真實情境促高中化學概念“教、學、評”一致性實施

林燕麗

摘 要：以高中化學“氣體摩爾體積”的概念教學為例，基于真實的生活情境，基于數據證據，創設具有遞進性的學習任務，注重課堂的過程性評價，實現化學概念課堂“教、學、評”一致性的實施。

關鍵詞：真實情境;高中化學概念;“教、學、評”一致性;氣體摩爾體積

“真實、具體的問題情境”是學生化學學科核心素養形成和發展的重要平臺，為學生化學核心素養提供了真實的表現機會。[1]科學家從真實世界物質的特征中，歸納總結共性，形成抽象的化學概念;學生化學概念的學習沿著物質的共同特征，宏微結合，找到其本源，理解其內涵。在課堂情境中，“教、學、評”一致性指教師目標、活動和評價保持一致以便相互扶持。[2]真實情境的實施，創造有意義的化學課堂有利于達成化學概念的教學目標，在教學中，寓評于學，促使學生對于化學概念知其然，知其所以然。氣體摩爾體積是高中化學重點概念之一，涉及化學定量計算、影響物質體積因素等方面，與生活息息相關，本文基于真實生活情境，進行教學設計，實現抽象化學概念的落地。

一、教學背景分析

（一）教材分析

“氣體摩爾體積”是高中化學“物質的化學計量”的一部分，是在“物質的量”、“摩爾質量”等概念基礎上展開學習。教材從宏觀表象和微觀實質對物質的不同聚集狀態進行區分，并通過相應的數據，探究影響物質體積的因素，得出氣體摩爾體積的概念及應用。與蘇教版的舊教材比，新教材的教學目標更為明確，更加注重學科知識的結構化和系統化，注重學科知識和方法的提煉，啟迪學生思維。

（二）學情分析

學生已經學習物質的分類，物質的量、摩爾質量等相關概念，對于連接宏觀世界與微觀世界的物理量有一定的了解。但存在一定的思維和應用上的盲區，不能準確理解抽象概念的內涵、難以全面把握概念間的關系、不能在陌生、復雜的情境中應用這些物理量;不能正確對物質的量等概念的宏觀表象、微觀實質、符號進行三重表征的建構。[3]

（三）教學目標

2017年版課程標準要求“能了解物質的量及其相關物理量的含義何應用，體會定量研究對化學科學的重要作用”。據此，設計如下的教學目標：

1.通過物質在不同聚集狀態所表現出來的不同特點，學會從微觀本質進行思考，培養宏觀辨識與微觀探析素養

2.通過氣體摩爾體積的學習，能進一步感受宏觀世界與微觀粒子的結合，能運用定量思維的方法和工具研究微觀粒子，感受定量研究在化學研究中的價值

3.通過計算在相同條件下不同聚集狀態物質的體積，初步學習基于數據進行證據推理

二、教學與評價思路

（一）教學環節

（二）教學過程

教學環節1：宏微結合，感受并分析不同聚集狀態的區別

【學習任務一】不同聚集狀態的物質宏觀的表現如何？區別是什么？如何從微觀結構的角度解釋這種差異？

【導入】水有三種形態：固態的冰、液態的水、氣態的水蒸氣。為什么同一種物質會有不同的表現形態？固液氣三者的宏觀表現如何？

【提問】造成這些差異的原因是什么？宏觀的現象要從微觀結構入手分析。物質是由微觀粒子構成的，同一物質的不同狀態是由什么原因導致？

【再問】微觀粒子的排列方式不同最主要的差距是什么？手可以在空氣中揮舞，洗手時手也可以經過流動的水，但手能透過課桌伸進去嗎？什么原因？

評價方案：采用課堂提問，追問的方式，啟發學生思考，以生生互評的方式不斷完善對固液氣三態的宏觀認識和微觀本質的探析。

設計意圖：通過日常熟悉的水的三態變化，描述固液氣三者的變化，并結合手在固液氣三者的不同感受，嘗試從微觀結構上解釋固液氣的區別。結合學生身邊熟悉的例子，不斷設問，師生之間進行對話，找到合適的解釋。

教學環節2：創設真實情境，基于生活事實探究體積差異

【學習任務二】影響物質體積因素有哪些？對于不同聚集狀態來講，主要影響因素是？

【過渡】排列方式的不同導致固液氣的表現形式不同，也會影響它們在體積上的差異。物質的體積和哪些因素有關？

【提問】排隊做操，每個班級的隊列所占的空間會不同，什么原因造成的？

【追問】物質是由微粒排列而成的，類比操場排隊所占空間大小，影響物質體積的因素有哪些？

【提問】不同聚集狀態影響體積的因素都一樣嗎？1mol任何微粒的集合體所含的微粒數目都相同，1mol不同物質的質量往往不同。1mol不同物質的體積是否相同？完成課本交流討論的表格。（表格呈現的是一定條件下，1mol不同微粒的質量和密度）

【生】1mol不同固體和液體的體積不同。而1mol不同氣體的體積是相同的。

【講述】得到這些結論是有前提的，表格中固體和液體所處的溫度和壓強是一樣的，不同的氣體所處的條件也是一樣的，是273K（0°C），101Kpa。

【提問】影響固體、液體、氣體的主要因素分別是什么？

【生】影響固體、液體的主要因素是微粒的個數及微粒的種類，微粒的種類決定了微粒本身的大小。

【生】影響氣體的主要因素是微粒的數目，微粒的間距，與種類無關。

【提問】如何理解影響氣體的主要因素是微粒的間距，與種類或自身大小無關？可否舉出生活中的例子？

【再問】將10個足球和10個乒乓球按照間隔100米的距離排成一列，請問此時10個足球和10個乒乓球所占的體積大小如何？

評價方案：以教師評價為主，教師通過不斷提問促使學生思考，對學生的回答情況給予點評，對回答不大符合的學生用設問的方式不斷引導至理解，鼓勵學生在課堂上敢于表達。

設計意圖：通過排隊時不同隊伍的空間體積不同類比影響物質體積的因素，對比固液氣不同存在形態以及具體數據，得出影響固液氣三者體積的因素。定性分析與定量分析相結合，感受科學學習是基于證據的學習，不斷培養嚴謹的科學思維。

教學環節3：由實際經驗歸納總結出結論，提出氣體摩爾體積概念

【學習任務三】氣體體積的主要影響因素是什么？什么是氣體摩爾體積？具有什么樣的規律特征？

【過渡】微粒間的間距與什么因素有關？在生活中有事實可以說明？

【展示1】播放臺風期間氣象工作人員放氣象氣球的視頻，介紹氣象氣球工作原理。

【提問】壓強和氣體體積有什么關系？

【生】氣體體積與壓強成反比

【展示2】將鼓鼓的氣球放入液氮中，液氮的溫度為-196°C，氣球變癟，將氣球從液氮中取出，放置于室溫條件下，發現氣球又恢復原樣。

【設問】溫度與氣體體積什么關系？

【生】氣體的體積與溫度成正比。

【提問】生活中的什么樣的規律同樣也可以說明溫度對氣體體積有影響？

【生】熱脹冷縮

【小結】氣體所處的溫度、壓強均會影響氣體的體積。除此之外，氣體的量也會影響體積，比如要讓這癟癟的氣球鼓起來，最簡單的方法是什么？

【再問】為什么用嘴吹氣球會膨脹，體積會增大？

【提問】氣體的體積與氣體的量有關，氣體的量越多，體積越大。可以用什么來表示氣體的微粒的量？

【小結】綜上所述，氣體的體積與氣體的物質的量、所處的溫度成正比，與所處壓強成反比

那結合前面的計算，還可以得出什么結論？

【生】溫度和壓強一定時，具有相同微粒數的氣體具有相同的體積。

【設問】由此，能否解釋為什么我們研究的是氣體摩爾體積，不是液體或固體摩爾體積？

【生】因為氣體的體積更具有代表性，與種類無關。

【講述】在相同溫度和壓強條件下，1mol氣體所占的體積大致相同。若是知道這個值是多少，就可以快速的求出在一定溫度和壓強下，一定量的氣體的體積是多少。所以我們就規定了一個新的物理量——氣體摩爾體積。能否說出其定義？

【生】在一定溫度和壓強的條件下，1mol氣體所占的體積就稱為氣體摩爾體積。

【設問】既然是物理量，就有單位，那它的單位是？氣體摩爾體積的的值是多少？

【講述】大量的科學實驗研究表明，在標準狀況下（273K、101kpa）下，1mol任何氣體所占的體積約為22.4L，即在標準狀況下，氣體摩爾體積約為22.4L·mol-1。

【設問】那Vm有哪些應用的意義呢？它與n、V之間存在怎樣的關系？能否根據Vm的含義，將其寫出來？

【講述】以物質的量為中心，將其與微粒數、與質量、與體積建立起聯系，實現由微觀不可稱量到宏觀可稱量量之間的連接。

評價方案：采用課堂提問的方式，以教師評價為主，通過不斷的引導，師生共同得出影響氣體體積的因素。

設計意圖：通過氣球的三個應用實例，氣象氣球、氣球在液氮中的變化、吹氣球，真切感受影響氣體體積的因素，并總結出這些因素與氣體體積的關系，明白選擇的對象是氣體體積的原因，并自行得出氣體摩爾體積的概念。

教學環節4：學以致用，感受化學計算在生活中具體應用

【學習任務四】氣體摩爾體積在具體生活中有哪些應用？

【應用舉例】展示汽車安全氣囊的工作原理。嘗試計算汽車發生碰撞，產生一定量體積的N2所需的NaN3的質量。

評價方案：學生之間進行熱烈討論，并進行計算，教師進行巡視指導。學生代表發言表達，其他小組進行評價和補充。

設計意圖：引導學生思考化學概念的意義，利用所學的化學概念知識解決生活中的問題。結合前面所學知識，思考物質的量的橋梁作用，通過安全氣囊的應用及計算，感受化學定量計算在生活中的應用。

（三）教學反思：

高中化學概念是用簡練的語言高度概括出來的理論知識，是對現象本質的一種反應，是高于現象的一種高級思維。正因如此，學生對于化學概念的學習總是停留于背記的層面，而無法真正理解概念的含義及意義。在本節課的教學中，基于真實的生活情境，圍繞“是什么”“為什么”“有什么用”展開學習，促進學生對“氣體摩爾體積”這一抽象概念形成較深刻的認識。在課堂教學中以啟發式教學為主，學生進行對話，注重過程性評價，側重培養學生學會從微觀結構的本質對宏觀表象進行思考，實現“教、學、評”一致性。在教學過程中，雖注重對學生進行評價，但評價方式較為單一，還未較好實現以評促教，評價方式仍有待進一步挖掘。

參考文獻

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

[2]陳新華、張賢金、嚴業安、鄭柳萍.我國“教、學、評”一致性研究：評析與展望[J]化學教學，2020（07）23—29.

[3]高中化學教學參考書必修第一冊[S].江蘇鳳凰教育出版社，2020.

本文系福建省教育科學“十三五”規劃2020年度課題《“教、學、評一致性”促進高中化學概念深度學習的實踐研究》（立項批準號：FJJKXB20-1174）階段研究成果