指向高品质发展的高中化学教学设计

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　　[摘 要]以苏教版必修1《氧化还原反应》研讨课为例，阐述指向高品质发展的高中化学教学设计需要深度解读并挖掘文本的教学价值，科学地设计教学目标，根据学生的认知水平和具体教学实际，合理设计不同层级的基础性问题和冲刺挑战性问题。
　　[关键词]高中化学;教学设计;问题单
　　每个人都是一个时刻抱有指向的生命个体，都有一种对高品质生活的向往、追求和拥有，向往一种和谐生活的空间，追求一种静水深流的境界，拥有一种渊博雅正的情怀。学习即生活，生活即学习，如何在高中化学课堂上让学生感受到自己想要的高品质学习状态，下面结合本人于9月25日对本校全体化学教师上的苏教版必修1《氧化还原反应》[1]研讨课，谈一谈在高品质高中化学教学设计上的一点粗浅认识。
　　一、深度解读，挖掘文本教学价值
　　深度解读是相对于浅表阅读而言的。当下，电影、视频、情感小说等带来的视觉快感和心理愉悦，直接影响学生对教材阅读的兴趣和持久性，大多数学生对教材的阅读都是浅尝辄止浮于表面。在学生能理解的层面之上、切中文本的教学价值的深度解读就显得十分必要和迫切。
　　1.解读在学生之上。苏教版必修1《氧化还原反应》的教学设计，是在学生对初中氧化反应、高中化学反应中元素价态变化和氯气性质的基础上，来强调氧化还原反应的实质是反应中发生了电子的转移，并让学生用电子的转移或化合价的变化来判断氧化还原反应和非氧化还原反应，判断反应中氧化剂和还原剂。教材的编写想利用原子（离子）结构示意图引导学生理解电子的转移和化合价变化的关系，培养学生微观想象和逻辑推理的能力[2]。
　　如果只是直接从化合价的变化，或者从钠在氯气中燃烧能够生成氯化钠是因为电子的转移，来强加给学生氧化还原反应的概念，显然不符合学生元认知结构，难以实现师生之间的情感认同和行为认同。
　　氧元素是地壳中含量最多的元素。氧气非常活泼，几乎能与其他任何一种元素反应，为什么？因为氧得电子较强，当它与其他元素的原子结合时，这些原子上的电子通常被氧原子“夺”去。早期的化学家就是将这类与氧结合的反应归为一类，称为氧化反应。例如，当铁与氧气相遇时，总是铁失去电子给氧气，从而发生氧化反应。
　　但后来，化学家逐渐意识到，有许多非金属元素与氧一样，也能从其他物质的原子中“夺”去电子，所以，现代化学中的“氧化反应”指的是任何一种单质或化合物失去电子的反应。换个角度，氧等许多非金属元素获得电子，又是什么反应呢？所以，氧化反应绝不会单独发生，它总是伴随着另一个忠实的伙伴——还原反应。因此，现代化学将电子从一个原子或离子转移到另一个原子或离子的反应，归为一类范围更广泛的反应类型，称其为氧化还原反应。
　　当电子从一种元素转移到另一种元素时，获得电子的还原反应与失去电子的氧化反应是同时发生的，如同一枚硬币的两面。被还原的元素通过获得电子氧化了另一种元素，因此称为氧化剂。而被氧化的元素，因为还原了从它那里接受电子的元素，因此称为还原剂[3]。
　　在每个氧化还原反应中，至少有一种元素被氧化或被还原，就像足球比赛中成功的传球那样，一名前锋球员接住后位传出的球，一种元素释放电子而另一种（也可能是自己本身）元素一定接受电子，其各自的电子结构在反应中发生了改变[4]。氧化还原反应中氧化剂被还原、还原剂被氧化折射出哲学中对立统一的普遍规律。
　　另外，笔者认为，苏教版必修1“氧化还原反应”一节更多的是关注氧化还原反应理论本身（概念、本质、特征），而在引导和帮助学生挖掘氧化还原反应理论的认识论价值和方法价值上几乎没有涉及，这样容易使教师将氧化还原反应概念本身的学习作为学生的学习目标，而不是引导学生把氧化还原反应理论运用于物质性质研究进而帮助学生构建物质转化的这一观念的最终目的。这样一来，下一节“溴、碘的提取”的教学，是人们利用Cl2氧化性强于Br2和I2，把海水中溴离子（Br-）、海带等海产品浸出液中的碘离子（I-）氧化成溴、碘单质就不会顺畅了。如果把氧化还原反应理论运用于物质性质研究进而帮助学生构建物质转化的这一观念作为学习目标，对后面很多元素化合物知识的学习，也会起到事半功倍的积极作用。
　　叶圣陶先生早指出：学生能够“领悟”了，能够“研究”出来了，就无须教师的“讲述”;教师所“讲述”的，只是学生想要“领悟”而领悟不到，曾经“研究”而研究不出的部分，这正揭示了文本解读的高度和深度之意味。
　　2.想在学生之前（预测）。在確定教学目标之前，教师还要做一件事，就是在脑海中预设学生在学习中可能遇到的状况或问题，提前将学生的学习线路预设出来。具体到《氧化还原反应》这节课，假设学生在理顺氧化与还原关系时“哑火”了怎么办？可否用实例加以铺垫，如，H2还原CuO的反应，CuO是Cu被氧气氧化得到，Cu→CuO是氧化反应，自然地CuO→Cu是还原反应，H2O是H2被氧气氧化得到，H2→H2O是氧化反应，自然地H2O→H2是还原反应。如果学生虽然理解了氧化还原反应的本质，建立氧化还原观，但不能预测物质的性质以及物质的转化，又该如何引导？……这样，当发生类似情况的时候，教师才知道如何搭建“脚手架”，适时发现学生回答中的那些与众不同的内容。
　　二、科学设计教学目标
　　教学行为不是教师对文本内容蒙太奇式的随意构成和装配。科学设计教学目标是提高课堂教学目的性和计划性的重要前提。为了提高教学目标设计的科学性，教师应树立教学目标以学生的发展为指向和归宿，做到教学目标与各种社会评估要求相一致。同时，教师要用相关理论知识，掌握设计具体教学目标的技术技巧，善于将模糊的教学目标具体化。
　　1.找到依据。2017年版《普通高中化学课程标准》指出：能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。以钠在氯气中燃烧生成氯化钠为例，用原子（离子）结构示意图反映反应前后原子（离子）的结构变化，是培养学生宏观辨识与微观探析的化学核心素养的典例。2017年版《普通高中化学课程标准》又指出：通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立认知模型，并能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。具体到《氧化还原反应》这节课，化合价变化是氧化还原反应的外在表现，发生电子转移是氧化还原反应的内在本质，“双线桥”（或“单线桥”）体现了氧化还原反应中电子转移方向和数目的认知模型，氧化剂被还原和还原剂被氧化揭示了对立统一的哲学规律。 　　2.了解学情。教育心理学家奥苏贝尔说：“影响学生的唯一最重要的因素，就是学习者已经知道了什么，要探明这一点，并据此进行教学。”因此，教师进入课堂之前要对所学知识有一定程度的认识和了解，具体到《氧化还原反应》这节课，在学习之前，多数学生已经掌握四种基本反应类型、物质的分类，了解了常见元素化合价、常见原子的结构示意图，也知道了氯化钠形成的原子（离子）结构示意图。所以，作为教师，要关注学生的最近发展区，教学目标的设定绝不是看看教参，拍着脑袋瓜子想出来的。
　　3.发现价值。生活中有很多现象都蕴藏着化学秘密。我们一定要不断挖掘物质内部规律性的价值知识，规划学生的发展目标。氧化还原反应学生发展目标是：（1）掌握氧化还原反应的本质，把氧化还原反应应用于物质的研究，构建起“通过氧化还原反应认识物质的性质，实现物质的转化”核心观念。（2）通过宏观、微观、符号三重表征的“顺畅”表达，培养学生从宏观辨识到微观探析的化学核心素养的素养。（3）通过对氧化还原反应认识，培养学生对立统一的哲学思想。恩格斯指出：一切化学过程都归结为化学的吸引和排斥过程。排斥，对立也;吸引，统一也。对氢和氧形成水为例，没有氢和氧的二合为一的统一，就没有水，同时，氢和氧又能对立地存在。我们要用辩证法的观点去看化学，可以说，凡是对立即矛盾的一组物质，当它们统一化合或对立分解，总是一个企图抢夺电子，一个竭力不给电子，在运动的过程中，表现为激烈的矛盾，要么放出巨大的能量，要么需要外加巨大的能量。简单的水是如此，世界上其他化合物也是如此。
　　目标的设定是为了学生学习的真正发生。基于以上三个要素的考量，笔者确定了这样的教学目标：通过分析氧化还原反应的特点和规律，领悟氧化还原反应的深刻哲理，实现物质之间的转化。
　　三、问题单的设计
　　学习单的设计合不合适，直接影响课堂的教学走向及效果。学习单内容主要以问题呈现，问题包括基础性问题（上位问题和下位问题）和冲刺挑战性问题。具体到《氧化还原反应》这节课，笔者在教学中先设计了如下的5个基础性问题：
　　1.氧元素是地壳中含量最多的元素。氧气非常活泼，几乎能与其他任何一种元素反应生成氧的化合物，为什么？从常见含氧化合物的氧的价态上作出你的解释。
　　2.钠在氯气中燃烧产生白烟，物质组成发生了明显的变化，你能否从微观的角度分析宏观的现象？画出反应前后微观粒子的结构示意图，并从微观结构角度分析化合价为何发生变化？早期的化学家将元素原子与氧结合的反应归为一类，称为氧化反应，从氧化反应的本质上解释氧化反应是否一定有氧气参加？
　　3.如何表示氧化还原反应电子转移的方向和数目？画出来与同学交流。
　　4.氧化剂和还原剂是如何界定的？氧化剂被还原和还原剂被氧化蕴含了什么哲学原理？恩格斯指出：一切化学过程都归结为化学的吸引和排斥过程。排斥，对立也;吸引，统一也。氯和钠是有害的，氯和钠统一后生成盐——氯化钠却是人及其他生物天天不可缺少的。碳和氮是无毒的，而它們化合后生成的氰化物却是极毒的。你能否再举些事例阐述对立统一规律是化学中的根本规律？
　　5.实验室制取氯气的方法较多，如，MnO2+4HCl（浓）[  △  ]MnCl2+Cl2↑+2H2O，2KMnO4+16HCl（浓）[           ]2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O，O2+4HCl（浓）[催化剂]2Cl2+2H2O请你指出以上三种制取氯气的氧化剂并比较反应发生的条件。
　　这5个基础性问题主要是为了让学生在文本阅读和思考过程中搜索并提炼信息。接下来的冲刺挑战性问题的提出，可以有三个路径：一是在基础性问题回答完毕后由教师抛出;二是在学生回答基础性问题的过程中相互碰撞而生成;三是教师依据学生的回答或基于学生不同的见解提炼出来。这堂课中，我选择了第二种路径，即在学生的相互碰撞中提炼出冲刺挑战性问题：实验室常用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，可用高锰酸钾直接与浓盐酸混合快速制取氯气，也可用氧气与浓盐酸催化剂作用下制取氯气，试从氧化还原反应原理的角度分析为什么会需要不同的反应条件？氯碱工业为什么需要通电的条件？实验室制备物质需要考虑反应方便、快速、环保、副反应少，如何选择合适的氧化剂把Cl-氧化成Cl2（氧化剂的选用）？请同学们发表各自的见解。
　　一般而言，上位问题是指比较概括的问题，下位问题是指比较具体的问题。问题不宜过多，这要根据学生的认知水平和教学的具体实际而定，对于基础不厚实、学习力不强的班级群体，基础性问题要多些，但绝对不能缺少冲刺挑战性的问题，问题之间可以上下勾连形成连接密切的问题链。少而精的问题设计，可以避免学生不断进行问题切换所造成的损耗，将充足的时间留给学生合作、互助、分享。
　　我想，每位教师能把追求高品质的教学设计成为教学生活的一种行动自觉，那不仅是学科之幸、学生之幸，更是国家、民族之幸。
　　[参 考 文 献]
　　[1]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书·化学1[M].南京：江苏教育出版社，2014.
　　[2]王祖浩，吴星.高中化学教学参考书·化学1（必修）[M].南京：江苏教育出版社，2014.
　　[3]科学发现者.化学概念与应用·下册/（美）菲利普（Phillips，J.S.）等著;王祖浩等译[M].杭州：浙江教育出版社，2008.
　　[4]程春雨.追求高品质的初中语文教学设计[J].教师月刊，2018（7）.
　　（责任编辑：张华伟）
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