两代教师共示范素养教学真落地

4月18日,在美丽的汕头市金山中学迎来了第三天的深度研修。上午是高三化学二轮复习课堂的精彩展示,以及专家们的精准课堂点评与深入的沙龙研讨。本场活动由汕头市金平区高中化学兼职教研员林毅老师主持。

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为了打通新课改落地最后一公里,为了向全省教研员展示深度学习课堂设计与实施的路径,本场课堂观摩与研讨活动,授课教师不仅有第四届广东省中小学青年教师教学能力大赛决赛(高中化学学科)一等奖获得者黄骊娜老师,更邀请到在教学理论和课堂实践领域精耕多年的正高级、特级教师兰建祥老师。

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青年教师 绽放风采

主题:《复杂溶液体系中的微粒行为分析——以含碳微粒为例》

教师:汕头市金山中学 黄骊娜

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首先,黄老师以工业生产MgCO3的真实情境引入,提出我们该如何选择能够提供碳酸根的沉淀剂的问题,并指出工业上往往采用NaHCO3溶液做沉淀剂;接着,顺势引导学生分析NaHCO3溶液中,碳酸氢根的水解和电离程度,并通过实际的碳酸根浓度计算引发认知冲突,引导学生进一步思考碳酸氢根的水解和电离的相互促进作用,进而类比于水的自耦电离,认识碳酸氢根的自耦电离。此部分教学内容实现了由单一体系的分析上升至复杂综合体系的分析,在问题解决的过程中进一步强化电离平衡常数和平衡转化率的计算问题。

随后,黄老师以碳酸氢钠溶液中碳酸根和碳酸氢根的离子浓度并不是相对固定的,是随pH变化而变化的,引导学生由静态问题分析转化为基于动态变化的分析。由学生结合含碳微粒的分布分数图,判断不同pH下含碳微粒的主要存在形式;最后,再回到制备MgCO3的问题,通过提取生成MgCO3沉淀的pH范围信息,再结合此时含碳微粒的存在形式,带领学生厘清NaHCO3溶液选做沉淀剂的真实原因。课程结束时,教师带领学生回顾了整堂课的内容,强调了从微粒角度理解水溶液中的行为、性质及其与金属离子的相互作用,进一步巩固了所建模型,并让学生体会到了科学的学习方法,以应对各种化学问题。

卓越教师 彰显匠心

主题:《将熟悉的AlCl₃说个透彻——结构、性质、应用与制备》

教师:深圳市新安中学 兰建祥

兰老师以“其貌不扬”的AlCl3为抓手,以“结构-性质-应用-制备”为逻辑明线来统摄物质结构、反应原理、电化学、工艺流程的复习,通过一组有趣更有味的问题串驱动学生思维的“波澜起伏”,带领学生用结构的视角去认识物质,用辩证的思维去理解物质性质,用前瞻的眼光审视物质的前沿应用,从而让学生油然产生豁然开朗之感!学生从心底发出“‘其貌不扬’的AlCl3原来大有作为的感慨”。

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兰老师主要以五个问题推进教学实施。

知识结构化——寻找不同物质的结构关联,构建物质的“朋友圈”!

问题一:如何把氯化铝的结构理解得更好?

兰老师着眼于让学生“把氯化铝的结构理解得更好”,以AlCl3结构为引发点,并创新地将元素周期表作为认知工具,让AlCl3在结构上的“同胞兄弟”“堂兄堂弟”“左邻右舍”等接踵而至、层出不穷,乃至构建出“氯化铝朋友圈”,继而引导学生多维度、多视角解释“氯化铝朋友圈”的分子结构,藉此对选择性必修2《物质结构与性质》模块的核心知识点展开天罗地网式的复习。故此,让学生对氯化铝结构的理解由点及面、由表及里,真正实现兰老师自己提出的首要目标“把AlCl3结构理解的更好”。

学生不仅从中心原子、成键电子、杂化方式及空间结构等多个角度引导学生全面系统分析AlCl3及其“同胞兄弟”,还巧妙地扩展到了元素周期表中与铝同主族、同周期的元素,形成了“氯化铝朋友圈”,引导学生发现元素在周期表中的”位”不仅影响原子结构与性质,还影响分子结构与性质。让学生通过建立关联、类比迁移,深化理解与总结了氯化铝中铝原子的结构特点——具有空轨道、缺电子结构、接受孤对电子、具有配位的能力,为后面问题的探讨做足了铺垫。兰老师还从探究NaCl-KCl-AlCl3三者共熔物熔点低的原因出发,新奇地引出了一系列由体积大的阴、阳离子构成的低温离子液体甚至未来的溶剂——室温离子液体!据此,为后面理解氯化铝在电化学中的应用做足了铺垫。而且,兰老师还通过国内相关研究机构的展示,引燃了学生将来从事科学研究的热情。

辩证思维——事物都具有两面性,其认识往往会给我们带来意想不到的惊喜!

问题二:AlCl3在电化学中大有作为?兰老师通过“熔融氯化铝真的不导电吗”的追问,引发学生的认知冲突,甚至是引起在场老师的认知冲突——AlCl3是共价化合物,熔融状态如何导电?又如何在电化学中大有作为呢?大家带着疑问走进了本环节的学习。兰老师问同学们“AlCl3是什么化合物?含有什么键?”当学生都回答“AlCl3是共价化合物,含有共价键”的时候,他继续追问“有纯粹的共价键和纯粹的离子键吗?”引导学生基于AlCl3的“离子性”,理解熔融AlCl3也能导电的奥秘。然后,他进一步提问如何增强熔融AlCl3的导电性,引导学生深入探索。通过讲解NaCl-KCl-AlCl3共熔物的导电特性及其广泛用途,兰老师帮助学生认识到了AlCl3在电化学领域的重要性,并通过多年全国各地的高考真题的呈现,让学生更加直观地感受到了氯化铝在实际应用中的价值。

系统思维——从原料来源和能源总量两个主要角度来设计工艺。

问题三:如何实现电解熔融AlCl3制铝?兰老师给出“Al-Cl键中有45.5%的离子键”这一数据,说明AlCl3其实具有较大的“离子性”,并引导学生思考如何增强熔融AlCl3的导电性,得出用电解熔融共熔物制备铝的方法。此时,兰老师又立刻借助一道竞赛题的数据追问“(2012年广东省高中化学竞赛试题)有研究表明,电解NaCl-KCl-AlCl3共熔体制铝比电解Al2O3-冰晶石制铝节电30%左右。为什么现在仍用后一种方法制铝?”兰老师引导学生从铝源和总耗能的角度去评价选择不同电解方法的优劣,从而提升学生全面、系统、综合分析问题的能力,培养学生的工程思维。

问题四:AlCl3的工业制备?兰老师提供工业制备AlCl3的反应原理,让学生基于工程思维去寻找“铝源、氯源、碳源”,从科学文献素材中分析制备AlCl3的化学工艺流程,并在流程中再一次见证了电解NaCl-KCl-AlCl3共熔物来制备铝和氯气的应用,前后呼应!让观摩的老师不禁感叹兰老师选择素材之精妙!

工程思维——净水作用,原来不是我们想象的那么简单!

问题五:AlCl3制絮凝剂(聚合氯化铝)?兰老师指出网络出售絮凝剂的商家高达4500家!这一惊人数据充分体现聚合氯化铝絮凝剂用量之大。本环节,兰老师把学生从AlCl3在电化学中新奇用途引入到了AlCl3在净水中的广泛应用中。同时,指出市场上售卖的絮凝剂不是氯化铝而是聚合氯化铝。追问学生“如何用氯化铝制聚合氯化铝?”,从学生已有的认知Al3+完全沉淀时可得到Al(OH)3沉淀,引导学生思考得出结论:Al3+部分水解就可以得到碱式氯化铝Al(OH)xCl(3-x)多碱式氯化铝聚合成一个整体,形成一个比较大的无机高分子,就是具有极强的吸附能力的絮凝剂聚合氯化铝[Al2(OH)nCl(6-n)]m了!兰老师还让学生以工程师的身份设计从铝灰到絮凝剂的工艺流程,明确在制备絮凝剂聚合氯化铝的过程中调节pH和温度的重要性,了解工业中的碱基度其实就是水解度,进一步培养学生的工程思维,并增强学生未来成为一名工程师的自豪感!

最后,兰老师紧扣“如何学习氯化铝”“为什么要学习氯化铝”来总结课堂,让全场的学生与老师对“其貌不扬”的AlCl3形成“大有作为”的全新认识。

教者指引 演绎思维发展

展示课结束后,黄老师和兰老师分别对自己的展示课进行了说课。

黄老师从内容、学情、设计理念到教学创新点进行了全面介绍。她特别指出,本节课通过精心设计的“三点两链”结构,旨在使学生的思维发展变得可视化和过程化。这样的设计不仅有助于学生形成问题分析的思路,还提高了他们从信息中挖掘、提炼和使用关键信息的能力,使学生勇于突破旧有认知,更加灵活地解决问题。

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兰老师则从本节课“为何讲”“讲什么”“如何讲”三个方面进行了深入阐述。

一、为何讲?

氯化铝具有特殊结构,除了做絮凝剂这个人人熟悉的广泛应用,还有在电化学中鲜有人知的神奇应用,选择氯化铝这个“其貌不扬”的物质作为情境既可以引发学生的认知冲突、激疑激趣,为学生带来丰富的情感体验,又可以承载物质结构、反应原理、电化学、化学工艺流程等模块的整合复习,起到以点带面、以小见大的作用,实现结构化教学。

二、讲什么?

兰老师以氯化铝的结构→性质→应用→制备为逻辑线索对氯化铝进行了追根朔源,重点探究了氯化铝的两个应用:一个是当下最广泛的应用——做絮凝剂,一个是未来最前沿新潮的应用——电化学中的应用。兰老师将学科育人渗透到教学的每个环节,使学生深切感受到化学学科的价值与魅力。

三、如何讲?

如何多维度全面认识一种物质?兰老师为我们提供了很好的认识思路,先从认识氯化铝的本尊开始,再扩展到氯化铝的“同胞兄弟”,如Al(OH)3、Al[(OH)4]-、AlCl4-;接着到氯化铝同主族的“堂兄弟”,如BF3、B(OH)3、B[(OH)4]-、BCl4-,然后到氯化铝同周期的“左邻右舍”,如MgCl2、CCl4、PCl5、SCl6,从而构建了氯化铝的“朋友圈”。通过这个“朋友圈”,就能 “定位”地理解氯化铝,从而丰富学生对元素周期律的理解——不仅揭示了原子结构和元素性质的关系,还蕴含分子结构与性质的关系。“朋友圈”还帮助学生形成了结构化的知识体系,把氯化铝放在体系中去理解,就产生“一览众山小”的感觉,不仅实现了知识关联、认知思路的结构化,还达到了结构化的最高境界——核心观念的结构化,即“结构决定性质”。这样氯化铝在我们心目中的形象就是多维的、立体的、鲜活的、生动的。

兰老师指出,一节课的起点是帮助学生将知识理解好;高点是使学生能深度理解知识的应用,从而培养实用性人才;而终点则是让学生看到知识的价值,敬畏知识的同时让知识变得鲜活而有温度,从而达到润物细无声的育人境界!

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专家点评 创新课堂典范

评课专家一:《中学化学教学参考》杂志主编、陕西师范大学硕士生导师 王军翔教授

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王军翔教授指出黄骊娜老师以沉锰说事,重点通过整合知识、建构模型、应用模型来推动教学环节,最后以一张图进行总结,得到“以不变应万变”的结论,思路非常清晰,打破了传统复习模式,以方法性知识为核心,通过化学计算,从定量的角度让学生认识复杂溶液体系中的关系问题,深入挖掘了试题背后的深层次逻辑。黄老师注重科学思维的培养和锻炼,通过归纳概括和演绎推理的训练,让学生不仅学到了知识,还学会了如何科学地思考问题,展现了高三化学复习课应有的状态。王军翔教授指出兰老师这节课完美地融合了微观与宏观,充分体现了化学学科的本质特征,通过微观结构和宏观性质之间的联系,让学生更加深刻地理解化学现象与原理之间的关系。兰老师以氯化铝为例,全面揭示了其结构、性质、应用和制备之间的关系,引导学生从知识的本原性和结构化角度增进对学科的理解。这样的教学方法不仅能提升学生的思维能力,还能有效发展学生的创造力。兰老师对教学的深刻理解和对高端教学质量的追求,展现了复习课的高效、新颖状态。兰老师的课堂一如既往给人以美的享受——知识美、理性美、思维美、化学美、人的表现美、PPT的呈现也美。这样的教学实践有效地提升了学生对化学学科的理解,培养了学生的化学思维,不仅对学生有益,也为其他教师提供了宝贵的借鉴经验,为中学化学教学指明了新方向。

评课专家二:正高级教师、杭州市前高中化学教研员 陈进前

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陈进前老师认为黄骊娜老师的课以微粒观为基础,致力于提升学生定量分析和调控化学反应的能力。黄老师以制碳酸盐时沉淀剂的选择作为真实的教学情境,围绕碳酸氢根、碳酸根设计了相关任务和问题。在解决问题的过程中,学生逐步建立起模型并不断完善,实现了从微观粒子层面的分析到宏观反应调控的提升。陈老师认为,这堂课的主要亮点有三个:第一,通过运用基本观念,突出了化学学科特有的思维能力培养;第二,教学内容紧密联系实际生产问题,体现了科学、技术和工程的有机结合;第三,课程准确把握了高三复习教学的重点,有效促进了学生知识综合运用能力的发展。陈老师对兰建祥老师的课给予了高度评价。他认为,兰老师的课堂充分发挥了“结构决定性质”基本观念的育人功能。整堂课紧密围绕“结构组成、性质(或性能)和用途(或需求)”这一核心思想展开教学,深入研究五个问题:“如何把AlCl3结构理解得更好”“AlCl3在电化学中大有作为”“如何实现电解AlCl3制铝”“AlCl3制絮凝剂”“AlCl3的工业制法”。陈老师指出,这堂课的主要亮点有三个:首先,兰老师基于“构、性”观念,实现了模块融合,培养了学生的知识迁移运用能力;其次,教学素材的选择和组织非常独到,通过一系列精彩的探究活动,促进了学生的知识迁移;最后,选择常见物质AlCl3作为教学主题,视角新奇,让学生深刻体会到了化学、科技和工程相结合的功能价值。整堂课的学习过程,不仅提高了学生的化学素养,还致力于培养学生“认同化学、赞赏化学”的积极态度,是一堂高效的高三二轮复习课。

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在沙龙研讨环节中,广州市教育研究院的化学教研员王季常老师受邀发言。王老师提议将这两节课的“评课”改为“品课”,这一建议足以彰显这两节课的高质量。王老师重点点评了黄骊娜老师的展示课,王老师称赞其有“两好”。首先是其用心的教学设计,本节课通过任务驱动、问题解决和模型构建的方式有条不紊地展开;其次是其有条不紊的教学实施,充分展现了以学习者为中心、教师为引领的教学理念。关于教学改进建议,王老师指出高三的课堂一定要注重效率,把握好教学内容,要讲学生不会的,讲高频考点,讲能拿分但还未拿到分的;另外,要注意从知识起点到终点的教学路径设置,要让知识从原点在学生大脑中自行生长。

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广东省中学化学教研员程俊老师首先特别表扬了汕头化学教研团队,以老带新团结协作,在几届全省青年教师能力大赛化学学科决赛中都有优异的表现,几位年轻教师在本次研修活动中都有精彩的展示,盼望后续继续进步。然后程老师重点品评了兰建祥老师的展示课。

首先,程老师首先指出一节优质的高三复习课,应该具有的特点:一是复习课的内容要超越教材和习题,要通过教学内容的整合,让复习课承载教学育才育人的意义;二是要着眼于学生思维能力的培养,让学生从理解一个点走向理解一个面,实现解题能力的举一反三和融会贯通;三是要着眼于让学生理解“透彻”,把“化难为易”视为教学设计的重中之重,“化难为易”的程度在很大程度上体现教师的教学水平;四是在高考题材的利用上,要把题材变成实实在在的教学素材,让高考题材成为开拓学生知识视野、理解知识应用价值(尤其是知识的前沿应用)的得力素材。而在这几方面,兰老师的课都有充分体现。

接着,程老师追问到这节课从哪里来。程老师重点提出,在所有的课堂教学创造行为中,创教材是最高级的创造形式。程老师赏析了兰老师创教材的过程:一是内容的选择。这节课锚定AlCl3这个处于周期表第三周期C位的物质,由此判断氯化铝具有丰富又特殊的“教学性”,能承载物质结构、电化学、化学平衡、工艺流程等知识模块的复习,AlCl3堪称教学内容载体的不二之选;二是内容的扩充与整合。整节课的教学素材非常丰富,涉及科研前沿文献、生产生活素材、高考真题乃至化学竞赛题,关联了AlCl3的结构、性质、用途和制备等多维度知识,并融合物质结构、电化学、水溶液中的离子平衡、工艺流程等相关模块,实现了内容的高度结构化组织和真实情境化呈现;三是问题的简化和深化,具有如此高容量和高挑战性的知识,兰老师又对教学内容进行了巧妙而又科学的简化处理,立足于先打通复杂问题的底层逻辑,使学生由被动解题变为主动解决问题,让知识自然而然的生成与发展,为解题奠定知识储备与思维能力之基。程老师说,这正好印证了王珏教授所言“只有教师对学科知识的理解足够深刻,才能以简洁、优雅、激动人心的方式呈现给学生!”

最后,程老师指出,我们对深度学习界定了三个层次,即内容之知、方法之知、精神之知。关于内容之知和方法之知两个层面的目标达成,我们在一些优质课中,时常能看见,但精神之知达成非常少见。而兰老师的课常常能够三者融合达成并互为促进。由此,我们也发现,精神之知不是独立于知识和能力发展之外的,而是以知识积淀和能力培养为基础,当知识与能力的浓度积累足够大之后,情感、态度、价值观就自然结晶出来。比如本节课无处不在的工程思维、辩证思维、知识的应用与发展,让学生在真实问题的多维度解决中充分感受到知识的理论价值、应用价值与未来发展趋势,学生的科学情感、科学求索之心油然而生。

通过本次活动,教研员们再次亲眼见证素养导向的深度学习在课堂中真实落地,甚至连高三二轮复习课都可以无处不素养。学生带着这样的素养,不仅能应对眼前高考之试,更能应对未来具有不确定性的人生之试。同时,从两位不同年龄阶段、不同专业发展阶段的授课教师身上,我们看到教师专业发展的永无止境,更看到老教师幸福守护讲台三十年而获得的深厚积淀,看到老教师保持专业刷新状态三十年而在专业上始终神采奕奕的状态,看到老教师坚持站在讲台上用教育经典理念诠释教学本真的躬身实践者、先身教后言传者。我们也期待有越来越多的老教师带着自己对化学教学的深厚情感和深度理解走上各类公开课的舞台。

来源:广东省教育研究院

编辑:广东君