指向核心素养的“五线导学法”教学设计

来源 :化学教与学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:minifeng
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  摘要:提出了教学过程中情境任务线、活动评价线、知识线、方法线、情感线构成的“五线导学法”的内涵及必要性,并基于识水,探究废水呈酸碱性的原因;研水,pH的简单计算;议水,讨论溶液酸碱性的意义;测水,溶液酸碱性的测定;治水,改善河水水质酸碱性的方法为主线,设计了“以水为脉因水而兴——从治水谈溶液酸碱性”一课。
  关键词:溶液的酸碱性;核心素养;五水共治
  文章编号:1008-0546( 2021)01-0039-04
  中图分类号:G632.41
  文献标识码:B
  doi: 10.3969/j .issn.1008-0546.2021.01.011
  一、“五线导学法”的内涵及必要性
  发展学生的核心素养,开展“素养为本”的课堂教学已成为当前化学教学实践的新追求。本文提出“五线导学法”的教学模式,包含情境任务线、活动评价线、知识线、方法线、情感线五大组成。情境任务线以任务为导向,以真实的情境为载体,打破书本和生活的界限,是核心素养形成和发展的有效保障。活动评价线通过设计小组合作、自主探究等活动内容,贯彻师生、生生互动,采用自评、互评、师评、组评等多种评价模式,实现设计、探究、质疑、总结全过程。这两条线是课堂的根、干,下分知识、方法、情感三条线为枝、叶,丰富完善教学脉络,将零散的知识串联成结构化的整体,运用多种方法为课程内容的生成提供有效手段,实现化学、生活、社会、环境的有机联系。五线相辅相成,真正使素养为本的教学落地生根(图1)。
  二、教学设计思路
  本文以苏教版《化学反应原理》“溶液的酸碱性”一课为例,关注核心素养的落实,采用“五线导学法”展开,在2019年北仑区课堂教学展示中,获得了一致的好评。
  1.制定教学与评价目标
  引导学生认识化学变化所遵循的基本原理,形成变化观念,是本节课所要讨论的问题[1]。从北仑水生态文明建设切人,通过“治水”这一任务驱动,对溶液的酸碱性展开讨论,把小浃江依水而兴、人水和谐的美丽故事带给学生,切身感受化学与环境、生活的紧密联系。
  [学情分析]
  基础项:学生已经具备pH判断溶液酸碱性的知识基础,溶液酸碱性检测的能力基础。
  发展项:学生能从本质上认识溶液呈现不同酸碱性的原因;掌握模型建构等学习方法,培养问题研究的能力;感受化学在生活中的重要作用,以及学科结合的发展,能有效简化科研、推动化学发展。
  障碍项:学生仍然存在数形结合对溶液酸碱性分析和认识的知识障碍;实验探究细节操作的不规范的能力障碍;理论联系实际观念体会的情感障碍。
  [教学目标]
  (1)宏观辨识与微观探析:从宏观到微观到定量,充分认识溶液酸碱性的本质,运用提取、分析、建模等手段,掌握pH的计算。
  (2)科学探究与创新意识:“定性”与“定量”相结合的探究方式,形成严谨求实的科学态度和探究精神。
  (3)科学态度与社会责任:以治水为任务驱动,深刻理解化学、生活、社会、环境之间的关系,树立绿色化学观念和可持续发展的意识。
  2.构建五线导学法
  (1)创设问题情境。通过文献检索和资料收集,以识水、研水、议水、测水、治水为教学主线,设计教学任务。
  (2)引导活动评价。数形结合,由浅人深体会溶液酸碱性本质,由定性到定量的实验测定观,层层递进,统筹探究、推理、综合运用等能力解决实际问题。
  (3)构建知识脉络。紧扣教材、课标及考纲,将酸碱性本质、计算、测定及改善方法梳理成体系,深入认识该部分内容的研究价值。
  (4)贯穿多样方法。在图表中感受c(H )、c(OH-)此消彼长的变化、平衡关系;在计算中化繁为简,推导建构模型,定性定量相结合,充分发展化学素养。
  (5)升华科学责任。感受人与水的和谐关系与时俱进地改善,更好地助力家乡的五水共治建设(图2)。
  三、课堂实录
  1.立足生活,引入课题
  [引课]日前,省水利厅公布了浙江省首届“美丽河湖”的評选名单,我区的小浃江榜上有名。这是小浃江在成为全市唯一获浙江“最美家乡河”之后的又一荣誉。今天,就让我们一起走近这条最美家乡河。大家能否想象,美丽的小浃江,在几年前却是污浊不堪,水质仅为劣V类的它让人望而生畏,同学们,你们所知道水污染指标有哪些呢?
  展示北仑区“五水共治”网的信息,认识水污染指标,引入今天的课题。
  设计意图:问题来源于真实情境是基于核心素养教学的一个显著特征[2]。本节课由近期的新闻引入,对家乡河——小浃江进行讨论。既提升了家乡自豪感,也引导学生积极关注社会问题,成为有责任、有担当的新青年。今夕对比照片引起强烈的视觉冲击,从情感线上落实社会责任,感受人与环境和谐发展的重要意义,也进一步奠定了本节课的社会价值。
  2.任务一:识水——层层深入,分析原因
  [过渡]大家会如何判断水质的酸碱性呢?
  学生根据初中的知识提出pH值,联系初高中,用化学史介绍第一种判断方法-pH判据。根据定义式,学生能将pH转化为氢离子浓度进行表征,从而得到第二种判断方法——氢离子浓度判据。用问题链的形式对溶液的酸碱性进一步讨论:
  [教学片段]
  [教师]我们已经学过水的离子积常数,250C时,Kw=1.0x10-14,请大家判断以下三种溶液的酸碱性,并且用氢离子浓度判据进行验证。
  [学生]判断0.01mol/L盐酸溶液、水、0.01mol/L氢氧化钠溶液的酸碱性,并验证。
  [教师]我们把计算得到的数据以柱状图的形式表示出来,升高温度到100℃,Kw=1.0x10-12,再请同学们进行计算,并判断酸碱性。   [学生]计算并判断。
  [追问]你觉得lOOcC水呈什么性?
  [学生]中性。
  [追问]为什么c (H ) =10-6mol/L是中性?是否与前两种判据产生了矛盾?你有更准确的方式来判断溶液的酸碱性?
  [学生]比较c(H )和c(OH-)的相对大小。
  [教师]大家是否同意这位同学的判断方法?老师也同意,这就是判断溶液酸碱性的第三种判据——核心判据。
  [总结]总结三种判据的适用条件(图3)。
  设计意图:通过展示初中课本内容,做初高中的知识衔接,提高学生对该部分内容的亲切感,为新知识的生成作铺垫。化学史的介绍,体会科学家不断钻研的品质,也认识到学科结合的发展能有效简化科研、推动化学的发展,提升学生科学创新的情感线,切实感受pH引入的重要意义。从三个层级逐步深入对溶液酸碱性的讨论,由表及里,层层递进,矛盾的产生有利于调动学生的学习兴趣,从方法线上提高证据推理能力,加强思维的严密性,感受不同判断方法的适用性和本质,完善溶液酸碱性判断的知识线。
  3.任务二:研水——模型建构,计算分析
  学生演算0.005mol/L硫酸、0.1mol/L氨水(电离度为1%)的pH,建立简单的计算模型,通过c(H )与pH数轴图,分析pH与溶液酸碱性的关系。以问题组的形式深入探究:
  ①如果以c(H )为横坐标,c(OH-)为纵坐标,描点连线,会出现什么样图像?
  ②如何找酸性区域、碱性区域、中性点?
  ③曲线能否与坐标轴相交?
  ④将水升高温度到100℃,请你在图像上找到该点。
  ⑤升高温度能否改变水的pH?能否改变酸碱性?
  ⑥若把100℃、25℃的水和原点连线,得到什么?
  ⑦y=x直线的意义是什么?
  ⑧如何找不同温度下碱性区域和酸性区域?(图4)
  设计意图:将数据转化为图像,将抽象概念形象化,采用数形结合、问题组驱动等方法,在帮助学生从微观角度感受动态平衡,引导自主构建模型,促进“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”素养的提升。在问题组的探究过程中,将师评和互评有机结合,增加学生的学习动力,在比较中创造竞争力。
  4.任务三:议水——联系生活,讨论求真
  [过渡]小浃江周围有一些工厂,会排放一定的废水,为什么废水会呈强酸或强碱性呢?
  介绍酸性废水、碱性废水的主要来源,思考工业废水所造成的危害。总结pH与农业生产、pH与生活、pH与生命活动的重要关系。
  设计意图:本环节旨在帮助学生从书本走近生活。以文献等引述解读溶液的酸碱性与化工生产的关系,拓展了学生寻找证据的方法线,也增强了学生的社会责任感和使命感。通过pH与家乡农业生产、生活、生命活动的联系,将化学与生活的紧密相连,落实理论联系实际的情感线。
  5.任务四:测水——实验探究,评价修正
  [过渡]既然溶液的酸碱性如此重要,测定成了我们急需解决的问题。大家知道有哪些测定方法?
  从定性介绍常见的指示剂,体会化学的变化之美。到定量介绍pH试纸及操作方法。以实验室有三瓶丢失了标签的无色溶液已编号为A、B、C为研究对象,进行以下探究:
  你能只通过酸碱指示剂酚酞确定溶液的酸碱性吗?
  酚酞不变色能否确定溶液的酸碱性?
  你会选择什么样的方法进一步探究?
  能否比较B、C酸碱性的强弱?
  还有更精密的仪器吗?(表1)(图5)
  设计意图:在测水这一环节,由定性的酸碱指示剂到定量的pH试纸再到更精密的pH计,情感线上引导学生形成严谨求实的科学态度和探究精神。方法线,定性到定量的实验测定观,感受研究物质的一般程序,有效培育学生基于证据的分析推理能力。在实验二中,无法比较的B、C溶液的强弱使得许多学生观察到现象却不敢记录,师评中采用表扬该小组的评价方式,强化学生尊重客观事实的理念。同时,在小组分享结果的过程中,采用组评的方式,激励不同小组间产生新的思维火花,形成多样的课堂呈现,效果较好。实验设计巧妙,可操作性强,现象明显。全方位认识了不同方法的优点和不足,赞赏科技发展之美。
  6.任务五.治水——学以致用,落实责任
  [过渡]B号溶液是学校浣香湖中的水,C号溶液学校门口泰东河里的水,人类的生产生活的确会对水质产生影响,那么如何改善河水水质呢?
  介绍治理的三种方式:投药中和法、酸碱废水中和法、化学沉淀法[3],了解目前区内治水工作。
  [总结]在政府不懈努力下,小浃江的水质由原来的劣V类提升至现在Ⅲ类标准,出境水质明显高于入境,筑起一道防洪排涝防御线。以水为脉,因水而兴,北仑水生态文明建设硕果累累。展示2018年度北仑治水“成绩单”,2019年的五水共治建设也正在如火如荼建设中。水是江南的灵魂所在,人与水的和谐关系也在与时俱进地改善着,希望通过本节课的学习,大家在掌握知识、方法的同时,也能更好地助力家乡的五水共治建设,形成共治、共建、共享的良好氛围。
  设计意图:从性质到应用是化学知识呈现的常见方式,本环节从治水走向社会,关注身边的水污染问题,深化五水共治建设,使得情感线发展得到了升华。基于“五线导学法”的高中化学教学,让学生在掌握知识的基础上,通过分析、归纳、实现了化学学科思想与方法的生成,促进了学生化学学科核心素养的有效提升。
  四、教学反思
  笔者以活动评价线和情景任务线为根、干,以知识线、方法线、情感线为枝、叶,教学过程中落实素养为本的教学目标,通过施教、反馈和反思,笔者有以下心得:
  1.活动评价线有效推动课堂的发展
  知识不是静态的结果陈述,而是在课堂合作过程中的发展和再创造。在设计溶液酸碱性测定的实验中,笔者摒弃了常规测定方案,选择未知河水A、B、C为探究对象,既提高了学生的兴趣,也秉持了化学来源于生活的情感线。而B、C两种相近溶液的选择,给学生设置了小小的难度,也使他们全面认识了酸碱指示剂、pH试纸、pH计各自的优缺点,完善了定性与定量相结合的测定观。整个过程流畅且深入,师生成为了学习情境的组织者和共同探讨者。
  2.情境任务线巧妙根植素养的落实
  合理开发课程资源,对教学内容进行整体规划和有序设计,是值得挖掘的方向。本节课中,笔者以“五水共治”这一社会问题为情境,通过识水,研水,议水,测水,治水的任务驱动,使整节课一气呵成。不仅使知识、方法线的发展符合认知规律,也促进学生认识学习对生产、生活和社會发展的作用,深化社会责任。真正做到从理性层面到实践层面到精神价值层面的再认识。此外,笔者也通过结合自然现象、工业生产、生活,创设熟悉的情境,对《二氧化硫的性质和作用》《铁、铜及其化合物的应用》《乙醇》等课例也进行了“五线导学法”的实施,获得了好评。
  “五线导学法”的教学方法实现了从知识、方法、情感到核心素养为本的教学转变,不仅为今后解决类似问题提供了思路,也真正关注到化学、生活、社会、环境和谐发展的重要作用。
  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)[S].北京:人民教育出版社,2018:33-36
  [2]余文森,核心素养导向的课堂教学[M].上海:上海教育出版社.2017
  [3] 张立超.大庆油田化工工业污水处理技术研究[D].长春:吉林大学,2009
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