許如意

（浙江省紹興市新昌中學 浙江紹興 312500）

一、研究背景

《普通高中化學課程標準(2017年版)》中每一主題的課程內容由“內容要求”“教學提示”“學業(yè)要求”等三個部分構成，其中“教學提示”又包括“教學策略“”學習活動建議”“情境素材建議”，鄭長龍教授對該設計意圖進行深入分析后提煉出了CASES-T模型，以此解釋課程內容呈現結構，如圖1所示。

CASES-T模型是化學課堂教學系統的構造模型，“內容”回答學什么的問題， “活動”回答怎么學的問題，“情境”回答在什么氛圍下學的問題， “評價”回答學得怎么樣的問題，“策略”回答如何使學生學得更有效的問題。這5個要素只有作為整體發(fā)揮作用， 才能實現系統的功能， 達成系統的“目標”。[1]

對于“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產品”一課，結合資料查閱以及之前的日常教學聽課觀察所得，我發(fā)現本課內容少，知識要求低?，F階段本課的教學主要分為兩種類型：第一類是在進行課堂教學時大多只是對本課的基礎化學知識進行一個簡單的介紹，基本以圖片或實物來展示日常生活中常見的硅酸鹽產品（玻璃、水泥、陶瓷），并提出“硅在地殼中的含量”“硅在自然界中的主要存在形式”等問題進入硅酸鹽產品的一系列教學學習；第二類是以文化視角進行設計，深挖化學史，對硅酸鹽產品的演變歷史進行詳細介紹，充分體現人文內涵，彌補化學文化的缺失。

但在新課程標準背景下，利用CASES-T模型進行本堂課的教學在前人的課堂教學研究中并沒有出現，因此本文旨在運用新課程理念中的CASES-T模型進行“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產品”的課堂教學，創(chuàng)設真實情境，圍繞化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展設計和實施教學，實現學科知識、認知思路和核心觀念的建構。

二、教學設計

以蘇教版“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產品”的教學為例，呈現運用CASES-T模型進行的高中化學課堂教學。

首先基于課程標準中課程內容對該部分相關要求與建議的理解，呈現如下：

（一）目標（Target）

“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產品”位于蘇教版化學1專題3第三單元第1課時，教學內容主要包括硅酸鹽的表示方法、Na2SiO3水溶液的性質和三大傳統的硅酸鹽產品等，屬于元素化合物知識范疇，為下一節(jié)課“二氧化硅與信息材料”的學習作鋪墊。在專題一二的學習中已學習了物質分類觀念和Na2CO3的性質，所學知識可以服務于本節(jié)課Na2SiO3的性質教學，高中化學學科核心素養(yǎng)是學生綜合素質的具體體現，需要在教學過程中滲透化學核心素養(yǎng)的發(fā)展，因此設置了基于核心素養(yǎng)的教學目標，具體如下：

（二）內容（Content）

學業(yè)要求可以指導教學方向與內容，故結合本節(jié)課的學業(yè)要求，可以設計如下的教學內容：

[環(huán)節(jié)一]神秘“寶衣”—設置歷史故事東漢時有一件神秘“寶衣”可以“以火浣衣”這一真實情境，在此情景下設置問題鏈揭開神秘“寶衣”的面紗，從宏觀走向微觀的組成與結構，從硅酸鹽的最基本結構Si-O四面體出發(fā)，理解由石棉制成的“寶衣”不怕火，并加熱石棉網加以驗證；由結構決定性質，探究結構相似的Na2SiO3溶液的耐火性，進行對比實驗，總結科學探究解決問題的一般方法；進一步提出問題“寶衣”可能怕什么，引到結構相似的Na2SiO3溶液性質探究，給出方法導引—“學習化合物性質的一般方法”。

結合與Na2CO3性質相似，預測性質，實驗探究，最后揭曉“寶衣”的廬山真面目。

[環(huán)節(jié)二]硅酸鹽產品—性質決定應用，硅酸鹽性質穩(wěn)定，應用廣泛，介紹像“寶衣”一樣以硅酸鹽礦物為原料制成的其他硅酸鹽產品，結合高爐煉鐵中產生爐渣的反應推斷制備玻璃的反應原理，進而學習水泥與陶瓷以及其他新型硅酸鹽產品如分子篩。

[環(huán)節(jié)三]認知模型—總結與核心素養(yǎng)相關的認知模型并布置“硅作為古老而具有青春活力的元素”在現代信息技術上創(chuàng)造的價值，留下懸念。

（三）活動（Activity）

實驗教學是化學教學的核心組成部分，學生在進行實驗探究的過程中，培養(yǎng)高階思維，本課在環(huán)節(jié)一中利用問題鏈設置了實驗，例如：

（1）如何驗證Na2SiO3溶液耐火？

學生活動：利用火柴棒、石棉網、酒精燈、蒸餾水、Na2SiO3溶液，討論并設計實驗方案。

[生]考慮到對照實驗的設計原則，故將兩根相同的火柴棒，一支浸入蒸餾水，一支浸入Na2SiO3溶液，吸濕浸透后取出，同時置于石棉網上加熱，觀察現象。

表1 Na2SiO3溶液耐火性實驗

圖2 Na2SiO3溶液耐火性實驗

總結形成科學探究解決問題的一般方法：提出問題、設計方案、實驗探究、收集證據、解釋結論。

設計意圖：滲透結構決定性質的學科思想，將認識思路結構化，進一步對Na2SiO3溶液耐火的性質，設計實驗方案，并進行探究實驗，診斷并發(fā)展學生實驗探究的水平，發(fā)展科學探究的意識。

（2）討論并設計實驗方案探究Na2SiO3可能有的化學性質？

[生]由于Na2SiO3與Na2CO3性質相似，預測Na2SiO3溶液可能呈堿性，可加酚酞檢驗，再者可以加酸如鹽酸觀察現象。

表2 Na2SiO3的水溶液性質探究

設計意圖：通過學習化合物性質的一般方法，對Na2SiO3溶液的性質進行預測與探究，診斷并發(fā)展學生對物質性質的探究水平和認識的水平，同時在學生實驗過程中注重實驗操作的規(guī)范性與細節(jié)性的指導，培養(yǎng)學生良好的實驗習慣。

[師]發(fā)現一瓶久置的Na2SiO3溶液下面有一層白色凝膠狀沉淀，未曾向其中加試劑，猜想可能的原因？

[生]空氣中的CO2溶于水生成H2CO3，與Na2SiO3反應產生H2SiO3。

[生]書寫方程式—Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3↓ + Na2CO3

設計意圖：通過發(fā)現久置的Na2SiO3溶液中白色凝膠狀沉淀，書寫CO2通入Na2SiO3溶液的方程式，將“宏觀-微觀-符號”三重表征有機融合，讓學生的思維能力從單一水平向關聯水平發(fā)展。

（四）情境（Situation）

創(chuàng)設真實問題情境，以問題為導向，建立宏觀與微觀的聯系，實現知識結構化、認識思路結構化，在過程中滲透化學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，建立認知模型，開展建構學習、探究學習。

[情境]東漢桓帝時，大將軍梁冀有一件“寶衣”。一天，他與朋友吃飯，不小心在“寶衣”上灑了油跡，遂“以火浣衣”，當取出“寶衣”時，發(fā)現油跡消失了，“寶衣”更亮了，沒有任何損傷，大家都很疑惑“寶衣”為什么不怕火呢？

在此情境下以問題為導向進行教學，具體如下：

（五）評價（Evaluation）

新課標倡導及時評價學生在不同學習階段學科核心素養(yǎng)的達成情況，實現“教、學、評”一體化，使每個學生的核心素養(yǎng)得到發(fā)展，過程與結果都予以評價，診斷并發(fā)展學生核心素養(yǎng)。

本節(jié)課的學習評價方式包括以下幾種：

（1）課堂提問的設計應有意識的關注素養(yǎng)的達成及診斷。例如：寶衣是由石棉制成的？引導學生關注其微觀結構，進而了解其性質及應用；Na2SiO3可能有的性質？引導學生關注結構相似的物質的性質，預測其化學性質并進行探究。

（2）課堂點評應有的放矢，增強核心素養(yǎng)的指導性。例如，通過對Na2SiO3溶液耐火的探究實驗設計方案的交流與點評，診斷并發(fā)展學生實驗探究的水平（定性水平、系統水平）；通過對Na2SiO3溶液性質的預測與探究，診斷并發(fā)展學生對物質性質的探究水平和認識物質的水平（孤立水平、系統水平）；從學科本原出發(fā)啟發(fā)學生進一步概括出結構、性質、應用間的認知模型，將認識思路和核心觀念結構化。

（3）發(fā)揮課堂練習與課后作業(yè)對發(fā)展核心素養(yǎng)的重要功能。根據學業(yè)要求精選課堂練習與作業(yè)，及時評價與反饋，同步實施，形成合力，促進核心素養(yǎng)發(fā)展。

（六）策略（Strategy）

結合學業(yè)要求與教學目標，本課的教學策略如下：

（1）“教”的策略—創(chuàng)設情境，問題導向。設置合適真實的教學情境，促進學生體會化學學科的價值與魅力。本文設置的神秘寶衣這一歷史故事背景真實，在中國周代就已用石棉制作織物，因沾污后經火燒即潔白如新，故有“火浣布”之稱，在此情境下，設計問題鏈和實施教學，開展探究學習，引領學生走進硅酸鹽的世界，體會化學科學對人類的意義。

（2）“學”的策略—實驗探究，建構模型。實驗是化學的重要組成部分，開展一系列實驗探究活動，在實驗設計到完善再到實施的這個過程，讓學生結合所學知識與技能，有效發(fā)展自身核心素養(yǎng)；并總結科學探究解決問題的一般方法，建構結構、性質、應用的認知模型。

（3）“評”的策略—多維評價、外顯思維。緊緊圍繞核心素養(yǎng)與學業(yè)要求制定學習評價目標，開展多維評價，外顯學生的思維過程，進行有效診斷。

三、教學反思

本課在新課程標準背景下運用CASES-T模型進行教學，設計并重構了“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產品”的教學內容，凸顯了核心素養(yǎng)，避免教學內容的科普化，單調化，突破了傳統的教學模式，深刻認識到該模型對化學教學實踐的指導作用。

在CASES-T模型的指導下從知識角度，我們以石棉制成的“寶衣”可以“以火浣衣”的案例探究了硅酸鹽的結構與性質，又從結構出發(fā)理解了硅酸鹽的性質以及應用與制備，逐漸建立結構決定性質，性質決定應用，應用反映性質，性質反映結構的認知模型。從素養(yǎng)角度，我們將宏觀與微觀結合，進行科學探究，并進一步進行證據推理，解決問題在這個過程中感受化學對人類文明的貢獻，從生活走進化學，從化學走進生活，培養(yǎng)科學的態(tài)度與社會責任，發(fā)展化學核心素養(yǎng)。