基于學(xué)科核心素養(yǎng)的案例教學(xué)實踐
——以“化學(xué)反應(yīng)速率”為例

鄭 珊, 鄭愛芳，韓雅娟，林 珩

（1.閩南師范大學(xué)化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院，福建漳州363000;2.漳州市第三中學(xué)，福建漳州363000;3.漳州市第五中學(xué)，福建漳州363000）

案例教學(xué)縮短了教學(xué)情境與生活情境的差距，是基于學(xué)生、學(xué)科和生活等多角度的平衡而形成的互動式教學(xué)模式.化學(xué)案例教學(xué)中，教師根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容，以真實發(fā)生的事件為背景，引導(dǎo)學(xué)生在接觸案例、探討案例、解決實際問題的參與式學(xué)習(xí)中不斷內(nèi)化知識，掌握方法，發(fā)展核心素養(yǎng).教師在課堂教學(xué)中自覺引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生的過程也有助于教師加深思考，針對學(xué)生提出的各種不同理解及時補充新的教學(xué)內(nèi)容.

1 案例教學(xué)的實踐模型

教學(xué)過程的設(shè)計要充分考慮學(xué)生的能力、需求，充分考慮到案例部分的設(shè)計、安排以及預(yù)期產(chǎn)生的效果，協(xié)調(diào)好案例與理論、實踐的平衡.因此，案例教學(xué)的基本模式應(yīng)包括：1）教師精準(zhǔn)選擇、展示案例問題，激發(fā)學(xué)生思考；2）教師以案例為背景講解教材知識，加深學(xué)生理解；3）師生基于所學(xué)原理，圍繞解決系列問題開展對案例的分析與探究，形成良好的互動氛圍；4）總結(jié)評價、回歸案例，學(xué)生充分感受到化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，批判反思意識得到培養(yǎng)，并能在新的真實情境下解決新的問題，最終加強理論知識與實踐相結(jié)合的能力.

本文基于已有的教學(xué)實踐模型，結(jié)合“教-學(xué)-評一致性”的教學(xué)理念以及本課例的教學(xué)實踐，構(gòu)建了如圖1所示基于學(xué)科素養(yǎng)的案例教學(xué)實踐模型.

2 案例教學(xué)的設(shè)計與實施

筆者以“化學(xué)反應(yīng)速率”為例，探索如何利用案例教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，幫助學(xué)生形成正確學(xué)科和社會價值觀念，提高課堂教學(xué)效果.

2.1 指向“核心素養(yǎng)”案例教學(xué)的教學(xué)設(shè)計分析

2.1.1 教學(xué)與評價目標(biāo)分析

案例教學(xué)在具體落地時要注意總體的結(jié)構(gòu)，結(jié)合化學(xué)核心素養(yǎng)的要求確定輸出的知識點及價值點.在課堂案例教學(xué)中，教師要善于整合各類信息，通過學(xué)科知識、學(xué)生經(jīng)驗以及師生觀點的碰撞來起到啟示理論、啟發(fā)思維的作用[1].

圖1 基于學(xué)科素養(yǎng)的案例教學(xué)實踐模型Fig.1 Case teaching practice model based on subject accomplishment

本節(jié)教材是在學(xué)生以物質(zhì)變化角度認(rèn)識了化學(xué)反應(yīng)之后,引導(dǎo)學(xué)生從另一個視角即化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢出發(fā)，構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)速率的相關(guān)知識點，從而繼續(xù)豐富對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識.筆者基于課程標(biāo)準(zhǔn)[2]的解讀以及學(xué)生現(xiàn)狀的分析，結(jié)合教材分析制定以下教學(xué)目標(biāo)及評價目標(biāo).

【教學(xué)目標(biāo)】

A1.以具體案例為依據(jù)進(jìn)行分析，提出猜想，認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)有快有慢，初步建立變化觀念與平衡思想.

A2.結(jié)合案例遷移構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方式，從定性認(rèn)識上升到定量計算，進(jìn)一步提高證據(jù)推理與模型認(rèn)知的能力.

A3.通過消防員滅火引導(dǎo)學(xué)生分析并得出影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，發(fā)展學(xué)生的證據(jù)收集和證據(jù)推理能力；運用控制變量法進(jìn)行實驗，并以具體實驗結(jié)果為證據(jù)證實前期的假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度及創(chuàng)新意識.

A4.了解控制反應(yīng)條件對處理化學(xué)事故的作用，發(fā)展化學(xué)價值觀，提升科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任.

【評價目標(biāo)】

B1.通過課堂交流、評價與觀察，診斷學(xué)生對概念理解的水平（定性水平、定量水平）.

B2.結(jié)合內(nèi)因、外因兩方面分析認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率，診斷并發(fā)展化學(xué)反應(yīng)變化條件的認(rèn)識水平（孤立水平、系統(tǒng)水平）.學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)快慢的影響因素做出合理預(yù)測與解釋，診斷并發(fā)展學(xué)生的證據(jù)收集和證據(jù)推理能力（基于經(jīng)驗水平、基于概念原理水平）.

B3.通過探討方案并進(jìn)行實驗操作，診斷學(xué)生的實驗探究水平（孤立水平、系統(tǒng)水平）.

B4.引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)學(xué)科和消防安全的知識點進(jìn)行串聯(lián)，發(fā)展學(xué)生解決實際問題的能力水平和認(rèn)識學(xué)科（化學(xué)）價值的水平（學(xué)科價值視角、社會價值視角、學(xué)科和社會價值視角）.

2.1.2 教學(xué)與評價思路

基于“教、學(xué)、評一致性”的理念，以學(xué)習(xí)目標(biāo)為導(dǎo)向，確定了“化學(xué)反應(yīng)速率”的教學(xué)與評價思路（見圖2）.

圖2 教學(xué)與思路示意圖Fig.2 Schematic diagram of teaching and thinking

2.1.3 課堂教學(xué)思路

本節(jié)課密切結(jié)合生活實際創(chuàng)設(shè)案例情境，通過類比遷移引入化學(xué)反應(yīng)速率的概念，討論、歸納得出影響反應(yīng)速率的因素，并通過實驗驗證猜想，整個過程滲透科學(xué)研究的思維及方法（見圖3所示）.

選取四川省涼山州森林火災(zāi)作為案例教學(xué)的素材背景，以此為切入點具備真實感，能激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任意識.案例以“火情發(fā)生、消防接警、科學(xué)滅火”為線索，引發(fā)學(xué)生思考“如何做到科學(xué)滅火？”，進(jìn)行“學(xué)習(xí)—交流—探究—總結(jié)”等環(huán)節(jié)來完成對“消防當(dāng)中的化學(xué)知識”相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，達(dá)到教學(xué)理論與能力提升的目的.學(xué)生在學(xué)習(xí)之前已然具備相關(guān)的消防知識、物理學(xué)的速率等概念，因此，選取本案例符合學(xué)生的發(fā)展水平.

圖3 化學(xué)反應(yīng)速率教學(xué)流程示意圖Fig.3 Flow chart of chemical reaction rate teaching

2.2 案例教學(xué)的實施

環(huán)節(jié)I：接觸案例，引入課題

【學(xué)習(xí)任務(wù)1】觀看案例素材，進(jìn)行思考.

【評價任務(wù)1】診斷并發(fā)展學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)動機水平（孤立水平、系統(tǒng)水平）.

【播放】四川省涼山州的森林火災(zāi)事件視頻.

【提出問題】“為何火勢發(fā)生如此迅猛？”“如何做到科學(xué)滅火？”

【學(xué)生活動】討論激烈并作出回答：“燃燒”是種快速、迅猛的化學(xué)反應(yīng)過程.

【點題】這節(jié)課我們就來研究化學(xué)反應(yīng)速率.

【設(shè)計意圖】選擇真實發(fā)生的新聞熱點為切入點，不僅具備真實感，引發(fā)學(xué)生主動思考，同時教育學(xué)生應(yīng)銘記英雄，感恩英雄，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任意識.

環(huán)節(jié)II：講解案例，構(gòu)建模型

【學(xué)習(xí)任務(wù)2】初步構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)速率的概念模型.

【評價任務(wù)2】診斷并發(fā)展學(xué)生的證據(jù)收集和推理能力（定性水平、定量水平），知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化的水平（孤立水平、系統(tǒng)水平）

【情境創(chuàng)設(shè)1】通過火勢與其他生活現(xiàn)象、化學(xué)實驗現(xiàn)象的比較，提出“如何定性描述反應(yīng)進(jìn)行的快慢？”

【情境創(chuàng)設(shè)2】觀看消防接警報導(dǎo)，提出“如何定量描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢？”

【系列問題一】①消防接警時消防車的車速與消防龍頭的流速這兩個物理量分別描述了什么樣的過程？②對比物理學(xué)里關(guān)于“速率”的概念，化學(xué)中的反應(yīng)速率又該如何表示呢？③反應(yīng)中的物質(zhì)可以用什么來表示呢？④該物質(zhì)（反應(yīng)物或生成物）在反應(yīng)過程中數(shù)量的變化趨勢是什么？⑤在化學(xué)中通常用來表示容器內(nèi)物質(zhì)數(shù)量的物理量是什么？”

表1【系列問題一】解決過程中學(xué)生的表現(xiàn)Tab.1 [series of problems 1]students’performance in the process of solving

【設(shè)計意圖】通過情境創(chuàng)設(shè)，認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)有快有慢，初步建立變化觀念與平衡思想；小組討論【系列問題一】，運用對比歸納、類比遷移的學(xué)習(xí)方法，強化“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)，構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)速率的概念模型.

環(huán)節(jié)III：自主探究，豐富模型

【學(xué)習(xí)任務(wù)3-1】組內(nèi)討論案例問題，分析得出化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素.

【評價任務(wù)3-1】診斷并發(fā)展學(xué)生對反應(yīng)條件的認(rèn)識水平（孤立水平、系統(tǒng)水平）.和證據(jù)推理與模型認(rèn)知水平（經(jīng)驗和概念原理水平）（具體教學(xué)流程如圖4所示）.

【設(shè)計意圖】利用消防員“噴水滅火”這一表象得出“降溫可以降低燃燒反應(yīng)速率”的內(nèi)在，從而得出燃燒速率與“溫度”有關(guān)；通過特殊滅火設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到把“水柱”變?yōu)椤八F”是為了增大“接觸面積”這一關(guān)鍵點；通過二氧化碳滅火器的滅火原理引導(dǎo)學(xué)生思考可燃物表面氧氣的“多”與“少”的問題，由表及里引出“濃度”也是燃燒速率的影響因素.由常識做切入點，以學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生對比、分析并得出化學(xué)結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理的能力.

圖4 學(xué)習(xí)任務(wù)3-1教學(xué)流程圖Fig.4 Learning task 3-1 teaching flow chart

【學(xué)習(xí)任務(wù)3-2】討論、制定方案并圍繞其展開研究.

【評價任務(wù)3-2】診斷并發(fā)展學(xué)生的實驗水平（孤立水平、系統(tǒng)水平）.

【提出任務(wù)】設(shè)計實驗探究何證明影響化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素.

【制定計劃】學(xué)生小組制定除課本之外的實驗方案（表2所示）.

表2 學(xué)生實驗方案設(shè)計情況Tab.2 Design of students'experiment scheme

【實驗探究】小組為單位進(jìn)行實驗.

【設(shè)計意圖】教師引導(dǎo)學(xué)生通過組內(nèi)合作實驗進(jìn)一步探究“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”，引導(dǎo)學(xué)生基于變量控制方法設(shè)計實驗方案，提升學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識.

環(huán)節(jié)IV：總結(jié)案例，問題解決

【學(xué)習(xí)任務(wù)4】自我學(xué)習(xí)總結(jié)歸納并相互評價，構(gòu)建基于真實問題解決研究物質(zhì)的思路.

【評價任務(wù)4】發(fā)展學(xué)生解決實際問題的能力以及學(xué)科（化學(xué)）價值的認(rèn)識水平（學(xué)科、社會、學(xué)科與社會視角）.

【提出問題】當(dāng)發(fā)生類似的化學(xué)事件時，我們應(yīng)該如何處理呢？

【學(xué)生活動】歸納并回答：遇到化學(xué)事件→聚焦相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)→分析反應(yīng)原理→完成安全事故處理.

【教師活動】根據(jù)學(xué)生所發(fā)表的見解進(jìn)行點評，與學(xué)生歸納得出研究物質(zhì)的思路與方法.

【設(shè)計意圖】對案例進(jìn)行總結(jié)評價有助于完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提高思維能力和學(xué)生的分析能力，解決問題的同時達(dá)到知識的鞏固與理解[3].

3 案例教學(xué)實踐研究

3.1 案例的選擇是教學(xué)順利展開的關(guān)鍵

教師所選擇的案例要基于教學(xué)目標(biāo)和評價目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗與客觀事實；所選擇的案例在課堂中居于核心地位，起著統(tǒng)領(lǐng)作用，能夠幫助學(xué)生建構(gòu)并獲得新知，發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng).因而，案例的選取需符合以下的原則：1）典型性原則.所選擇的案例符合教學(xué)內(nèi)容特點，融入學(xué)科核心觀念、思想方法，更好地為課堂教學(xué)活動服務(wù)；2）針對性原則.以課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)目標(biāo)、評價目標(biāo)為依據(jù)精選案例，所選案例與教學(xué)的內(nèi)容或理論相吻合，不能牽強附會，同時也要符合學(xué)生的發(fā)展特點，便于理解；3）真實性原則.案例教學(xué)要有好的視角切口，案例素材最好是新發(fā)生的實例，學(xué)生通過報紙、新聞等媒體已經(jīng)有所感知，在此背景中能夠較為容易地理解案例所涉及的知識和問題，達(dá)到理論與現(xiàn)實的高度融合.

3.2 案例問題層層遞進(jìn)，發(fā)展核心素養(yǎng)

教師在課堂上引導(dǎo)學(xué)生從案例出發(fā)，運用理論知識研究、討論與總結(jié)，總的落腳點需要回歸到案例問題上[4].案例問題是化學(xué)教學(xué)情境設(shè)計中的關(guān)鍵問題，其設(shè)計要從實際生活出發(fā)，能觸及學(xué)生的興趣、情感和思維深處，同時與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，體現(xiàn)整合性.

本節(jié)課案例問題環(huán)環(huán)相扣，“化學(xué)反應(yīng)速率與消防安全知識的關(guān)聯(lián)性”是本節(jié)課的核心問題，對其他問題起著統(tǒng)領(lǐng)和整合作用，與圍繞其而自然生成的子問題共同構(gòu)成了驅(qū)動學(xué)生學(xué)習(xí)的案例問題線索.在構(gòu)建“化學(xué)反應(yīng)速率”的概念模型時，教師層層遞進(jìn)地提出【系列問題一】5 個問題，引導(dǎo)學(xué)生運用類比、遷移的學(xué)習(xí)方法，構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)速率的概念模型.在探討“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”時，教師提出【系列問題二】的4個問題，小組進(jìn)行討論并初步歸納反應(yīng)速率的幾個影響因素.案例問題的解決推動整個案例教學(xué)的有序進(jìn)行，在解決案例問題的活動過程中幫助學(xué)生理解知識的功能、作用以及知識背后蘊含的社會價值，同時提升學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng).

3.3 注重“教、學(xué)、評”一致性

指向化學(xué)核心素養(yǎng)的案例教學(xué)應(yīng)注重“教、學(xué)、評”一體化，在課堂教學(xué)過程中不斷誕生新的學(xué)習(xí)、新的教學(xué)、新的評價[5].案例教學(xué)的設(shè)計與實踐過程不同于教師主動傳輸?shù)恼n堂形態(tài)，而是在案例的解決中通過討論、觀察、提問、點評等方式進(jìn)行診斷，及時了解學(xué)生的素養(yǎng)水平以及學(xué)習(xí)情況并作出調(diào)整，呈現(xiàn)螺旋上升的態(tài)勢.教學(xué)實施階段，綜合使用表現(xiàn)性任務(wù)評價、形成性評價和終結(jié)性評價等多元評價方法，監(jiān)控和促進(jìn)目標(biāo)的落實與達(dá)成.在教學(xué)結(jié)束后，一方面通過紙筆測驗、問卷調(diào)查等形式了解學(xué)生是否掌握“化學(xué)反應(yīng)速率”相關(guān)的概念與技能.另一方面，通過同伴互評、自我評價等方式總結(jié)案例教學(xué)質(zhì)量.

3.3.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成情況

本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況一方面通過課堂中學(xué)生回答和方案評價的反饋來掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，另一方面通過“教、學(xué)、評一致性”課堂觀測量表來衡量學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成情況，即課堂效果的有效性.本節(jié)課在錄播教室進(jìn)行，課后通過回放進(jìn)行課堂觀察.參考《“教學(xué)評一致性”量表設(shè)計的偏失及優(yōu)化思路》中的“‘教學(xué)評一致性’的課堂結(jié)構(gòu)”觀察量表[6]進(jìn)行設(shè)計并記錄課堂教學(xué)情況（見表3）.

表3“教、學(xué)、評一致性”課堂觀測量表Tab.3 Classroom observation scale of“consistency of teaching,learning and evaluation”

在課堂教學(xué)中以“火情發(fā)生、消防接警、科學(xué)滅火”為線索，引導(dǎo)學(xué)生運用類比、遷移的方法初步構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)速率的概念模型；借助消防員“科學(xué)滅火”的素材，運用對比、歸納、推理、實驗探究等方法，引導(dǎo)學(xué)生分析并得出影響反應(yīng)速率的因素，達(dá)成豐富概念模型的目的；對案例進(jìn)行總結(jié)以期形成解決實際問題的學(xué)科思維.教學(xué)中教師通過PPT、提問等方式呈現(xiàn)評價任務(wù)，通過學(xué)生回答、小組討論、小組實驗等多種途徑收集學(xué)習(xí)信息，并進(jìn)行分析和處理反饋的信息.通過持續(xù)評價教與學(xué)的目標(biāo)達(dá)成度，充分發(fā)揮了日常學(xué)習(xí)評價的診斷和發(fā)展功能，既豐富學(xué)生學(xué)習(xí)的過程，也使教學(xué)與評價更有意義.

3.3.2 課后調(diào)查結(jié)果

為了更好的評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，課后在執(zhí)教班級進(jìn)行了紙筆測驗衡量學(xué)生對學(xué)科知識的掌握程度，同時還進(jìn)行了問卷調(diào)查，結(jié)果統(tǒng)計如表4所示.

表4 課后調(diào)查結(jié)果匯總Tab.4 Summary of survey results after class

4 總結(jié)

目前,案例教學(xué)在化學(xué)課堂上的直接應(yīng)用較少.一方面，當(dāng)前還未形成豐富、針對化學(xué)課堂的案例素材庫，可供一線教師參考與實踐的典型案例數(shù)量不多.另一方面，并不是所有的教學(xué)內(nèi)容都適合案例教學(xué)，教師需要花費大量的心思與時間去研究案例素材與課堂知識的有機結(jié)合，對教師提出了更高的要求.在化學(xué)課堂中更好地開發(fā)和利用案例教學(xué)，還需要更多教師的共同努力.