基于拋錨式教學(xué)的導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)

張?zhí)K丹 張麗 閻建輝

摘?要：為促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，文章分析了拋錨式與導(dǎo)學(xué)案教學(xué)結(jié)合的理論和實(shí)踐的可行性，并以“金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)為例進(jìn)行基于拋錨式教學(xué)的導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)?拋錨式?導(dǎo)學(xué)案

導(dǎo)學(xué)案是教師根據(jù)學(xué)生的身心發(fā)展的規(guī)律及認(rèn)知水平，為引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)而編制的方案。隨著在教學(xué)中的運(yùn)用，導(dǎo)學(xué)案逐漸暴露了許多問題，王輝等人通過研究得出目前學(xué)校的導(dǎo)學(xué)案忽視了“導(dǎo)”的本意，且導(dǎo)學(xué)案研發(fā)中內(nèi)容選擇局限于教輔或教材內(nèi)容，這不利于啟發(fā)學(xué)生思維及調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，故在實(shí)際教學(xué)中導(dǎo)學(xué)案沒有起到應(yīng)有的教學(xué)效果。

一、導(dǎo)學(xué)案與拋錨式教學(xué)結(jié)合的可行性

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）（以下簡稱《課標(biāo)》）中提道：“真實(shí)、具體的問題情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺(tái)。”而拋錨式教學(xué)是建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下的一種教學(xué)模式，要求教學(xué)內(nèi)容建立在有感染力的真實(shí)事件或問題的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生更有效地建構(gòu)知識(shí)。邱瑞爍通過將拋錨式教學(xué)模式引入化學(xué)教學(xué)中，得出拋錨式教學(xué)可降低學(xué)生對化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)的畏懼情緒，且可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，這正好彌補(bǔ)導(dǎo)學(xué)案的不足。

導(dǎo)學(xué)案與拋錨式教學(xué)都強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)、探究活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)在教學(xué)中學(xué)生的主體。拋錨式教學(xué)的“錨”（即創(chuàng)設(shè)情景或問題解決）可為導(dǎo)學(xué)案提供良好教學(xué)環(huán)境，避免教學(xué)無趣味，而導(dǎo)學(xué)案可為拋錨式教學(xué)提供教學(xué)方向，引導(dǎo)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中圍繞教學(xué)目標(biāo)開展，有利于知識(shí)系統(tǒng)化，故兩者存在良好互補(bǔ)性，所以在理論上將導(dǎo)學(xué)案與拋錨教學(xué)相結(jié)合具有理論可行性。沈文炳將拋錨式與導(dǎo)學(xué)案相結(jié)合得出該模式可激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，并能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力，則將導(dǎo)學(xué)案與拋錨教學(xué)相結(jié)合具有實(shí)踐的可操作性。故本文章以“金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)”為例進(jìn)行基于拋錨式教學(xué)的導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)。

二、基于拋錨式教學(xué)的導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)

1.學(xué)習(xí)目標(biāo)

核心素養(yǎng)的五個(gè)教學(xué)目標(biāo)

宏觀辨識(shí)與微觀探析，從鈉-空氣電池的微觀原理圖及鈉與氧氣在加熱條件下的宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的兩個(gè)視角來深刻理解鈉與氧氣反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。

證據(jù)推理與模型認(rèn)知，根據(jù)鈉原子結(jié)構(gòu)，推出鈉的化學(xué)性質(zhì)，強(qiáng)化“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認(rèn)知模型;能從物質(zhì)組成及氧化還原反應(yīng)的角度，預(yù)測鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物。

實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)，觀察鈉與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，客觀記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;完成鈉與水的實(shí)驗(yàn)探究，能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析并得出結(jié)論。

變化觀念與創(chuàng)新意識(shí)，改變鈉與氧氣的反應(yīng)條件，產(chǎn)物也隨之不同，認(rèn)識(shí)到化學(xué)變化需要一定的條件，遵循一般規(guī)律，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科思想。

科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任，通過鈉的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，逐步形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度;借助鈉-空氣電池的真實(shí)情景，充分認(rèn)識(shí)到化學(xué)科學(xué)的價(jià)值，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。

2.內(nèi)容分析

《活潑的金屬單質(zhì)——鈉》是人教版高中化學(xué)必修第一冊（新版）第二章第一節(jié)的內(nèi)容，是元素化合物知識(shí)的起始節(jié)。本節(jié)內(nèi)容通過分析鈉原子結(jié)構(gòu)推理出鈉的化學(xué)性質(zhì)非常活潑，讓學(xué)生形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的認(rèn)知模型，再通過鈉在空氣中和水中的反應(yīng)加以證實(shí)，通過對比鈉與氧氣反應(yīng)條件不同，產(chǎn)物不同，讓學(xué)生初步形成化學(xué)變化是有條件的觀念。

《課標(biāo)》要求結(jié)合真實(shí)情景中的應(yīng)用實(shí)例或?qū)嶒?yàn)探究，了解鈉的主要性質(zhì)，并認(rèn)識(shí)其在生產(chǎn)中的應(yīng)用，故本次教學(xué)先以真實(shí)情景——研發(fā)新型鈉——空氣電池的緣由激發(fā)學(xué)生求知欲，通過導(dǎo)學(xué)案的引導(dǎo)讓學(xué)生預(yù)測鈉的化學(xué)性質(zhì)，然后提問鈉——空氣電池的工作原理引出鈉的性質(zhì)及在不同條件下與氧氣的反應(yīng)，緊接著提出鈉——空氣電池在使用時(shí)可能存在的隱患，進(jìn)而引出鈉與水的反應(yīng)，最后展望鈉——空氣電池的發(fā)展前景，讓學(xué)生具有探索未知、崇尚真理的意識(shí)。

3.教學(xué)過程

（1）課前預(yù)習(xí)

課前任務(wù)1：課前利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)觀看視頻，以“工作坊”為單位討論解決問題。

拋錨式教學(xué)設(shè)計(jì)：視頻情景：新型鈉-空氣電池的介紹。問題設(shè)錨：為什么科學(xué)家能從鋰-空氣電池聯(lián)想到鈉-空氣電池的開發(fā)？

導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)：

任務(wù)①從原子角度分析討論，并預(yù)測鈉的化學(xué)性質(zhì)。

任務(wù)②根據(jù)金屬的物理通性，推測金屬單質(zhì)鈉的物理性質(zhì)有哪些？

學(xué)生活動(dòng)：① 觀看視頻。② 以“工作坊”為單位討論問題。根據(jù)導(dǎo)學(xué)案的引導(dǎo)，從原子角度思考問題，得出鋰、鈉的原子結(jié)構(gòu)最外層都是只有一個(gè)電子，鈉的化學(xué)性質(zhì)非常活潑。③ 預(yù)測金屬單質(zhì)鈉的物理性質(zhì)：有銀白色金屬光澤，硬度小。

評價(jià)任務(wù)1：診斷并發(fā)展學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)的思路水平（孤立水平、系統(tǒng)水平）。

素養(yǎng)意圖：通過介紹新型鈉——空氣電池，了解當(dāng)前新能源電池的發(fā)展及金屬空氣電池的研究進(jìn)展，讓學(xué)生能理解化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)之間的相互關(guān)系，突出化學(xué)學(xué)科的價(jià)值。根據(jù)導(dǎo)學(xué)案的引導(dǎo)，推測鈉的化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)，可突出證據(jù)推理素養(yǎng)，并強(qiáng)化“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的認(rèn)知模型。

（2）問題討論與交流

學(xué)習(xí)任務(wù)1：基于化學(xué)三重表征——宏觀、微觀、符號(hào)，深刻地理解在鈉與氧氣加熱條件下的反應(yīng)實(shí)質(zhì)。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并探究，觀察到鈉受熱后先熔化，然后劇烈反應(yīng)發(fā)出黃。

拋錨式教學(xué)設(shè)計(jì)：圖片情景：鈉-空氣電池的工作原理，如圖1。問題設(shè)錨：鈉-空氣電池工作時(shí)發(fā)生什么化學(xué)反應(yīng)？

導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)：任務(wù)①：觀察常溫下鈉與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)鈉的物理性質(zhì)及其保存方式，并用化學(xué)反應(yīng)方程式解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。任務(wù)②：若條件改為加熱，鈉又會(huì)發(fā)生什么變化？以“工作坊”為單位，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并探究。教師引導(dǎo)：生成的淡黃色固體為過氧化鈉NaO，請通過鈉的化合價(jià)分析氧元素的化合價(jià)，并嘗試寫出其化學(xué)方程式，推出NaO的化學(xué)性質(zhì)。教師講解：鈉-空氣電池工作時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為2Na+O=NaO，此反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行時(shí)電池外電路產(chǎn)生電子移動(dòng)，內(nèi)電路產(chǎn)生離子移動(dòng)，整個(gè)裝置形成閉合回路，就產(chǎn)生電流了。

學(xué)生活動(dòng)：（1）看圖片并思考問題。（2）觀察實(shí)驗(yàn)并總結(jié)：鈉具有銀白色金屬光澤，能用小刀切開，說明質(zhì)軟，硬度小;新切開的鈉的光亮表面很快變暗了，說明鈉不能存在空氣中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)為：4Na+O2=2Na2O，所以鈉要保存在石蠟或煤油中。（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并探究，觀察到鈉受熱后先熔化，然后劇烈反應(yīng)發(fā)出黃色火焰，最后生成一種淡黃色固體。（4）分析得氧的化合價(jià)為-1，討論得出NaO既有氧化性，又有還原性，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：2Na+O=NaO。（5）認(rèn)真聽講。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并探究，觀察到鈉受熱后先熔化，然后劇烈反應(yīng)發(fā)出黃

評價(jià)任務(wù)2：發(fā)展學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的思路水平（孤立水平、系統(tǒng)水平）

素養(yǎng)意圖：從鈉-空氣電池的微觀原理圖到鈉與氧氣的宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再到化學(xué)反應(yīng)方程式，突出了化學(xué)三重表征，讓學(xué)生進(jìn)一步掌鈉與氧氣的反應(yīng)實(shí)質(zhì)，并培養(yǎng)學(xué)生從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析問題，發(fā)展宏觀辨識(shí)與微觀探析的素養(yǎng)。通過鈉的化合價(jià)推出其化學(xué)反應(yīng)方程式及NaO的化學(xué)性質(zhì)，有利于發(fā)展學(xué)生從元素價(jià)態(tài)認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的結(jié)構(gòu)化水平，突出證據(jù)推理的素養(yǎng)。

（3）實(shí)驗(yàn)探究

學(xué)習(xí)任務(wù)3：實(shí)驗(yàn)探究鈉與水的反應(yīng)。

拋錨式教學(xué)設(shè)計(jì)：提問設(shè)錨：鈉電池的研究成果于2012年在《EC》雜志上發(fā)表了，但近幾年來鈉-空氣電池并沒有推廣使用，其在使用上可能有什么隱患？

導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)：任務(wù)①：探究鈉與水的反應(yīng)，從物質(zhì)組成及氧化還原反應(yīng)的角度，預(yù)測鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？任務(wù)②：完成鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，從鈉在水中位置、鈉的形態(tài)變化、溶液顏色變化等方面觀察，并分析現(xiàn)象，寫出化學(xué)方程式。教師引導(dǎo)：所以鈉-空氣電池在使用時(shí)要注意些什么？

評價(jià)任務(wù)3：發(fā)展學(xué)生探究物質(zhì)性質(zhì)的能力水平（基于經(jīng)驗(yàn)水平、基于概念原理水平、系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平）。

素養(yǎng)意圖：根據(jù)導(dǎo)學(xué)案的提示，引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)組成和氧化還原反應(yīng)兩個(gè)視角來分析推理鈉與水的反應(yīng)產(chǎn)物，突出證據(jù)推理的素養(yǎng)。通過鈉與水的反應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生對觀察記錄的實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行加工并獲得結(jié)論，逐步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新的精神，突出科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的素養(yǎng)。

（4）拓寬視野

學(xué)習(xí)任務(wù)4：了解鈉-空氣電池的發(fā)展前景。

拋錨式教學(xué)設(shè)計(jì)：視頻情景：鈉-空氣電池發(fā)展前景。

導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)：課后探究：搜集資料，了解鈉-空氣電池具有什么優(yōu)勢？

學(xué)生活動(dòng)：以“工作坊”為單位，搜集相關(guān)資料并進(jìn)行組間匯報(bào)交流。

評價(jià)任務(wù)4：診斷并發(fā)展學(xué)生對化學(xué)價(jià)值的認(rèn)識(shí)水平（學(xué)科價(jià)值視角、社會(huì)價(jià)值視角、學(xué)科和社會(huì)價(jià)值視角）。

素養(yǎng)意圖：基于真實(shí)情景鈉-空氣電池開展教學(xué)活動(dòng)，不僅可促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，且能讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)的價(jià)值，認(rèn)識(shí)到化學(xué)能夠創(chuàng)造更多物質(zhì)財(cái)富滿足人民日益增長的美好生活的需要，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)。最后留個(gè)問題讓學(xué)生課后思，設(shè)懸念，引導(dǎo)學(xué)生課后去思考，既能引起學(xué)生探究興趣，又能鞏固知識(shí)。

三、教學(xué)反思

通過對基于拋錨式教學(xué)的高中化學(xué)導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮導(dǎo)學(xué)案“導(dǎo)學(xué)”的作用與拋錨式教學(xué)的“真實(shí)情景”作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高注意力，并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)課前預(yù)習(xí)，課中合作探究，課后歸納總結(jié)，學(xué)會(huì)如何聽課，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。本節(jié)課的設(shè)計(jì)只是教學(xué)藍(lán)圖，在真實(shí)課堂上具體效果如何，有待學(xué)者做進(jìn)一步的實(shí)踐研究。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

張?zhí)K丹（1994—），女，湖南理工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院學(xué)科教學(xué)（化學(xué)）專業(yè)18級碩士研究生，主要研究方向?yàn)橹袑W(xué)教育。

通訊作者

閻建輝（1958—），男，博士，教授，