真实情境促高中化学概念“教、学、评”一致性实施

林燕丽

摘 要：以高中化学“气体摩尔体积”的概念教学为例，基于真实的生活情境，基于数据证据，创设具有递进性的学习任务，注重课堂的过程性评价，实现化学概念课堂“教、学、评”一致性的实施。

关键词：真实情境;高中化学概念;“教、学、评”一致性;气体摩尔体积

“真实、具体的问题情境”是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学核心素养提供了真实的表现机会。[1]科学家从真实世界物质的特征中，归纳总结共性，形成抽象的化学概念;学生化学概念的学习沿着物质的共同特征，宏微结合，找到其本源，理解其内涵。在课堂情境中，“教、学、评”一致性指教师目标、活动和评价保持一致以便相互扶持。[2]真实情境的实施，创造有意义的化学课堂有利于达成化学概念的教学目标，在教学中，寓评于学，促使学生对于化学概念知其然，知其所以然。气体摩尔体积是高中化学重点概念之一，涉及化学定量计算、影响物质体积因素等方面，与生活息息相关，本文基于真实生活情境，进行教学设计，实现抽象化学概念的落地。

一、教学背景分析

（一）教材分析

“气体摩尔体积”是高中化学“物质的化学计量”的一部分，是在“物质的量”、“摩尔质量”等概念基础上展开学习。教材从宏观表象和微观实质对物质的不同聚集状态进行区分，并通过相应的数据，探究影响物质体积的因素，得出气体摩尔体积的概念及应用。与苏教版的旧教材比，新教材的教学目标更为明确，更加注重学科知识的结构化和系统化，注重学科知识和方法的提炼，启迪学生思维。

（二）学情分析

学生已经学习物质的分类，物质的量、摩尔质量等相关概念，对于连接宏观世界与微观世界的物理量有一定的了解。但存在一定的思维和应用上的盲区，不能准确理解抽象概念的内涵、难以全面把握概念间的关系、不能在陌生、复杂的情境中应用这些物理量;不能正确对物质的量等概念的宏观表象、微观实质、符号进行三重表征的建构。[3]

（三）教学目标

2017年版课程标准要求“能了解物质的量及其相关物理量的含义何应用，体会定量研究对化学科学的重要作用”。据此，设计如下的教学目标：

1.通过物质在不同聚集状态所表现出来的不同特点，学会从微观本质进行思考，培养宏观辨识与微观探析素养

2.通过气体摩尔体积的学习，能进一步感受宏观世界与微观粒子的结合，能运用定量思维的方法和工具研究微观粒子，感受定量研究在化学研究中的价值

3.通过计算在相同条件下不同聚集状态物质的体积，初步学习基于数据进行证据推理

二、教学与评价思路

（一）教学环节

（二）教学过程

教学环节1：宏微结合，感受并分析不同聚集状态的区别

【学习任务一】不同聚集状态的物质宏观的表现如何？区别是什么？如何从微观结构的角度解释这种差异？

【导入】水有三种形态：固态的冰、液态的水、气态的水蒸气。为什么同一种物质会有不同的表现形态？固液气三者的宏观表现如何？

【提问】造成这些差异的原因是什么？宏观的现象要从微观结构入手分析。物质是由微观粒子构成的，同一物质的不同状态是由什么原因导致？

【再问】微观粒子的排列方式不同最主要的差距是什么？手可以在空气中挥舞，洗手时手也可以经过流动的水，但手能透过课桌伸进去吗？什么原因？

评价方案：采用课堂提问，追问的方式，启发学生思考，以生生互评的方式不断完善对固液气三态的宏观认识和微观本质的探析。

设计意图：通过日常熟悉的水的三态变化，描述固液气三者的变化，并结合手在固液气三者的不同感受，尝试从微观结构上解释固液气的区别。结合学生身边熟悉的例子，不断设问，师生之间进行对话，找到合适的解释。

教学环节2：创设真实情境，基于生活事实探究体积差异

【学习任务二】影响物质体积因素有哪些？对于不同聚集状态来讲，主要影响因素是？

【过渡】排列方式的不同导致固液气的表现形式不同，也会影响它们在体积上的差异。物质的体积和哪些因素有关？

【提问】排队做操，每个班级的队列所占的空间会不同，什么原因造成的？

【追问】物质是由微粒排列而成的，类比操场排队所占空间大小，影响物质体积的因素有哪些？

【提问】不同聚集状态影响体积的因素都一样吗？1mol任何微粒的集合体所含的微粒数目都相同，1mol不同物质的质量往往不同。1mol不同物质的体积是否相同？完成课本交流讨论的表格。（表格呈现的是一定条件下，1mol不同微粒的质量和密度）

【生】1mol不同固体和液体的体积不同。而1mol不同气体的体积是相同的。

【讲述】得到这些结论是有前提的，表格中固体和液体所处的温度和压强是一样的，不同的气体所处的条件也是一样的，是273K（0°C），101Kpa。

【提问】影响固体、液体、气体的主要因素分别是什么？

【生】影响固体、液体的主要因素是微粒的个数及微粒的种类，微粒的种类决定了微粒本身的大小。

【生】影响气体的主要因素是微粒的数目，微粒的间距，与种类无关。

【提问】如何理解影响气体的主要因素是微粒的间距，与种类或自身大小無关？可否举出生活中的例子？

【再问】将10个足球和10个乒乓球按照间隔100米的距离排成一列，请问此时10个足球和10个乒乓球所占的体积大小如何？

评价方案：以教师评价为主，教师通过不断提问促使学生思考，对学生的回答情况给予点评，对回答不大符合的学生用设问的方式不断引导至理解，鼓励学生在课堂上敢于表达。

设计意图：通过排队时不同队伍的空间体积不同类比影响物质体积的因素，对比固液气不同存在形态以及具体数据，得出影响固液气三者体积的因素。定性分析与定量分析相结合，感受科学学习是基于证据的学习，不断培养严谨的科学思维。

教学环节3：由实际经验归纳总结出结论，提出气体摩尔体积概念

【学习任务三】气体体积的主要影响因素是什么？什么是气体摩尔体积？具有什么样的规律特征？

【过渡】微粒间的间距与什么因素有关？在生活中有事实可以说明？

【展示1】播放台风期间气象工作人员放气象气球的视频，介绍气象气球工作原理。

【提问】压强和气体体积有什么关系？

【生】气体体积与压强成反比

【展示2】将鼓鼓的气球放入液氮中，液氮的温度为-196°C，气球变瘪，将气球从液氮中取出，放置于室温条件下，发现气球又恢复原样。

【设问】温度与气体体积什么关系？

【生】气体的体积与温度成正比。

【提问】生活中的什么样的规律同样也可以说明温度对气体体积有影响？

【生】热胀冷缩

【小结】气体所处的温度、压强均会影响气体的体积。除此之外，气体的量也会影响体积，比如要让这瘪瘪的气球鼓起来，最简单的方法是什么？

【再问】为什么用嘴吹气球会膨胀，体积会增大？

【提问】气体的体积与气体的量有关，气体的量越多，体积越大。可以用什么来表示气体的微粒的量？

【小结】综上所述，气体的体积与气体的物质的量、所处的温度成正比，与所处压强成反比

那结合前面的计算，还可以得出什么结论？

【生】温度和压强一定时，具有相同微粒数的气体具有相同的体积。

【设问】由此，能否解释为什么我们研究的是气体摩尔体积，不是液体或固体摩尔体积？

【生】因为气体的体积更具有代表性，与种类无关。

【讲述】在相同温度和压强条件下，1mol气体所占的体积大致相同。若是知道这个值是多少，就可以快速的求出在一定温度和压强下，一定量的气体的体积是多少。所以我们就规定了一个新的物理量——气体摩尔体积。能否说出其定义？

【生】在一定温度和压强的条件下，1mol气体所占的体积就称为气体摩尔体积。

【设问】既然是物理量，就有单位，那它的单位是？气体摩尔体积的的值是多少？

【讲述】大量的科学实验研究表明，在标准状况下（273K、101kpa）下，1mol任何气体所占的体积约为22.4L，即在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol-1。

【设问】那Vm有哪些应用的意义呢？它与n、V之间存在怎样的关系？能否根据Vm的含义，将其写出来？

【讲述】以物质的量为中心，将其与微粒数、与质量、与体积建立起联系，实现由微观不可称量到宏观可称量量之间的连接。

评价方案：采用课堂提问的方式，以教师评价为主，通过不断的引导，师生共同得出影响气体体积的因素。

设计意图：通过气球的三个应用实例，气象气球、气球在液氮中的变化、吹气球，真切感受影响气体体积的因素，并总结出这些因素与气体体积的关系，明白选择的对象是气体体积的原因，并自行得出气体摩尔体积的概念。

教学环节4：学以致用，感受化学计算在生活中具体应用

【学习任务四】气体摩尔体积在具体生活中有哪些应用？

【应用举例】展示汽车安全气囊的工作原理。尝试计算汽车发生碰撞，产生一定量体积的N2所需的NaN3的质量。

评价方案：学生之间进行热烈讨论，并进行计算，教师进行巡视指导。学生代表发言表达，其他小组进行评价和补充。

设计意图：引导学生思考化学概念的意义，利用所学的化学概念知识解决生活中的问题。结合前面所学知识，思考物质的量的桥梁作用，通过安全气囊的应用及计算，感受化学定量计算在生活中的应用。

（三）教学反思：

高中化学概念是用简练的语言高度概括出来的理论知识，是对现象本质的一种反应，是高于现象的一种高级思维。正因如此，学生对于化学概念的学习总是停留于背记的层面，而无法真正理解概念的含义及意义。在本节课的教学中，基于真实的生活情境，围绕“是什么”“为什么”“有什么用”展开学习，促进学生对“气体摩尔体积”这一抽象概念形成较深刻的认识。在课堂教学中以启发式教学为主，学生进行对话，注重过程性评价，侧重培养学生学会从微观结构的本质对宏观表象进行思考，实现“教、学、评”一致性。在教学过程中，虽注重对学生进行评价，但评价方式较为单一，还未较好实现以评促教，评价方式仍有待进一步挖掘。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中化學课程标准（2017版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]陈新华、张贤金、严业安、郑柳萍.我国“教、学、评”一致性研究：评析与展望[J]化学教学，2020（07）23—29.

[3]高中化学教学参考书必修第一册[S].江苏凤凰教育出版社，2020.

本文系福建省教育科学“十三五”规划2020年度课题《“教、学、评一致性”促进高中化学概念深度学习的实践研究》（立项批准号：FJJKXB20-1174）阶段研究成果