韋艷蓉

摘要：以配制一定質(zhì)量分數(shù)的氯化鈉溶液為例，介紹拋錨理論在化學基礎實驗教學中的實踐過程，并對實踐過程進行了反思。

關鍵詞：拋錨式教學：基礎實驗;溶液配制

文章編號：1008-0546（2019）05-0069-03

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.39690/j.issn.1008-0546.2019.05.021

化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗對于化學學科的重要性眾所周知，但在實際教學中存在一些偏差，如用口述實驗、視頻實驗、做實驗題代替做實驗，用演示實驗代替學生實驗等。上海教育出版社九年級化學教材從2013版首次規(guī)定了8個學生必做的基礎實驗，旨在“在教學中創(chuàng)設以實驗為主的科學探究活動，激發(fā)學生對科學的興趣，引導學生在觀察、實驗和交流討論中學習化學知識，提高學生的科學探究能力?！?個基礎實驗分別是：氧氣的制取與性質(zhì)，二氧化碳的制取與性質(zhì)，物質(zhì)燃燒的條件，常見金屬的性質(zhì)，配制一定質(zhì)量分數(shù)的氯化鈉溶液，酸堿的化學性質(zhì)，溶液酸堿性的檢驗，粗鹽中難溶性雜質(zhì)的去除。

在化學實驗教學中運用拋錨式教學，在實驗室中為學生創(chuàng)設真實性的學習情景，對學生的有效學習能力培養(yǎng)和自主、合作、探究的學習習慣的養(yǎng)成等方面取得了較好的教學效果。本文以化學基礎實驗5為例闡述拋錨式教學實踐。

拋錨式教學是由美國范德堡大學的約翰·布蘭斯福德教授所領導的認知和技術項目組（Cognition&Technology Group at Vanderbilt，CTGV）于20世紀80年代末90年代初開發(fā)的一種學習和教學策略。拋錨式教學也稱“實例式教學”或“基于問題的教學”，被視為社會建構(gòu)主義范式的一個構(gòu)成部分。本質(zhì)上，它是以目標為基礎的情境教學模式和基于問題的學習模式的綜合。這種教學要求學生到實際的環(huán)境中去感受和體驗問題，而不是聽這種經(jīng)驗的間接介紹和講解。在實際情境中一旦確立一個問題，整個的教學內(nèi)容和教學進程就被確定了（就像輪船被錨固定一樣）。拋錨式教學的主要目的是使學生在一個完整、真實的問題背景中，產(chǎn)生學習的需要，并通過鑲嵌式教學以及學習共同體中成員間的互動、交流，即合作學習，憑借自己的主動學習、生成學習，親身體驗從識別目標到提出和達到目標的全過程。拋錨式教學解決學生面臨的現(xiàn)實問題，學習過程就是解決問題的過程，可以直接反映出學生的學習效果，這種教學效果的評價往往不需要進行獨立于教學過程的專門測驗，只需要在學習過程中隨時觀察并記錄學生的表現(xiàn)即可。總之，拋錨式教學是培養(yǎng)學生化學核心素養(yǎng)的一個十分重要的途徑。

一、基礎實驗教前分析

拋錨式教學的主要目的是使學生在一個完整、真實的問題背景中，產(chǎn)生學習的需要，因此，一方面，教師必須解讀學生原有基礎和課標要求，梳理出本節(jié)課的教學目標和教學目標的主次關系。另一方面，在教學設計時要從學習內(nèi)容中篩選出一些最基本的概念、原理、方法和過程作為重點學習的對象，為學生的有意義建構(gòu)搭建腳手架。從而設計出符合學生實際，切合學生最近發(fā)展區(qū)的“錨”，使教學活動圍繞“錨”來設計和展開。

基礎實驗5是初中化學8個基礎實驗中唯一的定量實驗，是以氯化鈉固體配制一定質(zhì)量分數(shù)的氯化鈉溶液。實驗目的是：（1）學習一定質(zhì)量分數(shù)的溶液的配制方法和過程，加深理解溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的概念。（2）通過實驗，掌握一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液配制過程的基本操作，培養(yǎng)科學素養(yǎng)，提高實踐能力。（3）教會學生在活動過程中對獲取的信息，能夠進行加工處理，培養(yǎng)學生觀察分析問題的能力和語言交流表達能力。

涉及到的基本實驗操作比較簡單，主要有：藥品的稱量、藥品的取用、溶解等。學生通過對質(zhì)量分數(shù)概念的學習，比較容易總結(jié)出利用固體藥品配制一定質(zhì)量分數(shù)溶液的一般步驟。但是對于質(zhì)量分數(shù)概念的深入理解，以及如何利用濃溶液配制稀溶液是難點?？梢詫⒁陨蟽蓚€問題統(tǒng)一在一個熟悉的情境中，降低學生的思維跨度，從生產(chǎn)生活中的實例引入，激發(fā)學生對化學與社會的密切聯(lián)系的思考，構(gòu)建、強化、完善質(zhì)量分數(shù)的概念。

基于拋錨式教學，將基礎實驗過程設計為五環(huán)節(jié)，教學流程見圖1。

二、基礎實驗教學過程

1.情境創(chuàng)設

[教師]一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液在生產(chǎn)生活中有廣泛的應用。（1）醫(yī)療上配制溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為O.9%的NaCI溶液作為生理鹽水，不準確會使細胞失去活性。（2）施用農(nóng)藥必須按照規(guī)定的濃度，否則會降低藥效或損害莊稼。（3）農(nóng)業(yè)上常用10%-20%的氯化鈉溶液選種，配制不準導致選種失敗。農(nóng)業(yè)選種背景知識：按物種需要配制NaCI溶液，其密度比水大，將種子放入NaCl溶液中，漂浮的不飽滿，沉下的飽滿，也就是好的種子，而且NaCl廉價易得，所以農(nóng)業(yè)上選用NaCl溶液來選種。

[設問]今天老師帶來一些稻谷（展示實物），同學們能配制一定質(zhì)量分數(shù)的氯化鈉溶液把其中的好種子選出來嗎？

設計意圖：情景創(chuàng)設緊貼學生生活，緊扣學習主題。通過實物稻谷的展示瞬間有效地抓住學生的心，激發(fā)了學生強烈的探究欲望。

2.問題確定（拋錨）

[教師]我們今天就來配制50g 16%的食鹽水（本地農(nóng)民通常用這種濃度）。怎樣配制一定質(zhì)量分數(shù)溶質(zhì)的溶液？總結(jié)并寫出配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液的步驟，每一步需要的實驗儀器。

[提示思考]（1）用什么藥品配？需要多少量？（2）用到哪些儀器？怎樣混合？（3）最后保存在哪里？

設計意圖：如何配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液三個“錨”以真實問題的形式在一定的情景中出現(xiàn)。每一個“錨”都具有一定的綜合性和復雜性，學生看似可以輕松嘗試解答或操作，但深入后又發(fā)現(xiàn)存在一些困難。這正是處于學生最近發(fā)展區(qū)的一種表現(xiàn)。在這種一知半解的情形下，學生的求知欲和學習動機被最大程度地激發(fā)。三個“錨”之間的關系是循序漸進，逐漸深入。它們構(gòu)建了一個關于溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的概念框架。學生的學習活動循著這個腳手架逐漸攀升，最終達成對溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)知識的深入理解和意義建構(gòu)。

3.自主學習

[學生]按教師提供的解決問題的有關線索，自主確定為完成學習任務所需要的知識點清單，獲取有關資料和信息，并且利用、評價有關信息與資料。填寫學案上相關內(nèi)容。

[教師提示]在生活中液體的量更多的是用體積表示，我們計算出的是溶液的質(zhì)量，那該怎么辦呢？（用密度公式進行換算），指出用液體配制時一般不用天平稱量，而用量筒量取。

設計意圖：學生能自己學會的部分，教師不再講，有效培養(yǎng)學生的自學能力。只在合適的時候鑲嵌必要的點拔。

4.協(xié)作學習

[學生]小組交流。實驗設計配制溶液的步驟為：（1）計算：m（NaC1）=50gx16%=8.0g;m（H2O）=50g-8.0g=42.0g;V（H2O）=42.0g/1g·mL^-1=42.0mL;（2）稱量：用托盤天平稱量8.0 g NaCl固體，用量筒量取42.0mL H2O;（3）溶解：將氯化鈉和水先后倒入燒杯中并用玻璃棒攪拌至完全溶解;（4）轉(zhuǎn)移：將氯化鈉溶液轉(zhuǎn)移到試劑瓶中。

用到的實驗儀器有：托盤天平、藥匙、量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒。

[學生實驗]提供實驗儀器和藥品進行分組實驗：燒杯、托盤天平、玻璃棒、量筒、藥匙、膠頭滴管、水、食鹽，動手配制50g16%的氯化鈉溶液。

[學生]問題討論：（1）在溶液配制過程中，使用玻璃棒的作用是什么？（2）若要增大氯化鈉的溶解速率，可以采取哪些措施？（3）使用濃硫酸配制一定質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸溶液，與配制氯化鈉溶液進行比較，實驗步驟上應有哪些改變？

解析：（1）玻璃棒的作用是攪拌加速溶解;（2）可采用攪拌、將氯化鈉研碎、升溫等方法加速溶解;（3）用濃酸配制稀酸，是用液體配制液體，將稱量步驟改為量取。

設計意圖：協(xié)作學習階段盡可能讓學生經(jīng)歷實驗方案設計、實驗操作、完成實驗報告等實驗過程。教師給學生提供解決問題所要使用的材料，由學生設計方案、實施探究并收集數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。師生間和合作小組同伴間通過不同觀點的爭鳴、補充和修正，從多個角度解決教師拋下的“錨”。

為加深對溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)概念的理解掌握，促使學生智慧技能的遷移應用，設置了用濃酸配制稀酸變式情景。情景遷移使學生在學習基本原理之后不斷面對新任務、解決新問題，學生不僅要運用正在學習的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的知識，還要調(diào)用頭腦中相關的其他知識。這種遷移應用促使學生在腦海中建構(gòu)起關于溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的結(jié)構(gòu)化的、順暢的知識網(wǎng)絡。

5.效果評價

[教師]投影回放展示學生實驗中的錯誤操作（學生實驗時，教師在指導的同時通過照片或視頻的形式記錄下典型的錯誤操作），實驗操作中有哪些不規(guī)范？對所配氯化鈉溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)有什么影響？

[學生]展開自評和互評發(fā)現(xiàn)主要錯誤有：將氯化鈉放在右盤稱量，量水時仰視讀數(shù)，量水時俯視讀數(shù)，氯化鈉固體部分灑落在燒杯外面等。

其中使溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)偏大的操作有：量水時俯視讀數(shù)，使溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)偏小的操作有：將氯化鈉放在右盤稱量、量水時仰視讀數(shù)。

[教師]每一步實驗步驟中都存在使用實驗結(jié)果不準確的因素，實驗結(jié)束，大家將配制的溶液匯集到一個大燒杯中，將帶來的谷粒撒入，顆粒飽滿的好種子沉在下面，同學們露出欣喜的神情，仿佛看到了沉甸甸的麥穗，成就感滿滿。

[設計意圖]“錨”的提出和解決過程是對學習效果的最好評價和激勵。在課堂教學過程中，教師一方面在實驗過程中密切關注學生的學習反應，對學生的提出的問題作出回答，對合作探究過程中小組的參與率、秩序和成效隨時給予積極肯定的評價。另一方面在實驗完成后，還都需要引導學生對實驗原理、裝置、過程、現(xiàn)象與結(jié)果等進行認真的理性思考。實驗后身邊同學或自己的操作，通過多媒體課件的演示，把原本機械枯燥的實驗內(nèi)容表現(xiàn)得非常生動形象，充分調(diào)動了學生的積極性，學生興趣濃且記得牢，改進效果遠勝于教師空口蒼白的說教。針對實驗中出現(xiàn)的嘗試對錯誤實驗操作造成的后果進行相應的誤差分析恰好可以作為生成的資源充分加以利用，引導學生進一步進行解釋和探究，讓學生體會定量實驗在化學研究中的重要作用，培養(yǎng)學生的質(zhì)疑和探究精神。

三、基礎實驗教后思考

實驗是化學學科的一種重要研究和學習方法，拋錨式實驗教學，激發(fā)學生學習的動機，讓學生理解為什么實驗;通過適切的教學目標，讓學生知道做什么實驗;通過教師的示范、師生協(xié)同幫助，讓學生掌握如何做實驗，教學中將實驗功能發(fā)揮到最大化。

教師在運用拋錨式教學時應精心設計“錨”，使之成為學習的切人點和腳手架，并圍繞“錨”設置情景，使學生在真實的情境下產(chǎn)生問題并激發(fā)出對問題的探究欲望，展開自主的、合作的探究學習。拋錨式教學突顯了學生的主體性，有利于轉(zhuǎn)變學生的學習方式，促使學生順利地建構(gòu)知識體系并進一步在復雜的變式情景中運用知識，達到問題解決的目的，有效達成化學素養(yǎng)培養(yǎng)的要求。