化學(xué)核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的5-E 教學(xué)模式運(yùn)用
——以“弱電解質(zhì)的電離平衡復(fù)習(xí)”為例

張小瓊

（古田縣第一中學(xué)，福建 寧德 352200）

作為建立化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)與課程教學(xué)內(nèi)在聯(lián)系的主陣地，高中化學(xué)課堂教學(xué)積極倡導(dǎo)“教、學(xué)、評(píng)”一體化，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式和教師教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變?；谂囵B(yǎng)能力和提升素養(yǎng)的5-E 教學(xué)模式不失為新課程理念下化學(xué)課堂教學(xué)模式改革的一條有效路徑。

一、5-E 教學(xué)模式契合化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)

5-E 教學(xué)模式是由美國(guó)生命科學(xué)課程研究中心（簡(jiǎn)稱BSCS）開發(fā)的基于建構(gòu)主義的教學(xué)方式，21 世紀(jì)初期起盛行于歐美并于近年逐漸引入我國(guó)。該模式將課堂教學(xué)分為吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、發(fā)散（Elaboration）和評(píng)價(jià)（Evaluation）這五個(gè)環(huán)節(jié)，取每個(gè)單詞的首字母稱為5-E 教學(xué)模式。［1］“吸引”是5-E 教學(xué)模式的首個(gè)環(huán)節(jié)，通過聯(lián)系生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)膯栴}情境，與以往掌握的知識(shí)相關(guān)聯(lián)并引發(fā)認(rèn)知沖突，激起學(xué)生對(duì)所提問題的思考?！疤骄俊笔?-E 教學(xué)模式的核心環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)教師充分利用“吸引”環(huán)節(jié)引發(fā)的認(rèn)知沖突做適當(dāng)引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生針對(duì)化學(xué)問題發(fā)現(xiàn)探究?jī)r(jià)值，并根據(jù)探究的目的設(shè)計(jì)進(jìn)而優(yōu)化探究方案，依照方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作并處理實(shí)驗(yàn)信息并形成結(jié)論，交流實(shí)驗(yàn)探究成果并提出改進(jìn)方案?！敖忉尅笔?-E 教學(xué)模式的關(guān)鍵一環(huán)。教師創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生在探究完成后收集證據(jù)，并對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行分析和歸納，初步形成解釋。教師進(jìn)一步直接或間接介紹觀念、結(jié)論或闡述過程、方法，使學(xué)生更加深入地理解探究結(jié)果，更加科學(xué)地建立解決問題的思維框架。“發(fā)散”環(huán)節(jié)是在學(xué)生對(duì)已生成的新觀念理解的基礎(chǔ)上，對(duì)新觀念做進(jìn)一步拓展、遷移直至能關(guān)聯(lián)與新觀念有關(guān)的知識(shí)并能用新觀念分析和解決問題，加深并強(qiáng)化學(xué)生對(duì)化學(xué)觀念的理解和應(yīng)用技巧?！霸u(píng)價(jià)”是5-E 教學(xué)模式的最終環(huán)節(jié)，可獨(dú)立呈現(xiàn)也可貫穿整個(gè)教學(xué)過程。學(xué)生自評(píng)、互評(píng)并對(duì)探究過程以及探究結(jié)果有所反思總結(jié)，內(nèi)化為自身知識(shí)；教師利用檢測(cè)、作業(yè)、提問的方式評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，同時(shí)評(píng)估自身教學(xué)效果及時(shí)調(diào)整思路。

“5-E”教學(xué)模式區(qū)別于以往輕實(shí)踐重理論的灌輸式授課模式，強(qiáng)調(diào)探究式學(xué)習(xí)和遵從認(rèn)知規(guī)律，由淺入深掌握重要概念，基于建構(gòu)主義培養(yǎng)學(xué)生的主體性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性和合作意識(shí)，從而達(dá)到促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的。該教學(xué)模式能很好地契合新課程以“立德樹人”為目標(biāo)的培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的理念?，F(xiàn)以高三化學(xué)“弱電解質(zhì)的電離平衡復(fù)習(xí)”一節(jié)為例，闡述“5-E”教學(xué)模式在培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)方面的運(yùn)用。

二、高三“電離平衡復(fù)習(xí)”的5-E 模式運(yùn)用

（一）復(fù)習(xí)目標(biāo)與策略

經(jīng)過高二對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道弱電解質(zhì)的電離是一個(gè)可逆過程，并能夠從多角度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明，具備了用平衡理論解決實(shí)際問題的能力。電離平衡在化學(xué)反應(yīng)原理學(xué)習(xí)中起到承前啟后的作用，既是對(duì)化學(xué)平衡理論的運(yùn)用、延伸和遷移，也為后面相關(guān)平衡知識(shí)的復(fù)習(xí)做好鋪墊，故此選定“弱電解質(zhì)的電離平衡”作為高三一輪復(fù)習(xí)的一個(gè)微專題。結(jié)合2017 版新課標(biāo)有關(guān)此節(jié)內(nèi)容的要求將本課的教學(xué)目標(biāo)確定為：①掌握弱電解質(zhì)的電離平衡相關(guān)知識(shí)與證明方法；②探究影響弱電解質(zhì)的電離平衡的實(shí)驗(yàn)手段；③培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作與競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等核心素養(yǎng)，樹立科學(xué)的化學(xué)觀念。

結(jié)合上述目標(biāo)，運(yùn)用5-E 教學(xué)模式設(shè)計(jì)教學(xué)流程，以探究甲酸酸性強(qiáng)弱為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)弱電解質(zhì)電離特點(diǎn)及影響因素設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成強(qiáng)、弱電解質(zhì)性質(zhì)的“宏觀-微觀-符號(hào)”三重表征的構(gòu)建。

（二）教學(xué)過程

1.吸引（Engagement）環(huán)節(jié)——?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)情境、提出問題

吸引環(huán)節(jié)一般在課堂的開始階段，以真實(shí)情境為載體讓學(xué)生對(duì)本節(jié)課產(chǎn)生濃厚的興趣，主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中。化學(xué)學(xué)科常用的引入情境包含生活中的化學(xué)、新聞熱點(diǎn)、學(xué)術(shù)史料、化工流程、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)環(huán)保等。

活動(dòng)一：視頻播放潔廁靈廣告，PPT 展示被蜜蜂、螞蟻叮咬后紅腫起包的圖片

意圖：用熟悉的生活情境讓學(xué)生積極參與到課堂活動(dòng)中。培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析的素養(yǎng)，能根據(jù)物質(zhì)的宏觀特征對(duì)物質(zhì)分類，進(jìn)而聯(lián)系物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)用以解釋宏觀現(xiàn)象，并由兩種成份引發(fā)思考：鹽酸與甲酸性質(zhì)的異同點(diǎn)。從身邊的化學(xué)問題引入，讓學(xué)生關(guān)注生活，感受化學(xué)源于生活、用于生活的學(xué)科魅力。

活動(dòng)二：PPT 展示查閱資料“甲酸酸性很強(qiáng)，有很強(qiáng)的腐蝕性”

意圖：通過查閱資料顯示的信息，產(chǎn)生認(rèn)知沖突。在學(xué)生的意識(shí)中甲酸是一種弱酸，如何理解甲酸酸性很強(qiáng)？到底甲酸是強(qiáng)酸還是弱酸？有哪些方法可以證明？通過問題串的設(shè)置引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)，描述或預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)、分析改變條件后可能發(fā)生的變化，并評(píng)估某種解釋或預(yù)測(cè)的合理性，為后面探究活動(dòng)的設(shè)置鋪路。培養(yǎng)學(xué)生分析與推理的關(guān)鍵能力和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

2.探究（Exploration）環(huán)節(jié)——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、驗(yàn)證猜想

活動(dòng)一：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究甲酸是弱酸

根據(jù)弱電解質(zhì)的特征，6 人分成一組討論總結(jié)，寫出本組設(shè)計(jì)的方案。

意圖：根據(jù)吸引環(huán)節(jié)的認(rèn)知沖突，讓學(xué)生感受在集體氛圍中傾聽、交流、發(fā)散思維，培養(yǎng)學(xué)生合作、探究、設(shè)計(jì)等關(guān)鍵能力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”和“證據(jù)推理與歸納能力”的學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)。同時(shí)，學(xué)生在具體探究活動(dòng)中會(huì)暴露自身在電離平衡方面的知識(shí)、方法上的缺陷，也有利于“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”等素養(yǎng)的培養(yǎng)。

活動(dòng)二：各小組展示方案

學(xué)生設(shè)計(jì)的主要實(shí)驗(yàn)方案有：①利用等濃度的HCOOH 和HCl 溶液，測(cè)定pH、與鎂條反應(yīng)的速率、對(duì)比導(dǎo)電性、加熱溶液后pH 變化；②取一定pH 的HCOOH 溶液稀釋后pH 如何變化；③滴定法對(duì)比等體積等pH 的HCOOH 與HCl 溶液消耗的NaOH 溶液的體積；④測(cè)一定濃度甲酸鈉溶液的pH；⑤向HCOOH 溶液中滴入紫色石蕊溶液，再加入甲酸鈉溶液，觀察。

意圖：由各小組派代表展示設(shè)計(jì)成果，活躍課堂氣氛，通過互相評(píng)價(jià)、修正，讓學(xué)生自我檢測(cè)和歸納探究成果，突破思維局限，培養(yǎng)創(chuàng)新素養(yǎng)的同時(shí)為下一個(gè)活動(dòng)做鋪墊。

活動(dòng)三：分析不同方案設(shè)計(jì)的理論依據(jù)，并描述預(yù)期的現(xiàn)象

意圖：分小組闡述時(shí)，教師能及時(shí)把握學(xué)生對(duì)弱電解質(zhì)與強(qiáng)電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別是否應(yīng)用得當(dāng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性和可行性，并能適時(shí)點(diǎn)評(píng)糾正學(xué)生錯(cuò)誤的表達(dá)或設(shè)計(jì)。通過類比、遷移、總結(jié)等探究活動(dòng)，加深了學(xué)生對(duì)弱電解質(zhì)電離的特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生處理轉(zhuǎn)化、歸納總結(jié)以及預(yù)測(cè)推斷等關(guān)鍵能力和科學(xué)素養(yǎng)。

活動(dòng)四：選擇部分易于操作的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生動(dòng)手，檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)測(cè)

①取兩支試管分別加入1 mol·L-1的鹽酸、1mol·L-1的甲酸溶液，然后再分別加入等量的鎂粉，結(jié)合HCl、HCOOH 與鎂反應(yīng)不同時(shí)間段的現(xiàn)象，畫圖分析c(H+)變化情況；②利用pH 計(jì)分別測(cè)定相同條件下1mol·L-1甲酸溶液以及0.1mol·L-1的甲酸的pH。

意圖：在實(shí)驗(yàn)過程中，檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、儀器使用和報(bào)告整理等能力，讓學(xué)生參與到探究中來，從中獲得肯定，激起學(xué)習(xí)的熱情。整個(gè)探究過程采用強(qiáng)、弱電解質(zhì)性質(zhì)的“宏觀-微觀-宏觀”的教學(xué)策略，經(jīng)歷探究過程、領(lǐng)悟探究方法，有利于學(xué)生形成完善的化學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀念。

3.解釋(Explanation)環(huán)節(jié)——?dú)w納總結(jié)、構(gòu)建模型

鼓勵(lì)學(xué)生用自己的語(yǔ)言總結(jié)探究環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)思路。最終歸納得出兩個(gè)設(shè)計(jì)角度：其一，從弱電解質(zhì)電離的本質(zhì)入手，只能部分電離，離子濃度?。黄涠?，從平衡移動(dòng)角度著手：弱電解質(zhì)的電離平衡遵循化學(xué)平衡移動(dòng)原理，電離平衡的移動(dòng)會(huì)隨著溶液的濃度、溫度以及離子濃度改變而發(fā)生，具體規(guī)律是：①稀釋溶液電離平衡向右移動(dòng)，電離程度變強(qiáng)；②電離過程吸熱，升溫電離平衡也會(huì)向右移動(dòng)；③電離平衡中的同離子效應(yīng)。例如，在HCOOH 溶液中加入HCOONa晶體，增大了HCOO-的濃度，平衡向左移動(dòng)；加入稀鹽酸，平衡也會(huì)左移；④能參與反應(yīng)的物質(zhì)的影響。如向HCOOH 溶液中加入鋅粉或NaHCO3，平衡向右移動(dòng)。再一次升華“變化觀念與平衡思想”的核心素養(yǎng)培養(yǎng)。

同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生統(tǒng)籌理想方案所具備的要素：原理正確、裝置簡(jiǎn)便、操作容易、現(xiàn)象明顯［2］，有方向有針對(duì)性地設(shè)計(jì)方案，培養(yǎng)學(xué)生建模并運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)。

4.發(fā)散（Elaboration）環(huán)節(jié)——遷移拓展、知能并進(jìn)

活動(dòng)一：根據(jù)測(cè)得1mol·L-1HCOOH 和0.1mol·L-1HCOOH 的pH，計(jì)算二者電離度，比較電離度的大小

意圖：除借助儀器外，還能通過計(jì)算電離度比較稀釋后電離能力變化。從而得出實(shí)驗(yàn)和計(jì)算的角度都能得到結(jié)論，弱電解質(zhì)越稀越電離。說明從定性定量角度均能得出弱電解質(zhì)電離的特征。

活動(dòng)二：已知相同條件下測(cè)得1mol·L-1CH3COOH的pH 約為2.4，學(xué)生通過計(jì)算對(duì)比HCOOH 與CH3COOH 在相同條件下的電離平衡常數(shù)，哪個(gè)更大

意圖：鍛煉學(xué)生發(fā)散思維和數(shù)據(jù)的處理能力，鞏固三段式計(jì)算平衡常數(shù)的方法，并通過計(jì)算對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行佐證，加深對(duì)勒夏特列原理的理解。使學(xué)生體會(huì)可用電離度、電離常數(shù)定量評(píng)價(jià)弱電解質(zhì)的電離能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。培養(yǎng)學(xué)生能通過定性分析和定量計(jì)算驗(yàn)證所學(xué)結(jié)論并能對(duì)自己的解題方法進(jìn)行評(píng)價(jià)并改進(jìn)模型，能指出所建解題模型的局限性，探尋模型優(yōu)化的方法。

5.評(píng)價(jià)（Evaluation）環(huán)節(jié)——自我修正、評(píng)估效果

活動(dòng)：教師引導(dǎo)學(xué)習(xí)小組間對(duì)學(xué)習(xí)情況、合作態(tài)度、參與表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)技能等進(jìn)行互相評(píng)價(jià)并提出開放式問題：用肥皂水真能緩解蜜蜂或螞蟻叮咬引起的紅腫嗎？能否將此情境設(shè)計(jì)成試題？課堂上所設(shè)計(jì)的方案還有哪些缺陷？還有沒有更加易于操作得到結(jié)論的方案？今天的復(fù)習(xí)模式還適合哪些專題復(fù)習(xí)？

意圖：新課程倡導(dǎo)實(shí)施“教、學(xué)、評(píng)”一體化的教學(xué)模式?；瘜W(xué)課堂評(píng)價(jià)的目的在于激勵(lì)學(xué)生反思，讓學(xué)生在質(zhì)疑、互評(píng)、反思、自評(píng)的過程中不斷提升化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)貫穿于整個(gè)課堂并延伸到課后，在提問的設(shè)計(jì)和點(diǎn)評(píng)時(shí)有意識(shí)地關(guān)注化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)過程性評(píng)價(jià)和結(jié)論性評(píng)價(jià)相結(jié)合，樹立素養(yǎng)為本的評(píng)價(jià)觀。

三、5-E 模式培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)的總結(jié)與展望

與傳統(tǒng)復(fù)習(xí)課講練結(jié)合、滿堂灌的復(fù)習(xí)方式不同，5-E 教學(xué)模式彰顯學(xué)生在課堂的主體地位，能夠有效提升化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)效果和興趣，改善學(xué)生缺乏主動(dòng)性的課堂狀態(tài)，在無縫對(duì)接新課程背景下的化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)理念的同時(shí)，大大提高化學(xué)課堂教學(xué)的有效性?？v觀整堂課，教師就像引路人，指引學(xué)生從認(rèn)知沖突開始，經(jīng)歷探究、解釋、發(fā)散以及貫穿整個(gè)課堂的評(píng)價(jià)活動(dòng)，在與他人合作與自我反思的過程中運(yùn)用多種辨識(shí)探析手段，合理利用證據(jù)建構(gòu)模型，掌握并鞏固所學(xué)的知識(shí)和規(guī)律，同時(shí)實(shí)現(xiàn)質(zhì)疑、思考、討論、實(shí)驗(yàn)、觀察、對(duì)比、歸納等多重技能的鍛煉。［3］

任何一種新的教學(xué)模式的運(yùn)用效果都需要時(shí)間的檢驗(yàn)，也需要實(shí)踐者投入大量的精力去琢磨去適應(yīng)去“因地制宜”“因材施教”。在運(yùn)用5-E 課堂教學(xué)模式過程中也收到了眾多良好提議，比如是否可將課堂延伸到課外拓展成6E、7E 教學(xué)模式，是否可以針對(duì)不同課型調(diào)整各環(huán)節(jié)的教學(xué)順序等。筆者覺得無論是增加教學(xué)環(huán)節(jié)還是將教學(xué)模式應(yīng)用于不同課型，都要把握以下兩點(diǎn)：一是重視各環(huán)節(jié)切入點(diǎn)的靈活性。針對(duì)不同層次不同班級(jí)設(shè)計(jì)不同的教學(xué)環(huán)節(jié)切入點(diǎn)，做到計(jì)劃下有變化，兼顧化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的個(gè)性化需求；二是重視各教學(xué)環(huán)節(jié)的過程管理。教學(xué)過程多設(shè)預(yù)案，出現(xiàn)問題要尋根溯源，了解問題是源自基礎(chǔ)知識(shí)、解題方法還是思維方式，針對(duì)性地加以引導(dǎo)解決，進(jìn)一步提升學(xué)習(xí)需要和思維參與。