以微課支架推動學(xué)生合作學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計

基金項目：

本文系深圳市教育科學(xué)2022年度規(guī)劃重點資助課題“基于學(xué)科理解的初三化學(xué)大概念教學(xué)設(shè)計與實施研究——以‘物質(zhì)的組成’為例”（zdzz22032）的階段性研究成果。

摘" 要：本文以“水的凈化”教學(xué)為例，闡述采用微課支架搭建學(xué)生自主學(xué)習(xí)平臺，以情境任務(wù)式引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)凈水知識、合作探究凈水原理及方法、實踐應(yīng)用凈水流程的系列學(xué)習(xí)活動。構(gòu)建以學(xué)生為主體的合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式，在同伴互助、合作學(xué)習(xí)的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：合作學(xué)習(xí)；微課支架；水的凈化；化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

文章編號：

1008-0546（2024）14-0041-03

中圖分類號：

G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：

B

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》在課程理念中明確提出，重視開展核心素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)教學(xué)，注重啟發(fā)式、互動式、探究式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，開展以化學(xué)實驗為主的多樣化探究活動。［1］如何開展合作學(xué)習(xí)，使得學(xué)生在知識能力、思維能力、實踐能力等方面提升，從而培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)，值得教師思考。

“合作學(xué)習(xí)”是以學(xué)習(xí)小組為基本形式，系統(tǒng)地利用教學(xué)動態(tài)因素之間的互動，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)活動。［2］在合作學(xué)習(xí)教學(xué)中，小組內(nèi)通過交流討論、合作分工，使得每位學(xué)生都可以參與到課堂活動中，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和思考。［3］支架式教學(xué)模式指在教學(xué)中以學(xué)生為主體，教師基于學(xué)生的自主發(fā)展需求，為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)支架，從而引導(dǎo)學(xué)生開展自主探究、協(xié)作學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生對于知識和能力的自主建構(gòu)和發(fā)展。［4］

基于此，筆者以“水的凈化”為例，設(shè)計基于微課支架構(gòu)建學(xué)生合作學(xué)習(xí)的教學(xué)模式（見圖1），通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作討論、交流展示等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)知識建構(gòu)、思路提煉，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的落地。

一、教學(xué)目標(biāo)

本微課的教學(xué)目標(biāo)具體如下。

（1）通過實驗微課的學(xué)習(xí)分析，了解沉淀、過濾、吸附等常用凈水方法和原理，初步體會物質(zhì)分離的一般思路和方法。

（2）通過知識微課的學(xué)習(xí)分析，初步建立凈水流程模型，體會系統(tǒng)性工程思維的意義。

（3）通過動手操作、設(shè)計組裝凈水器，培養(yǎng)學(xué)生歸納整理、合作探究的能力，以及運用簡單技術(shù)、工程方法初步解決實際問題的能力。

（4）通過凈水方法的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，感受水資源的來之不易，培養(yǎng)節(jié)約、愛護(hù)水資源的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

二、教學(xué)設(shè)計思路

本文通過引入自然界的“水”凈化為情境，以實驗微課和知識微課為支架，搭建學(xué)生合作學(xué)習(xí)平臺，通過問題設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生在討論中形成物質(zhì)分離的一般思路和方法、凈水流程的工程思維，完成基礎(chǔ)知識到方法能力的提升。筆者以過濾實驗、凈水器制作為活動任務(wù)，搭建學(xué)生合作動手的學(xué)習(xí)平臺，在合作學(xué)習(xí)中提升學(xué)生實驗操作、問題解決的能力。情境線、問題線、基于微課支架的活動線、知識線貫穿整個教學(xué)過程。“水的凈化”教學(xué)設(shè)計思路如圖2所示。

三、教學(xué)過程

1. 情境創(chuàng)設(shè)，提出任務(wù)

［教師］展示自然界的“水”和飲用“水”，兩者有什么區(qū)別？

［學(xué)生］泥沙水中有不溶解的物質(zhì)，可能還存在看不見的微生物和溶解的物質(zhì)。

［教師］如何除去不需要的物質(zhì)，得到可飲用的水？今天我們一起走進(jìn)實驗室，用化學(xué)知識解決凈水問題。

［設(shè)計意圖］通過引導(dǎo)學(xué)生觀察身邊的“水”，使學(xué)生從化學(xué)視角認(rèn)識生活中的物質(zhì)，逐步建立化學(xué)研究的科學(xué)思維。通過搭建真實的學(xué)習(xí)情境，提出本節(jié)課的核心任務(wù)，激發(fā)學(xué)生利用化學(xué)知識解決實際問題的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

2. 實驗微課搭建學(xué)生凈水知識與方法的學(xué)習(xí)平臺

［教師］請同學(xué)們以小組為單位，學(xué)習(xí)水的實驗室凈化微課視頻并完成不同凈水方法對比任務(wù)單（見表1）。討論以下兩個問題：①幾種凈水方法的不同之處有哪些；②從化學(xué)研究物質(zhì)的角度去分析，幾種凈水方法能否找到共同的特點。

［學(xué)生］通過視頻學(xué)習(xí)，各小組完成表格內(nèi)容，并針對問題進(jìn)行討論。

教師在學(xué)生討論時，巡視并傾聽、指導(dǎo)。討論結(jié)束后，邀請學(xué)生分享。

［學(xué)生］這些凈水方法除去的雜質(zhì)種類不一樣，但每種方法都考慮了混合物中各物質(zhì)的某些性質(zhì)，且每種除雜方法都要用到雜質(zhì)的性質(zhì)不同點。

［教師］這些分離方法都是根據(jù)組分物質(zhì)的性質(zhì)，通過合適的方法，將含雜質(zhì)物質(zhì)提純?yōu)楦呒兌任镔|(zhì)，即物質(zhì)分離提純的一般思路和方法（見圖3）。

［設(shè)計意圖］通過凈水實驗微課的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生相互討論，對比分析、綜合歸納，凝練物質(zhì)分離提純的一般思路和方法，體會科學(xué)思維的形成、運用過程。通過生生討論、師生討論的方式，讓思維的火花在合作學(xué)習(xí)中碰撞，讓研究方法在討論交流中成形。

［教師］過濾操作是初中化學(xué)的重要實驗，請同學(xué)們小組合作，規(guī)范、快速地完成過濾實驗。

［學(xué)生］學(xué)生分小組進(jìn)行過濾操作實驗。

教師巡視學(xué)生操作，拍照記錄典型操作，并進(jìn)行指導(dǎo)。

［教師］同學(xué)們已經(jīng)完成了實驗，能總結(jié)出過濾操作的要點嗎？

［學(xué)生］“一貼、二低、三靠”。一貼：濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁；二低：濾紙邊緣低于漏斗邊緣，液面低于濾紙邊緣；三靠：燒杯口緊靠玻璃棒，玻璃棒的下端輕靠三層濾紙一邊，漏斗的下端緊靠承接濾液的燒杯內(nèi)壁。

［教師］投屏展示典型過濾操作，引導(dǎo)學(xué)生分析操作中的誤區(qū)。請說明哪些操作可能會影響過濾效果？

［學(xué)生］濾紙破損；液面高于濾紙。

［設(shè)計意圖］基于過濾實驗微課的合作學(xué)習(xí)，學(xué)生基本了解過濾的基礎(chǔ)操作。實驗活動中組內(nèi)學(xué)生相互協(xié)作，使得容易遺漏的細(xì)節(jié)被反復(fù)提及，強(qiáng)化學(xué)生的規(guī)范操作意識。交流討論時，找出其他組錯誤操作的環(huán)節(jié)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

3. 知識微課培養(yǎng)學(xué)生自來水廠凈水的工程思維

［教師］凈水方法在生活中最常見的應(yīng)用就是自來水廠凈水，請小組觀看自來水廠凈水知識微課視頻，并結(jié)合圖4自來水廠凈水工藝流程，討論以下三個問題：①分析其中凈水方法，哪些和實驗室方法類似；②總結(jié)自來水廠凈水流程；③思考凈水流程的設(shè)計思路。

［學(xué)生］帶著上述問題觀看自來水廠凈水微課視頻，小組討論，整理出凈水流程。

［教師］請一組學(xué)生總結(jié)，其他組補(bǔ)充。

［學(xué)生］絮凝沉淀（絮凝劑投加系統(tǒng)）、靜置沉淀（反應(yīng)沉淀池）、過濾（石英砂塊濾池）、活性炭吸附（生物活性炭濾池）、消毒（加氯系統(tǒng)），發(fā)現(xiàn)流程中除去的雜質(zhì)尺寸是由大到小。

［教師］梳理小結(jié)：自來水廠凈水設(shè)計思路正是按照雜質(zhì)尺寸由大到小的順序進(jìn)行分離。

［設(shè)計意圖］展示真實的凈水工藝流程，初步培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)思維到工程思維的轉(zhuǎn)變，滲透跨學(xué)科的工程思想，小組的合作討論促進(jìn)學(xué)生深入思考凈水的工藝原理，也為后續(xù)小組制作簡易凈水器提供了理論基礎(chǔ)。

4. 制作簡易凈水器體驗學(xué)科知識和工程思維結(jié)合

［教師］小組合作設(shè)計并組裝簡易凈水器。提供的材料：明礬、花崗巖石子、活性炭、石英砂、濾紙、棉花、簡易裝置。

［學(xué)生］小組討論設(shè)計方案，組裝簡易凈水器（見圖5），并檢驗凈水效果，將設(shè)計方案與效果評價記錄在活動單上。

教師巡視學(xué)生操作，并與學(xué)生交流探討，拍照記錄學(xué)生凈水器組裝及效果。

［教師］投屏展示學(xué)生組裝的簡易凈水器，邀請學(xué)生代表介紹、分享作品。

［學(xué)生］簡易凈水器從上往下分別為花崗巖石子、石英砂、活性炭、濾紙，按照凈化程度由低到高的順序進(jìn)行設(shè)計，利用重力作用，實現(xiàn)自上而下的凈水流程，本來濾紙在活性炭上面，后面發(fā)現(xiàn)濾液會變成黑色，可能是因為活性炭的粉末脫離。

［教師］同學(xué)們在實踐中運用化學(xué)知識進(jìn)行簡單的設(shè)計，并根據(jù)實際過程中的問題，實現(xiàn)裝置的簡單優(yōu)化，這也正是工程師們在設(shè)計產(chǎn)品時需要通過實驗不斷進(jìn)行優(yōu)化的過程。

［教師］總結(jié)提升：通過微課學(xué)習(xí)和操作實踐，我們學(xué)習(xí)了常見物質(zhì)的分離操作，知道了物質(zhì)分離的一般思路和方法，并成功將其應(yīng)用于自制的簡易凈水器中。課后同學(xué)們還可以拓展思維，根據(jù)小組需求，改進(jìn)各自的凈水器。

［設(shè)計意圖］通過自制凈水器的實踐活動，學(xué)生將合作的優(yōu)勢充分發(fā)揮，沒有統(tǒng)一范式的凈水器，需要調(diào)用學(xué)生學(xué)科知識、工程設(shè)計思維、動手操作能力。組內(nèi)學(xué)生充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，提出看法，在不斷的合作交流中，提升學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力。在制作凈水器的過程中面臨的困難和挑戰(zhàn)，使學(xué)生意識到節(jié)約用水的重要性，促進(jìn)學(xué)生形成保護(hù)水資源的意識。

四、教學(xué)反思

本節(jié)課設(shè)計多樣的合作任務(wù)，通過開展學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科知識，探尋工程設(shè)計思想，感悟科學(xué)思維方法，體驗科學(xué)應(yīng)用價值，實現(xiàn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實。

1. 微課支架為課堂教學(xué)提速提質(zhì)

實驗微課展示的三種凈水方法，使學(xué)生能直觀、細(xì)致地觀察實驗現(xiàn)象，聚焦實驗方法和原理，從而對比分析，小組討論，逐步探討出物質(zhì)分離提純的一般思路和方法。知識微課的引入，從專業(yè)的實際應(yīng)用角度詮釋水的凈化，給學(xué)生分析凈水流程搭建臺階，使得每位學(xué)生都能參與到小組討論中，也為后續(xù)小組協(xié)作制作簡易凈水器提供了原理指導(dǎo)。

2. 合作學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生主動探索

學(xué)生間的相互學(xué)習(xí)，使得學(xué)習(xí)過程更加鮮活，學(xué)習(xí)體驗更加深刻。通過合作學(xué)習(xí)的方式，實現(xiàn)學(xué)生從掌握知識到理解方法的能力提升，促進(jìn)學(xué)生從學(xué)習(xí)記憶到動手實踐的態(tài)度轉(zhuǎn)變。課堂上教師不再主導(dǎo)課堂活動，學(xué)生知識與能力的獲得，來源于微課資源與學(xué)生活動。對知識的理解與認(rèn)知，則有賴于學(xué)生間、師生間的思維碰撞。學(xué)生主動探索的過程促進(jìn)了知識和能力的自主建構(gòu)和發(fā)展，使得化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)悄然落地，這也正是合作學(xué)習(xí)的價值所在。

參考文獻(xiàn)

［1］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn) （2022年版）［M］.北京：人民教育出版社，2022．

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［3］王坦.論合作學(xué)習(xí)的基本理念［J］.教育研究，2002（2）：68-72．

［4］高艷.基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的支架式教學(xué)模式探討［J］.當(dāng)代教育科學(xué)，2012（19）：62-63．