劉亞男 陸建源

摘要： 開展九年級學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)“水的組成及變化的探究”的“教-學(xué)-評”一體化教學(xué)設(shè)計(jì)。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)；依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，選擇實(shí)驗(yàn)活動內(nèi)容；分析實(shí)驗(yàn)活動內(nèi)容，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)評價(jià)方案。提出以學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)、培育創(chuàng)新能力為理念、提升學(xué)科素養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞： 課程標(biāo)準(zhǔn); 實(shí)驗(yàn)活動; 活動目標(biāo); 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容; 實(shí)驗(yàn)評價(jià)

文章編號： 1005-6629（2023）09-0035-06???中圖分類號： G633.8???文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

2022年版的《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）指出：“科學(xué)探究與實(shí)踐是指經(jīng)歷化學(xué)課程中的實(shí)驗(yàn)探究，基于學(xué)科和跨學(xué)科實(shí)踐活動形成的學(xué)習(xí)能力；是綜合運(yùn)用化學(xué)等學(xué)科的知識和方法，通過一定的技術(shù)手段，在解決真實(shí)情境問題和完成綜合實(shí)踐活動中展現(xiàn)的能力與品格。重視‘教-學(xué)-評’一體化，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)從掌握知識到發(fā)展素養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。［1］”“水的組成及變化的探究”是課程標(biāo)準(zhǔn)中新增的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)之一，如何按課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，有效地組織開展實(shí)驗(yàn)活動“水的組成及變化的探究”的“教-學(xué)-評”一體化設(shè)計(jì)？筆者進(jìn)行了一些嘗試，取得了較好的效果。

1? 根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是指通過開展實(shí)驗(yàn)活動后，學(xué)生在科學(xué)探究能力、基本實(shí)驗(yàn)操作技能、實(shí)驗(yàn)探究的思路和方法、科學(xué)探究的態(tài)度等方面能夠達(dá)到的具體要求。就是將課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求、活動建議等變成具體的教學(xué)目標(biāo)，為教師的教、學(xué)生的學(xué)評價(jià)定位。制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)常按如下步驟進(jìn)行。

1.1? 尋找實(shí)驗(yàn)中的核心操作和關(guān)鍵詞組，確定行為條件和表現(xiàn)程度

首先，將課程標(biāo)準(zhǔn)中與“水的組成及變化的探究”實(shí)驗(yàn)活動相關(guān)的內(nèi)容和操作要求列出，包括內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求和跨學(xué)科實(shí)踐活動三個(gè)方面。

（1） 內(nèi)容要求：①熟悉化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全警示標(biāo)志，學(xué)會正確使用安全防護(hù)設(shè)施，學(xué)習(xí)妥善應(yīng)對實(shí)驗(yàn)安全問題的必要措施。②學(xué)會試劑的取用、簡單儀器的使用和連接、加熱等基本的實(shí)驗(yàn)操作。③初步學(xué)會在教師指導(dǎo)下根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇實(shí)驗(yàn)藥品和儀器，并能安全操作。④初步學(xué)會觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并如實(shí)記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等技能。⑤認(rèn)識水的組成，了解吸附、沉降、過濾和蒸餾是凈化水的常用方法；知道可以通過實(shí)驗(yàn)等方法探索物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。

（2） 學(xué)業(yè)要求：①能結(jié)合具體探究活動說明科學(xué)探究的要素及各要素之間的關(guān)系；能設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)方案或?qū)嵺`活動方案，能獨(dú)立或與他人合作開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)；能基于事實(shí)，分析證據(jù)與假設(shè)的關(guān)系，形成結(jié)論；能撰寫簡單的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并與他人交流和評價(jià)探究過程及結(jié)果。②能嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)則，能識別實(shí)驗(yàn)室安全警示標(biāo)志和常用危險(xiǎn)化學(xué)品標(biāo)志，具有預(yù)防化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全事故的意識。③能正確選取實(shí)驗(yàn)試劑和儀器，依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案完成必做實(shí)驗(yàn)，并能全面、準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象；能說明必做實(shí)驗(yàn)的基本思路與方法，分析實(shí)驗(yàn)實(shí)施的合理性，能體現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、敢于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度。④能基于必做實(shí)驗(yàn)形成的探究思路與方法，結(jié)合物質(zhì)的組成及變化的相關(guān)知識，分析解決真實(shí)情境中的簡單實(shí)驗(yàn)問題。⑤能基于真實(shí)的情境，從元素、原子、分子的視角分析有關(guān)物質(zhì)及其變化的簡單問題，并作出合理的解釋和判斷。

（3） 跨學(xué)科實(shí)踐活動：水的檢測及自制凈水器；①選擇有意義的探究問題，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)的探究過程，注重運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)手段，加強(qiáng)探究活動中的科學(xué)思維，基于科學(xué)探究與實(shí)踐活動建構(gòu)化學(xué)觀念，增進(jìn)對化學(xué)科學(xué)及科學(xué)探究本質(zhì)的理解，發(fā)展科學(xué)探究能力和創(chuàng)新意識。②積極創(chuàng)造條件，開足、開好必做實(shí)驗(yàn)和跨學(xué)科實(shí)踐活動，倡導(dǎo)“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”，充分發(fā)揮必做實(shí)驗(yàn)和跨學(xué)科實(shí)踐活動的教學(xué)功能及育人價(jià)值。在完成必做實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，努力創(chuàng)造條件，為學(xué)生提供更多的動手實(shí)驗(yàn)機(jī)會。③觀察紅墨水分別在冷水和熱水中擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；觀察水的三態(tài)變化和水分解的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并用圖示表征變化的微觀過程［2］。

其次，找到本實(shí)驗(yàn)中的核心操作和關(guān)鍵詞組。根據(jù)以上列出的內(nèi)容要求，我們可以找到“水的組成及變化的探究”實(shí)驗(yàn)中的核心操作為過濾、蒸餾、電解等。關(guān)鍵詞組為水分子運(yùn)動、水的凈化、凈水器、水的電解、氧氣和氫氣的檢驗(yàn)等。

第三，將本實(shí)驗(yàn)的核心操作（結(jié)合關(guān)鍵詞組）從實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)體系、學(xué)情分析、行為動詞、操作難度等方面進(jìn)行剖析（見表1）。

第四，再根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)情況、學(xué)業(yè)要求、學(xué)校實(shí)驗(yàn)資源等確定核心操作的行為條件和表現(xiàn)程度。行為條件是指影響實(shí)驗(yàn)操作和學(xué)習(xí)結(jié)果的特定限制或范圍等，主要有輔助學(xué)習(xí)手段或?qū)嶒?yàn)儀器、完成行為的情景等。表現(xiàn)程度則是學(xué)生達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的最低表現(xiàn)水準(zhǔn)，用以評量實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)表現(xiàn)或?qū)W習(xí)結(jié)果所達(dá)到的程度。本實(shí)驗(yàn)的核心操作的行為條件和表現(xiàn)程度見表2［3］。

1.2? 根據(jù)行為條件和表現(xiàn)程度，書寫實(shí)驗(yàn)活動課實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)具有四個(gè)基本要素即行為主體、行為表現(xiàn)、行為條件、行為程度。可在深刻領(lǐng)會核心操作的基礎(chǔ)上，對學(xué)生情況展開具體分析，并結(jié)合行為條件和表現(xiàn)程度，制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)活動目標(biāo)中行為主體肯定是學(xué)生。行為表現(xiàn)常用核心操作和行為動詞來描述。本節(jié)實(shí)驗(yàn)活動課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是：

（1） 掌握水電解裝置的連接方法，熟練掌握液體的加入方法，知道水電解器裝置的氣密性檢驗(yàn)方法，掌握氫氣、氧氣的檢驗(yàn)操作，能正確記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并書寫化學(xué)方程式。

（2） 掌握過濾、蒸餾等實(shí)驗(yàn)裝置的組裝、儀器的連接方法，學(xué)會過濾、蒸餾等實(shí)驗(yàn)操作方法，掌握水的凈化方法，自制凈水器等。

（3） 掌握硬水和軟水的鑒別方法，體驗(yàn)以天然水為研究對象探究水的組成的全過程。

2? 依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，選擇實(shí)驗(yàn)活動內(nèi)容

“水的組成及變化的探究”實(shí)驗(yàn)活動內(nèi)容的選擇，應(yīng)以實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)，體現(xiàn)課程理念，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、動手能力、創(chuàng)新能力和探究能力。

2.1? 根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，選擇課本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

義務(wù)教育教科書《化學(xué)》（人教版）九年級上冊教材與“水的組成及變化的探究”相關(guān)的實(shí)驗(yàn)活動有：實(shí)驗(yàn)1-3固體藥品的取用、實(shí)驗(yàn)1-4液體藥品的取用、實(shí)驗(yàn)1-6加熱溶液、實(shí)驗(yàn)3-1品紅在水中擴(kuò)散，探究分子運(yùn)動現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)4-1明礬凈水、實(shí)驗(yàn)4-2過濾、實(shí)驗(yàn)4-3檢驗(yàn)軟水和硬水、實(shí)驗(yàn)4-4蒸餾、課外實(shí)驗(yàn)自制簡易凈水器、探究水的組成等。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，選擇這些操作容易、現(xiàn)象明顯、安全性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，體現(xiàn)了“教-學(xué)”一體化的理念；也可以將這些實(shí)驗(yàn)經(jīng)過組合、微型化、課時(shí)化等改進(jìn)后，成為學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動的主要內(nèi)容。

“水的組成及變化的探究”的實(shí)驗(yàn)活動內(nèi)容可根據(jù)教學(xué)目標(biāo)（1）選擇電解水的實(shí)驗(yàn)；根據(jù)教學(xué)目標(biāo)（2）和（3）選擇水的凈化、硬水和軟水的檢驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)活動。具體的實(shí)驗(yàn)活動內(nèi)容如下：

（1） 實(shí)驗(yàn)名稱：水的組成及變化的探究

（2） 實(shí)驗(yàn)用品：燒杯、鐵架臺（帶鐵夾）、石棉網(wǎng)、酒精燈、滴管、玻璃棒、漏斗、蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、冷凝管、錐形瓶、承接管、試管、濾紙、帶單孔橡皮塞的玻璃導(dǎo)管、水電解器（帶鐵電極和石墨電極）、導(dǎo)線、直流電源、火柴、小木條；含有少量泥土的渾濁的天然水（井水等硬水懸濁液）、品紅固體粉末、稀硫酸、蒸餾水

（3） 實(shí)驗(yàn)步驟：

① 取一圓形濾紙，折疊后放入漏斗，使之緊貼漏斗壁，并使濾紙邊緣略低于漏斗口，用少量水潤濕濾紙。按圖1所示架好漏斗，使漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁，將大半燒杯含有少量泥土的渾濁的天然水沿玻璃棒慢慢傾倒入漏斗中，注意使液面始終低于濾紙邊緣。

② 按圖2所示連接好裝置，并檢查裝置的氣密性。往蒸餾燒瓶中加入約1/3體積的上述過濾得到的水，再加入幾粒碎瓷片，加熱燒瓶，收集約80mL水，停止加熱。將所得的水分別倒入一支試管和一小燒杯中。

③ 用肥皂水檢驗(yàn)蒸餾前后水的硬度。往小燒杯里的水中加入少量品紅粉末，觀察其擴(kuò)散情況。

④ 按圖3所示連接好裝置，往電解器中的玻璃管中加滿蒸餾水（預(yù)先加入幾滴稀硫酸），并檢查氣密性。連接好導(dǎo)線，接通電源，觀察現(xiàn)象。

⑤ 當(dāng)玻璃管中產(chǎn)生較多氣體后，關(guān)閉電源，用燃著的木條檢驗(yàn)尖嘴管中產(chǎn)生的氣體。

⑥ 記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（4） 問題和交流：

① 過濾時(shí)，為何要將玻璃棒靠在三層濾紙?zhí)?？如果加入天然水時(shí)的液面高于濾紙邊緣，會出現(xiàn)什么后果？

② 蒸餾時(shí)，加入碎瓷片的作用是什么？

③ 電解水時(shí)往水中加入幾滴稀硫酸的目的是什么？

④ 如何檢驗(yàn)電解水中產(chǎn)生的氣體？將這些實(shí)驗(yàn)活動內(nèi)容進(jìn)行課時(shí)化整合即為學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)活動內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)活動內(nèi)容的課時(shí)化整合就是將實(shí)驗(yàn)的總時(shí)間固定在45分鐘內(nèi)，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)操作的相關(guān)要求確定實(shí)驗(yàn)的先后順序、操作方法、實(shí)驗(yàn)用品、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。本實(shí)驗(yàn)的課時(shí)化整合過程如圖4所示。

本實(shí)驗(yàn)活動是以實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)中的過濾、蒸餾、電解三個(gè)實(shí)驗(yàn)為主要實(shí)驗(yàn)活動，將渾濁的天然硬水通過過濾、蒸餾等方法凈化得到軟水，最后將水電解得到氫氣和氧氣，讓學(xué)生體驗(yàn)水的凈化和研究水的組成的全過程，既能了解水的凈化、水的軟化、分子的運(yùn)動、

物理變化、化學(xué)變化、水的組成等相關(guān)的化學(xué)知識，又能掌握固體藥品的取用、液體藥品的取用、氣密性檢查、過濾、蒸餾、電解等實(shí)驗(yàn)操作方法。有條件的學(xué)校也可用蒸餾得到的水來直接進(jìn)行電解，讓學(xué)生體驗(yàn)凈水和軟化水的意義，熟悉探究水的組成全過程。

2.2? 根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，選擇家庭作業(yè)內(nèi)容

課程標(biāo)準(zhǔn)中指出：“在完成必做實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，努力創(chuàng)造條件，為學(xué)生提供更多的動手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會?！辈贾脤?shí)驗(yàn)家庭作業(yè)也是一種重要的學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，可大大提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究興趣。學(xué)生實(shí)驗(yàn)家庭作業(yè)即學(xué)生家庭實(shí)驗(yàn)，不僅大大提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，而且也激勵(lì)其他學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)制作，這對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神和提升學(xué)科核心素養(yǎng)是大有好處的。

根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動“水的組成及變化的探究”實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)“學(xué)會水電解裝置的連接方法；掌握水的凈化的方法，自制凈水器”的要求，設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)家庭作業(yè)內(nèi)容，讓學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。作業(yè)有“自制凈水器”和“自制水電解器”。如自制凈水器時(shí)的作業(yè)要求是：先讓學(xué)生進(jìn)行查閱有關(guān)凈水器制作的知識和資料，并設(shè)計(jì)制作凈水器的實(shí)驗(yàn)方案，畫出凈水器的草圖；然后對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行小組討論并修改；最后由學(xué)生收集碎石子、沙子、活性炭、棉花和塑料瓶等實(shí)驗(yàn)用品，開展制作活動；制作好的凈水器帶到學(xué)校實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行展示、交流和評價(jià)。

3? 分析實(shí)驗(yàn)活動內(nèi)容，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)評價(jià)方案

在實(shí)驗(yàn)活動教學(xué)中，對學(xué)生的評價(jià)主要是過程性評價(jià)，即觀察、記錄學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動過程中的實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范、實(shí)驗(yàn)儀器藥品的選擇、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫情況等，對學(xué)生的參與意識、動手能力、合作精神、實(shí)驗(yàn)操作技能、分析問題解決問題能力、知識的理解和數(shù)據(jù)處理技能等進(jìn)行評價(jià)［4］。

3.1? 遴選實(shí)驗(yàn)評價(jià)要點(diǎn)，制定實(shí)驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)

制定實(shí)驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)就是以實(shí)驗(yàn)活動的內(nèi)容為基礎(chǔ)，分析其中的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，確定評價(jià)內(nèi)容和評價(jià)要點(diǎn)，從核心素養(yǎng)的相關(guān)方面，確定實(shí)驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)。學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)“水的組成及變化的探究”實(shí)驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)的制定流程見圖5。

3.2? 制作實(shí)驗(yàn)評價(jià)量表，探索增值評價(jià)方法

學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)“水的組成及變化的探究”的評價(jià)應(yīng)注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動的表現(xiàn)，開展自我評價(jià)、同學(xué)或小組評價(jià)、教師評價(jià)等，可以依據(jù)實(shí)驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)制訂實(shí)驗(yàn)活動評價(jià)量表（見表3），用于學(xué)生的自評、組評和師評。制作實(shí)驗(yàn)活動評價(jià)量表時(shí)應(yīng)體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)和核心素養(yǎng)的要求［5］。

通過每一次實(shí)驗(yàn)的量化評價(jià)，評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和化學(xué)素養(yǎng)增進(jìn)情況；通過對每個(gè)操作的量化評價(jià)，評價(jià)學(xué)生每個(gè)操作的熟練程度。通過多個(gè)實(shí)驗(yàn)的量化評價(jià)，關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)評價(jià)中的“增加值”，為結(jié)果評價(jià)提供重要的依據(jù)。

總之，“水的組成及變化的探究”學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動教學(xué)策略的建構(gòu)應(yīng)以學(xué)習(xí)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，培育創(chuàng)新能力為理念，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能、實(shí)驗(yàn)探究能力、提升學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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