摘 要：如何促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)是目前我國(guó)教育的重點(diǎn)問(wèn)題.本文以高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐為基底，以學(xué)生的認(rèn)知形成規(guī)律為錨點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)與分析，并依照此教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)際的高中化學(xué)教學(xué)，嘗試激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，修正學(xué)生的認(rèn)知偏差，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；氯氣的性質(zhì)；教學(xué)設(shè)計(jì)；高中化學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）18-0113-03

收稿日期：2023-03-25

作者簡(jiǎn)介：陶林珍（1992.1-），女，甘肅省平?jīng)鍪袥艽h人，本科，一級(jí)教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.

氯氣是屬于高中化學(xué)中元素化合物部分極具代表性的物質(zhì)之一，是高中學(xué)生真正意義上學(xué)習(xí)的第一個(gè)典型的非金屬單質(zhì).本教學(xué)實(shí)踐分析以人教版高一化學(xué)必修一“研究氯氣的性質(zhì)”部分知識(shí)的教學(xué)為實(shí)例，以最近發(fā)展區(qū)理論為依托，結(jié)合認(rèn)知發(fā)展學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，探索如何在摸清學(xué)習(xí)者已有的知識(shí)水平的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生從原有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，在知難、問(wèn)難的思考與探究中不斷更新和完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)，不斷發(fā)現(xiàn)新的學(xué)習(xí)路徑，實(shí)現(xiàn)以促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展為核心的教學(xué)實(shí)踐.

1 以促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展為核心的教學(xué)設(shè)計(jì)

1.1 課標(biāo)要求

結(jié)合真實(shí)情境中的實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解氯氣及其重要化合物的主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)這些物質(zhì)在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響.在學(xué)業(yè)要求中建議從物質(zhì)類(lèi)別角度預(yù)測(cè)氯氣的化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，分析、解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象^[1^].

1.2 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

讓學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中切身體驗(yàn)氯氣的相關(guān)變化，激發(fā)其認(rèn)知興趣，使其能夠充分掌握關(guān)于氯氣相關(guān)性質(zhì)的知識(shí)；通過(guò)類(lèi)比預(yù)測(cè)讓學(xué)生明確認(rèn)知思路，使學(xué)生領(lǐng)悟高中元素化合物部分知識(shí)的相關(guān)學(xué)習(xí)方法^[2]；再利用多層次、開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使學(xué)生從切身感受和自身經(jīng)驗(yàn)的角度體驗(yàn)探究的過(guò)程；通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的推理掌握認(rèn)知手段，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；通過(guò)微觀分析鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力；通過(guò)開(kāi)展多個(gè)不同環(huán)節(jié)的教學(xué)實(shí)踐促進(jìn)學(xué)生對(duì)元素化合物相關(guān)知識(shí)認(rèn)知模型的主動(dòng)建構(gòu)，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)學(xué)科知識(shí)的認(rèn)知，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)^[3].在教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)中突破以課本內(nèi)容編排為中心的舊式教學(xué)思路，創(chuàng)新性的嘗試“學(xué)生自主預(yù)測(cè)——學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出分析與解釋——教師引導(dǎo)、學(xué)生交流——修正認(rèn)知偏差、完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)”的教學(xué)思路，以此來(lái)提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，不斷促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知能力的發(fā)展與提高.

2 以促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展為核心的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

2.1 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，喚醒已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)

真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)不僅需要實(shí)際物品的展示，更需要展示與氯氣相關(guān)的圖片或視頻等多媒體資源，極力發(fā)揮實(shí)物直觀與圖像直觀對(duì)學(xué)生的吸引力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚醒學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu).在本教學(xué)實(shí)踐中實(shí)物展示為日常生活中常用的三種商品：84消毒液、漂白粉及鹽酸，其均來(lái)源于真實(shí)生活當(dāng)中對(duì)氯氣的實(shí)際應(yīng)用，視頻展示氯氣的消毒作用，以此來(lái)構(gòu)建真實(shí)的生活情境，使學(xué)生能夠明確感受到氯氣在生產(chǎn)生活中的重要作用.

首先，引入問(wèn)題：“請(qǐng)同學(xué)們回想一下之前學(xué)過(guò)的知識(shí)，我們可以從哪些方面入手探究氯氣的相關(guān)性質(zhì)呢？”學(xué)生通過(guò)課前預(yù)習(xí)及原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)可以對(duì)研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序做出初步回答，在此基礎(chǔ)上教師加以引導(dǎo)，并讓學(xué)生以此展開(kāi)對(duì)氯氣性質(zhì)的探索.

教師出示收集好的氯氣，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)氯氣進(jìn)行觀察，探究并總結(jié)氯氣的物理性質(zhì)，之后運(yùn)用分類(lèi)法分析氯氣的物質(zhì)類(lèi)型，并依照常見(jiàn)非金屬單質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行氯氣化學(xué)性質(zhì)的預(yù)測(cè)，以初中階段學(xué)習(xí)的氧氣為例，引導(dǎo)學(xué)生思考如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這些預(yù)測(cè)的性質(zhì)是否正確.

這一部分真實(shí)場(chǎng)景的創(chuàng)設(shè)引入了生活中常用的商品，能夠貼近學(xué)生的實(shí)際生活，幫助學(xué)生明確氯氣的重要作用并為預(yù)測(cè)氯氣的化學(xué)性質(zhì)做鋪墊，使其逐漸產(chǎn)生對(duì)新知識(shí)的認(rèn)知，再根據(jù)教材內(nèi)容促進(jìn)學(xué)生對(duì)物質(zhì)研究方法的掌握，使其能夠激活已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性.

在學(xué)生認(rèn)知系統(tǒng)生成時(shí)，依據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的相關(guān)知識(shí)，讓學(xué)生建立新知識(shí)與舊知識(shí)之間的聯(lián)系，可實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移，并運(yùn)用追問(wèn)的方式，使學(xué)生對(duì)氯氣的性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)預(yù)測(cè)和分析思考，使學(xué)生自己產(chǎn)生認(rèn)知沖突，由此產(chǎn)生課堂的討論點(diǎn).

2.2 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究，糾正認(rèn)知沖突

實(shí)驗(yàn)探究點(diǎn)1：氯氣與鐵的反應(yīng)；氯氣與氫氣的反應(yīng).

探究過(guò)程：教師指導(dǎo)學(xué)生按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)首先將燒紅的一束細(xì)鐵絲伸入充滿氯氣的集氣瓶中，學(xué)生觀察并記錄該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；然后指導(dǎo)學(xué)生在空氣中點(diǎn)燃?xì)錃?，并把?dǎo)管伸入盛有氯氣的集氣瓶中，學(xué)生觀察并記錄氫氣在集氣瓶中燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為依據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)生成物進(jìn)行推斷.

實(shí)驗(yàn)記錄見(jiàn)表1.

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氯氣是一種黃綠色氣體，它易與鐵、銅、鈉等金屬單質(zhì)及氫氣、紅磷、硫等非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng).氯氣與氧氣十分相似，是一種特別活潑的非金屬單質(zhì).

實(shí)驗(yàn)探究2：氯氣能與水反應(yīng)嗎？

探究過(guò)程：引導(dǎo)學(xué)生思考氯氣能否與水發(fā)生反應(yīng)，并依據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作出合理的假設(shè)，然后以小組為單位，探討如何驗(yàn)證預(yù)測(cè)及假設(shè)，討論結(jié)束后以小組為單位在全班展開(kāi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)交流與討論，經(jīng)教師認(rèn)可和指導(dǎo)后各組展開(kāi)探究實(shí)驗(yàn)：將鎂條放入氯水中觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；將氯水與硝酸銀溶液混合觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；將氯水一滴滴加入到石蕊溶液中觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氯氣不僅僅能夠溶于水，它還能與水發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)會(huì)生成鹽酸和次氯酸.次氯酸在遇到有色物質(zhì)時(shí)，能夠破壞其中的有機(jī)色質(zhì)，使有色物質(zhì)褪色，除此之外次氯酸還能與堿發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成次氯酸鹽，此外氯氣還能殺滅細(xì)菌，因此廣泛應(yīng)用與消毒和漂白^[4].

在此結(jié)論的基礎(chǔ)上自然而然地過(guò)渡到身邊的化學(xué)部分，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)日常生活中常見(jiàn)的商品進(jìn)行深度討論和思考.以日常生活中對(duì)氯氣及其化合物的應(yīng)用為例，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)氯氣性質(zhì)相關(guān)知識(shí)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)與理解，加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐中理論知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活之間的聯(lián)系.

2.3 深化知識(shí)脈絡(luò)，形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)

通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)了氯氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，氯氣具有這些性質(zhì)的原因是什么呢？引導(dǎo)學(xué)生思考并回答金屬鈉與非金屬氯氣的性質(zhì)是否一樣？為什么他們的性質(zhì)不同？它們各由有什么微粒構(gòu)成？

其實(shí)不同物質(zhì)所具有的不同的性質(zhì)是由它們各自的物質(zhì)結(jié)構(gòu)所決定的，而對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的研究?jī)H僅通過(guò)一般的探究實(shí)驗(yàn)是無(wú)法完成的，想要弄清楚這一系列性質(zhì)背后的機(jī)理還需要通過(guò)假說(shuō)法、模型法等方法進(jìn)行有關(guān)研究.

3 總結(jié)與反思

在以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展為核心的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程設(shè)計(jì)中，利用實(shí)物直觀和圖像直觀進(jìn)行真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、喚醒學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，促使學(xué)生從基本的知識(shí)解析逐漸走向深層次的認(rèn)知發(fā)展，并自覺(jué)掌握認(rèn)識(shí)元素化合物的一般方法.從基本的觀察性實(shí)驗(yàn)入手使學(xué)生逐漸向多角度、深層次的探究性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，使其體驗(yàn)到開(kāi)展系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)探究的必要性，同時(shí)使學(xué)生快速完成知識(shí)遷移和認(rèn)知修正，逐漸完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu).再通過(guò)對(duì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析與總結(jié)，使學(xué)生從基本知識(shí)學(xué)習(xí)走向基于化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)進(jìn)階的認(rèn)知發(fā)展學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對(duì)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一化學(xué)基本觀念的理解，從而使學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)起學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)的有效認(rèn)知模型，達(dá)到促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的目的.

在實(shí)際的高中化學(xué)教學(xué)中，以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展為核心的教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)能夠很好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)元素化合物知識(shí)認(rèn)知模型的主動(dòng)構(gòu)建，使學(xué)生可以有意識(shí)地改進(jìn)認(rèn)知方式與認(rèn)知行為，迅速修正認(rèn)知偏差.通過(guò)收集和分析全國(guó)大多數(shù)地區(qū)實(shí)際開(kāi)展的高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)在目前的高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中仍然存在相當(dāng)多的一部分教師對(duì)知識(shí)點(diǎn)過(guò)分注重，在很大程度上忽視了如何促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展及化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升.以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展為核心的教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)可以在一定程度上改善這種原有的局面，發(fā)揮新式教育理念與教學(xué)方法的突出成效，切實(shí)促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng).

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[責(zé)任編輯：季春陽(yáng)]