)合Vc介紹生活中抗氧化劑、消毒劑的應用。

任務(wù)二、解決實際問題

活動3：探究性質(zhì)、設(shè)計酒駕測試方案

我們知道酒后駕車對社會的危害很大，致命的交通事故中很大一部分是酒駕造成的。那么如何測試酒駕呢？請同學們結(jié)合資料3，利用所給的試劑設(shè)計實驗（說出依據(jù)）檢測酒精。

資料3：酒中含有乙醇，乙醇具有還原性，一種揮發(fā)性的液體，酒后人體呼出的氣體中就會含有乙醇，其含量與血液中的乙醇含量成正比（試劑：95%乙醇、2%K2Cr2O7溶液、70%H2SO4溶液等）。

學生熱烈討論后搶答：根據(jù)生活中乙醇可以燃燒生成二氧化碳和水，可知氧氣是氧化劑，乙醇則為還原劑。分析K2Cr2O7中心元素Cr為+6價處于高價態(tài)，應該具有氧化性，所以我的方案是向K2Cr2O7溶液中滴加乙醇，觀察顏色的變化……

教師及時點評：大家能從反應事實推理乙醇具有還原性，從化合價分析K2C42O7具有氧化性，認識思路和分析角度很好。

實驗3：取約2mL2%K2Cr2O7溶液于一支試管中，加等體積70%H2SO4溶液，再滴加5滴95%乙醇，振蕩觀察現(xiàn)象。

現(xiàn)象：溶液由橙色變?yōu)樗{綠色（見圖5）。結(jié)論：可以用2%K2Cr2O7酸性溶液檢測酒精。

學生討論測酒駕方案、形成結(jié)論：根據(jù)pH試紙測試原理，將濾紙在一定濃度的K2Cr2O7酸性溶液中浸泡、干燥做成試紙，取不同含量的乙醇溶液加熱蒸發(fā)，將蒸氣通過試紙，記錄試紙顏色變化，做成比色卡。測酒駕時，駕駛員向試紙吹氣，試紙變色，與比色卡顏色對比，讀出相應的酒精含量，這樣就可測試是否酒駕以及喝酒的量。

教師評價：能類比pH試紙原理，思路很好，與實際檢測方法相近。介紹實際檢測方法，如圖6所示[5]（課下探討：對比2種方法的優(yōu)缺點）。

活動4：汽車尾氣處理

教師：汽車尾氣是大氣污染的主要污染源之一，汽車發(fā)動機在工作過程中燃料不完全燃燒會產(chǎn)生有毒的CO，而在發(fā)動機的高溫高壓條件下，空氣中的N2和O2會產(chǎn)生有害的氮氧化物（如NO）。如何將有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒的、可參與大氣循環(huán)的氣體而防止污染呢？請利用氧化還原反應原理分析。

學生思考、回答：根據(jù)氧化還原反應原理，轉(zhuǎn)化應為CO→CO2，NO→N2，化合價有升有降，組合配平則為2CO+2NO=2CO2+N2。

學生互評，教師點評，學會了解決問題的新視角、新方法。

教師：談?wù)劚竟?jié)課你的收獲與疑惑。學生交流，教師課堂小結(jié)（略）。

三、總結(jié)與反思

本節(jié)課學生表現(xiàn)積極，課堂氣氛活躍，學習效果很好。課后對學生進行了訪談，訪談中學生認為本節(jié)課作為課堂的主體，真實地體驗了科學探究過程?！拔腋杏X非常棒”學生說，“原來化學這么有用”一語道破天機。已有的教學設(shè)計[6][7]中，基本思路是從化合價判斷氧化劑和還原劑，并進行實驗驗證。本課設(shè)計是基于核心素養(yǎng)發(fā)展，聯(lián)系STSE，開展真實情境的探究式學習。學生獲得的不僅是知識結(jié)論，更是化學學科思想與方法，科學探究能力等的形成與發(fā)展?！八仞B(yǎng)為本”的化學教學設(shè)計要指向?qū)W生核心素養(yǎng)發(fā)展，強化以下幾方面。

1.注重真實問題情境的創(chuàng)設(shè)

本案例學生是在真實問題情境中開展學習的，觀察演示實驗后老師提出3個問題，激發(fā)了學習興趣，變讓我學為我要學;基于資料1、2提出問題，資料與日常生活、健康密切相關(guān)，學生既熟悉又想了解，探究欲望強烈;酒駕檢測和汽車尾氣處理也是生活中備受關(guān)注的公眾事件。學生在綜合運用所學知識解釋和解決真實問題的過程中，不僅獲取知識、形成技能，而且感受到化學對社會的價值，形成了科學態(tài)度與社會責任。

2.開展問題解決式、探究式學習

學生化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展是一個自我建構(gòu)、不斷提升的過程。本案例在問題引領(lǐng)下，學生根據(jù)資料等提取信息、設(shè)計實驗、完成實驗、分析現(xiàn)象、得出結(jié)論，進行了完整的科學探究，并探究解決了社會問題。學生通過實驗探究解決問題的過程，提高了學生的科學探究能力、問題解決能力等，提升了學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

3.進行“教、學、評”一體化設(shè)計

本案例從設(shè)計到實施始終注重學生核心素養(yǎng)的診斷與發(fā)展。如“由以上資料你獲得了哪些信息？能否設(shè)計實驗方案實現(xiàn)你想做的？”這一問題診斷學生知識的關(guān)聯(lián)性水平，能否結(jié)合已有知識提取關(guān)鍵信息并與自己想做的實驗聯(lián)系起來，發(fā)展學生實驗設(shè)計能力及證據(jù)推理能力。要通過問題回答、課堂表現(xiàn)、學生互評、教師點評等方式使“教、學、評”有機結(jié)合起來，促進學生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

參考文獻

[1][3]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社2018，1，3-5

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[4]李潤洲.指向?qū)W科核心素養(yǎng)的教學變革[J].教育科學研究，2019（9）：5-10+23

[5]菲利普（Phillips，J.S.）等.王祖浩等譯.科學發(fā)現(xiàn)者.化學概念與應用.下冊[M].杭州：浙江教育出版社，2008：587-589

[6]黃文軍，陳謙明.促進認識發(fā)展的教學思考與實踐——以“氧化劑和還原劑”教學為例[J].中學化學教學參考，2018（13）：20-22

[7]徐振峰.“氧化劑和還原劑”教學設(shè)計[J].中學化學教學參考，2018（4）：48-49