聚焦核心素養 活用支架教學

曹學民

摘 要：基于以“素養為本”的教學理念，探索和實踐了支架式教學在化學教學中的有效運用。主要闡述支架式教學的理論基礎，舉例說明了支架的種類及選擇思路，以“金屬鈉的性質和應用”教學為例詳細介紹教學各環節的學習支架和設計意圖。

關鍵詞：化學核心素養；情景；問題；實驗；支架教學

很多教師把教學定位在學生的學習就是為了應付考試，所以造成教學只停留在一味給學生灌輸書本知識，解題只重視規定的解題模式，實驗演示只重視實驗的結果，導致很多學生上課時雖然能聽懂但很快就“還”給老師了，出現這種現象的根本原因是學生在最初學習的時候缺少對知識的逐層分析環節，缺少對實驗的探究體驗以及實驗中可能出現的新情況的預測和驗證，所以學生事實上根本就沒有真正理解化學原理和本質，僅憑反復記憶收效甚微。這樣的教學現狀根本達不到學以致用的目的，不能促進學生的全面發展，更難有效培養學生的學科核心素養，因此教師應該積極探索既能真正掌握所學知識又能培養學生的解題能力，同時還能滲透化學學科素養的教學方式。筆者基于以“素養為本”的教學理念，探索和實踐了支架式教學在化學教學中的有效運用。

一、支架式教學的理論基礎

支架式教學是以人本主義理論和建構主義理論為指導，以學習者現有發展水平為基礎，引導學生事先把復雜的學習任務加以分割，使之分解成幾個有明確學習目標，體現不同重難點，思維水平要求有梯度的細小又有層次的學習任務，這樣能使學習者的理解逐步深入，形成知識框架和網絡，然后再以這些已有知識繼續作為支架基礎，進一步探索新知識，實現深度學習。高中化學知識比較抽象，知識點分布比較零散。根據學科特點，筆者認為在化學教學中支架式教學應該是以學生為主體，利用情境設置、問題討論、實驗探究、小組合作等要素，充分發揮學生的主觀能動性，教師指導學生積極參與探索和創新。

二、支架的種類及選擇思路

支架式教學可根據教學需要和不同的教學環節設計找準支架的支點，搭建不同的支架，如情景支架、問題支架、模型支架、合作支架、評價支架、實驗支架等，作為化學學科來說，它的特點是內容抽象、知識零散、學習枯燥等。結合這些現象我認為情景支架、問題支架和實驗支架顯得尤為重要。

1.情景支架

課堂教學要想充分調動學生的學習積極性和激發學生的學習斗志，教師就必須能根據不同的教學內容創設各種情景支架，盡可能調動學生的多種感官參與課堂研究，在模擬情景中深入各種角色，體現自我價值，從而逾越學習障礙。建構主義學習理論認為學習在于激勵、喚醒和鼓舞學生的斗志，是一個積極、主動、協作、交互的過程。化學是一門理論性很強的學科，化學來源于生活，各種教學情景的設計能幫助教師把枯燥乏味的課堂變得活潑生動，也可以為學生創造輕松愉悅的學習氛圍，使學生真正做到樂而好學。搭建情景支架就是把與書本理論有關的情景模擬分解成一個個小的情景，然后利用我們所學的舊知識逐一去分析，從而解開新知識的面紗。如：我們在學習“乙醇”這一內容時，可設計這樣一系列情景：（1）交警測酒駕；（2）酒精中毒的救治；（3）醉酒表現等。把畫面一一呈現給學生看，引起學生的共鳴。

2.問題支架

教師應著眼于學生的思維發展過程，重視新舊知識的聯系，通過學生的思考、練習把舊知識轉化為學生的新知識。化學學科知識比較零碎，有時要解決化學學習中的某個問題，我們需要用到的知識可能來自于教材多處的多個知識點，因此我們在化學問題設計時可采用問題支架，把不同的知識點分解成一個個小的知識點，通過逐一突破，最終回歸到解決本類題目所需要的知識和方法上來。如：“物質的量”中有這樣一道題：將標準狀況下的V體積氯化氫氣體溶于1體積水中，所得溶液的密度為d g·cm-3，求該溶液中溶質的物質的量濃度？知識內容涉及氣體的物質的量、溶液質量、溶液體積等相關計算。按理說這些知識學生都是很熟悉的，但為什么學生還是不能順利解決這道題呢？我通過調查，發現學生在解題時總想一步到位把這道題完成，這樣反而欲速則不達。所以我找準支點，設計了以下作業支架：（1）求HCl的物質的量？（2）求溶液的質量？（3）求溶液的體積？解決了這些問題后，就順其自然地解決了原題中的問題。于是我課后又詢問了學生，感到欣慰的是，學生都明白了這一類題目的思維方式和解題策略。又如：在解決等效平衡問題時，很多學生根本理解不了，甚至發現很多學生在死記硬背相關結論。對這些比較抽象的知識，我們可以采用根據不同類型、不同難度搭建問題支架來解決這類繁鎖且抽象的化學難點。

3.實驗支架

化學學科核心素養中特別提到培養學生的科學探究能力與創新意識，要求依據實驗目的，設計實驗方案，進行實驗探究，然后基于實驗事實得出結論，提出自己的看法。如何通過實驗的設計和探究來滿足我們的教學需要呢？如：教師在講“物質的檢驗”時，可以以某地區水質受到污染為情景，模擬檢測一瓶受到污染的地下水（呈黃色）。教師可以通過問題設計，搭建實驗支架，從多角度突破實驗探究（如檢測酸堿性，檢驗可能存在的微粒等），讓學生借助實驗操作逐一解決相關問題。又如：“鐵”的教學中，可展示已經變質的蛋糕，來分析如何保存蛋糕，繼而提出保鮮劑。最后搭建實驗支架，通過一系列的實驗探究分析得出保鮮劑的成分和功效。

三、支架式教學案例流程設計

課程內容：金屬鈉的性質和應用（第一課時）

【學習任務一】探究鈉與水的反應實質

情景支架：生活之中處處有化學。如果學生經常關注新聞，就會了解到很多與化學知識密切相關的實際問題。閱讀以下新聞內容，說說你從新聞內容中發現或聯想到哪些化學問題？

新聞內容摘錄：“烈火英雄向秀麗”。在20世紀50年代末，我國的女英雄向秀麗所在的工廠車間不慎失火，從火海中逃出的她突然想起車間里還有很多鈉，而當時消防車已經在現場準備滅火工作了，但她還是毅然決然地沖進火海搶救出了所有的鈉，自己卻壯烈犧牲了。

問題支架：（1）消防車來了，向秀麗為什么還要沖進火海去搶救鈉呢？

（2）難道是存放了很多鈉的車間著火不能用水滅火嗎？

（3）……（說明：繼續追問一系列問題激發學生探究的欲望。）

設計意圖：利用真實情景素材導入新課，緊貼生活實際，巧妙地運用情景支架激發起學生的學習興趣和問題支架，由此引發學生對新課知識的探究欲望。好的課題引入方式可以起到“一石激起千層浪”的作用，激發學生的學習潛能，提高學生的學習積極性，充分體現快樂學習的意義。

實驗支架：（實驗一）用膠頭滴管將水滴在包有棉花的玻璃棒上，無明顯現象。

（實驗二）用膠頭滴管將水滴在包有棉花（內含小鈉塊）的玻璃棒上，觀察到棉花燃燒起來了。

（實驗三）把小鈉塊投入滴有酚酞的蒸餾水中（蒸餾水裝在塑料瓶中，且塑料瓶中的空氣已排盡），觀察現象并收集產生的氣體加以檢驗。（說明：這是一個自己設計的改進實驗）

問題支架：（側重基礎）

（1）通過以上對比實驗，描述鈉與水反應的實驗現象，歸納總結金屬鈉的物理性質。

（2）通過實驗證明收集到的氣體是什么？

（3）酚酞變紅說明產生了什么物質？

問題支架：（思維提升）

（1）能否從氧化還原角度解釋收集到的氣體是什么？

（2）鈉與水反應的實質是什么？

（3）根據鈉與水反應的實質，預測鈉與酸反應的現象。

引導學生得出結論：鈉和水反應的實質是與水中的H+反應，由于酸中H+的物質的量濃度比水中的大，所以鈉和酸反應的速率明顯比鈉和水反應的大。

實驗支架：（實驗四）把小鈉塊投入極稀的鹽酸溶液（極稀的鹽酸溶液置于培養皿）中，觀察現象（實驗過程中要特別關注本實驗的危險性）。

設計意圖：通過組織學生思考和討論相關實驗操作的注意事項，引導學生明確實驗目的，探究實驗原理，明白“為什么要這樣做實驗？不這么做會怎么樣？”的原因并親自體驗實驗操作。在實驗探究的引導下，設計問題支架乘勝追擊研究鈉原子的結構（鈉原子核外電子11個，最外層只有一個電子），推導出鈉在化學反應中很容易失去最外層電子，表現出很強的還原性，從而指導學生基于原子結構的認識預測其元素的性質，明白“結構決定性質，性質決定應用”的研究和學習物質的思路。當然我們還可以選取一些與知識內容有關、更體現視覺效果的化學實驗類的小魔術等來吸引學生的注意力，激發學生興趣。

【學習任務二】探究鈉與鹽溶液的反應（以鈉與硫酸銅溶液反應為例）

問題支架：（學生分組討論）

（1）猜測鈉與硫酸銅溶液反應的實驗現象。

（2）如何設計實驗證明你的猜測？

實驗支架：（實驗五）將鈉塊投入盛有硫酸銅溶液的培養皿中，觀察實驗現象。

問題支架：（學生分組討論）

（1）鈉與硫酸銅溶液反應的原理是什么？

（2）為什么鈉與硫酸銅溶液反應不能置換出單質銅？

如何實現用鈉制取某些金屬單質？（思維提升）

設計意圖：教師引導學生通過實驗的探究設計、問題的拓展延伸、思路的整理分析，突出問題的研究過程。培養學生發現并解決問題的能力，深化創新意識，培養科學探究能力。這種方法有利于培養學生“證據推理”和“科學探究”的化學學科核心素養。

【學習任務三】化學用語的規范落實——化學方程式

問題支架：

（1）鈉與水反應的化學方程式？

（2）NaOH與CuSO4溶液反應的化學方程式？

（3）合并兩步反應。

引導學生思考：化學中有很多化學反應比較復雜，我們很難一步完成其化學方程式時，可以根據其反應實質分解其反應，尋求各個突破，最后合并方程式。

設計意圖：在這一學習任務中主要通過搭建問題支架來分解學習重難點，從而適當降低學習難度，而且合理的問題支架設計使問題的指向性更加明確了，學生更容易真正掌握化學反應的實質，全面突破解題方法。

【學習任務四】總結和評價

本節課最后環節由學生構建本節課的知識網絡，教師和學生共同做出合理的評價。

設計意圖：要讓一個人感動，莫過于感動這個人的心，支架式教學由于采用了內容的一一突破，涉及的問題較多，在評價環節應該多角度進行，同時形式也要多樣化，可以是個人的自我評價，也可以是集體或個人對他人的評價等。在評價時要充分挖掘值得肯定的方面加以表揚和鼓勵，既要關注結果，也要關注變化和發展，從而最大限度地激發學生對下一步學習的濃厚興趣，更積極主動地參與學習。

四、結束語

教師在教學過程中應注意知識的科學性、連續性，在教學中選用合適的支架進行教學，有目的地通過情景支架、問題支架、實驗支架等，從過去的“填鴨式”“滿堂灌”教學方式過渡到“探究式”“互助式”學習模式。讓學生真正成為課堂的主人，教師只作為學習活動的組織者和促進者，引導學生在繁雜的學科知識中理清化學知識結構，真正理解和掌握化學學科的核心內容。同時在運用支架式教學時也要注意支架要有一定的層次性，由淺入深，逐層推進，最終實現深度學習。我相信在新課程理念的指導下，化學教師一定能活用支架式教學突破學生核心素養的培育。

參考文獻：

[1]楊慶利.基于核心素養的高中化學支架式教學設計研究[D].聊城大學，2017.

[2]趙振鋒.高中化學支架式教學設計與實踐探討[J].中學化學教學參考，2016（8）：23.

編輯 郭小琴