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摘要：“科学探究与创新意识”是化学核心素养之一，是化学核心素养的实践基础。作者在开展新疆克州地区高中化学新课程培训中，发现这一维度的核心素养最容易被当地教师吸纳。为了更好地推进核心素养导向的化学课堂新疆落地实践，作者运用2017版化学课标理念重构了人教版必修一“氯气的制取”內容的教学设计，示范教学获得了克州地区化学教师的认同。
关键词：科学探究与创新意识;气体制备;教学
文章编号：1008-0546（2020）06-0052-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.06.014
2018年8月我参加了国家四部委的“援藏援疆万人支教教师计划”，来到新疆克州地区（南疆四地州之一，位于祖国西北边陲）支教。作为克州高中化学兼职教研员，我在当地组织的高中化学新课程培训中，发现克州地区化学教师教学观念比较陈旧，五大核心素养的理解和内化程度不一，比较容易上手的是“科学探究与创新意识”。因为这一维度是化学核心素养的实践基础，于是我选择了凸显这一维度的教学内容——气体的制备，按照2017版高中化学课标的理念，重新打造了人教版必修一“氯气的制取”教学设计，从教学目标的叙写到教学素材的采撷，从教学内容的组织到“教-学-评”一体化设计，尽可能地反映新课标对教学的统摄，以期用实实在在的课堂落实来促动当地教师教学观念的转变。
一、教学目标的叙写
怎样从三维目标过渡到素养目标？怎样引导克州老师学会书写素养目标？是不是五大素养目标都写出来？是不是一定要写五句话？带着这些疑问，在克州高中化学教研基地活动上，我和当地老师一起学习2017版新课标附录2的有关教学案例，揣摩样例中教学目标的叙写句式（通过…探究/感受/建立/形成…）和涉及的素养目标数（1个为主，关联2-3个），模仿叙写了“氯气的制取”教学目标（也是三句话）：
（1）通过对氯气的工业制法的了解，基于氧化还原反应的实质预测实验室制氯气的反应原理，并对可能的反应进行合理的探究。
（2）通过确定实验室制取氯气装置的推理，逐步积累有关气体发生、净化、收集、尾气处理等程序性知识和能力。
（3）通过舍勒发现氯气的史料温习，渗透培养科学态度和创新意识。
上述的教学目标清晰地勾勒出本节课培养的主要核心素养是“科学探究与创新意识”，勾连“证据推理与模型认知”与“科学态度与社会责任”，融合了知识技能的学习、思想方法的建构、科学态度的形成和问题解决能力的发展等方面的需求。
二、教学素材的采撷
在2007人教版必修一的教材中，有关氯气的制取只有一道习题，没有反应原理的认知，缺少反应装置的辨识，缺失操作步骤的训练，这样的内容充其量就是一道根据方程式的计算，根本撑不起氯气制取的教学（令人欣慰的是2019版的教材中已经增添了相关内容，一定程度上弥补了“无米之炊”的遗憾）。
1.为了完整地学习氯气的制取原理，我引入了观看氯气的工业制法视频;为了理解氯气的实验室制法反应原理，我设计了如下的对比实验：
[思考]①电解食盐水适合实验室制取氯气吗？
②从含负一价的氯离子的HCl、NaCl等到零价的Cl2，固定氧化剂，设计筛选的对比实验，见表1：
通过这样的铺垫，学生首先从电解食盐水中感性认识到氯化物中负一价的氯通过失电子的方式变身为氯气，需要耗费大量电能且产生氢气和氯气两种气体，不适合实验室制法，但是其中蕴含的氧化还原反应实质给了学生思维启迪：哪种氯化物比较合适实验室条件下跟二氧化锰的反应呢？设计对比实验，观察实验现象就能确定下来（是浓盐酸）。紧接着安排学生练习书写这个反应的化学方程式和离子反应方程式，并用双线桥法标出电子得失的情况。原本的机械性学习变成充满趣味的探究和推理，由于掌握了反应的实质，学生书写方程式的准确率较高。
2.为了更好地宣扬化学家的历史贡献，我播放了舍勒发现氯气的故事和舍勒的名言：世間最大的快乐，莫过于发现世人从未见过的新物质。学生在用所学知识向前辈的发现致敬的同时更能感染到“锲而不舍、一丝不苟”的科学态度，领悟名言的寓意。
3.为了更好地认知实验室制取氯气的装置和尾气处理方法，我设置了这样的推理环节：
[回顾]实验室制取某种气体，需要根据和____来确定其他的发生装置;推断出制氯气的发生装置是____型。
[推测]氯气的性质：ρ__ρ空气;能溶于水（但是在饱和食盐水中的溶解度很小），所以收集氯气的方法是____。
[联想]氯气__毒，所以需要添加尾气处理装置，考虑到氯气能与氢氧化钠溶液反应，故最好的处理方法是将尾气通人____中。
在初中化学学习中，学生已经掌握了实验室制取气体装置的确定原则，所以采用证据推理的形式开展教学，这样的衔接处理既能巩固旧知，又能自然衍生出新知，既能温习氯气的性质，又能合理地确定氯气的发生装置、收集方法（仪器）和尾气处理方法。在这个过程中，学生又一次增长了“证据推理与模型认知”的素养。
4.为了更完整地掌握氯气制取的装置，我增加了如下的设计：质疑制取氯气的基本装置，提出加以改进的方案。
[分析]观看制取氯气的视频，提出合理的疑问：这样制得的氯气纯净吗？可能存在哪些杂质气体？
[设计]如何改进？增加吸收氯化氢气体的盛有__的洗气瓶，这一步骤称为____;还要增加吸收水蒸气的盛有____的洗气瓶，这一步骤称为____;正确的连接顺序是先____后____（填操作步骤名称）
[连接]制备并收集纯净而干燥的氯气且不造成空气污染，图1中装置的连接顺序是： A→ → → →
设置真实情境下气体收集问题，让简单学习走向深度学习，这样的增补有助于学生全面地看待事物，提升问题解决能力。简单装置中得到的氯气必然含有氯化氫和水蒸气（初中已知用浓硫酸吸收），如何除去氯化氢同时减少氯气的溶解吸收呢？学生就要从素材3中提供的信息寻找答案（饱和食盐水吸收），这是科学探究所必须具备的能力（撷取有用信息）训练，同时也是培养创新意识一种尝试。将各功能的仪器从打乱分散到按序重组，使碎片化的知识结构化、系统化，有利于气体制备中的净化一干燥一收集一处理顺序的固化，是“实验模型认知与建构”的有机组成。
5.为了进一步拓展视野，培养学生的创新意识和创新能力，我设计了一道思考题：
[资料]事实上除了用浓盐酸和MnO2外，还常用以下三个反应来制取氯气：
请根据反应物的状态和反应条件，绘图设计适合三个反应的发生装置。
学生首先能确定反应（3）的发生装置应该就是前面所学的“固液加热型”，反应（1）和（2）是“固液接触不需加热型”，去掉酒精灯可以得到如图2所示的装置，如果进一步省略铁架台，可以改用平底烧瓶，如图3所示。
通过简单绘图的方式，可以把文本化的创新意识转化为手脑并重的创新能力。
三、教学内容的组织
如何凸显科学探究的实效、强化创新意识的培育？我对本节课所涉及的科学探究的要素进行了如图4的排序：
例：氯气的实验室制法原理和装置的探究与创新过程（图5）。
四、“教-学-评”一体化设计
参照2017版高中化学课标中附录2教学与评价案例，我把每个教学环节都从“教-学-评”三个维度加以设计和描述，举例如下：
例1、教学环节：从电解食盐水制取氯气引出浓盐酸与二氧化锰的反应
学习任务：氯气的实验室制法的反应原理
评价任务：诊断并发展学生对氧化还原反应理解和应用水平
检测方式：能写出反应物、生成物（物质水平）
能写出反应的化学方程式（元素水平）
能写出反应的离子方程式（微粒水平）
例2、教学环节：从实验室制取氯气的基本装置引出制取干燥纯净的氯气的完整装置
学习任务：制取干燥纯净的氯气的完整装置
评价任务：诊断并发展学生认识和掌握实验装置的能力进阶
检测任务：能识别含发生、收集、尾气处理的基本装置（初级能力）
能理解吸收水蒸气和氯化氢的装置的作用（中级能力）
能选择并组装含发生、净化干燥、收集、尾气处理的完整装置（高级能力）
通过这节示范课，我和新疆老师都有了新的收获。一来我虽然是老教师了，但是按照2017版高中化学课标教学设计和展示还是第一次，在磨课的过程中我也积攒了不少体会，比如“素养为本”的教学目标如何叙写，“教-学-评”一体化设计如何展开等。二来新疆老师虽然起步比内地老师晚，但是研修的积极性很高，这节课后我布置了一个任务：尝试把以前的课时三维目标改为素养目标，每人每个学期完成不少于10节课时内容。不少老师都完成了任务，虽然写得比较生硬和稚嫩，但是看到这些教改的粗浅成果，我还是心头一热，援疆支教没有只停留在教书育人上，引领各族老师共同进步才是最大的成果！
关键词：科学探究与创新意识;气体制备;教学
文章编号：1008-0546（2020）06-0052-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.06.014
2018年8月我参加了国家四部委的“援藏援疆万人支教教师计划”，来到新疆克州地区（南疆四地州之一，位于祖国西北边陲）支教。作为克州高中化学兼职教研员，我在当地组织的高中化学新课程培训中，发现克州地区化学教师教学观念比较陈旧，五大核心素养的理解和内化程度不一，比较容易上手的是“科学探究与创新意识”。因为这一维度是化学核心素养的实践基础，于是我选择了凸显这一维度的教学内容——气体的制备，按照2017版高中化学课标的理念，重新打造了人教版必修一“氯气的制取”教学设计，从教学目标的叙写到教学素材的采撷，从教学内容的组织到“教-学-评”一体化设计，尽可能地反映新课标对教学的统摄，以期用实实在在的课堂落实来促动当地教师教学观念的转变。
一、教学目标的叙写
怎样从三维目标过渡到素养目标？怎样引导克州老师学会书写素养目标？是不是五大素养目标都写出来？是不是一定要写五句话？带着这些疑问，在克州高中化学教研基地活动上，我和当地老师一起学习2017版新课标附录2的有关教学案例，揣摩样例中教学目标的叙写句式（通过…探究/感受/建立/形成…）和涉及的素养目标数（1个为主，关联2-3个），模仿叙写了“氯气的制取”教学目标（也是三句话）：
（1）通过对氯气的工业制法的了解，基于氧化还原反应的实质预测实验室制氯气的反应原理，并对可能的反应进行合理的探究。
（2）通过确定实验室制取氯气装置的推理，逐步积累有关气体发生、净化、收集、尾气处理等程序性知识和能力。
（3）通过舍勒发现氯气的史料温习，渗透培养科学态度和创新意识。
上述的教学目标清晰地勾勒出本节课培养的主要核心素养是“科学探究与创新意识”，勾连“证据推理与模型认知”与“科学态度与社会责任”，融合了知识技能的学习、思想方法的建构、科学态度的形成和问题解决能力的发展等方面的需求。
二、教学素材的采撷
在2007人教版必修一的教材中，有关氯气的制取只有一道习题，没有反应原理的认知，缺少反应装置的辨识，缺失操作步骤的训练，这样的内容充其量就是一道根据方程式的计算，根本撑不起氯气制取的教学（令人欣慰的是2019版的教材中已经增添了相关内容，一定程度上弥补了“无米之炊”的遗憾）。
1.为了完整地学习氯气的制取原理，我引入了观看氯气的工业制法视频;为了理解氯气的实验室制法反应原理，我设计了如下的对比实验：
[思考]①电解食盐水适合实验室制取氯气吗？
②从含负一价的氯离子的HCl、NaCl等到零价的Cl2，固定氧化剂，设计筛选的对比实验，见表1：
通过这样的铺垫，学生首先从电解食盐水中感性认识到氯化物中负一价的氯通过失电子的方式变身为氯气，需要耗费大量电能且产生氢气和氯气两种气体，不适合实验室制法，但是其中蕴含的氧化还原反应实质给了学生思维启迪：哪种氯化物比较合适实验室条件下跟二氧化锰的反应呢？设计对比实验，观察实验现象就能确定下来（是浓盐酸）。紧接着安排学生练习书写这个反应的化学方程式和离子反应方程式，并用双线桥法标出电子得失的情况。原本的机械性学习变成充满趣味的探究和推理，由于掌握了反应的实质，学生书写方程式的准确率较高。
2.为了更好地宣扬化学家的历史贡献，我播放了舍勒发现氯气的故事和舍勒的名言：世間最大的快乐，莫过于发现世人从未见过的新物质。学生在用所学知识向前辈的发现致敬的同时更能感染到“锲而不舍、一丝不苟”的科学态度，领悟名言的寓意。
3.为了更好地认知实验室制取氯气的装置和尾气处理方法，我设置了这样的推理环节：
[回顾]实验室制取某种气体，需要根据和____来确定其他的发生装置;推断出制氯气的发生装置是____型。
[推测]氯气的性质：ρ__ρ空气;能溶于水（但是在饱和食盐水中的溶解度很小），所以收集氯气的方法是____。
[联想]氯气__毒，所以需要添加尾气处理装置，考虑到氯气能与氢氧化钠溶液反应，故最好的处理方法是将尾气通人____中。
在初中化学学习中，学生已经掌握了实验室制取气体装置的确定原则，所以采用证据推理的形式开展教学，这样的衔接处理既能巩固旧知，又能自然衍生出新知，既能温习氯气的性质，又能合理地确定氯气的发生装置、收集方法（仪器）和尾气处理方法。在这个过程中，学生又一次增长了“证据推理与模型认知”的素养。
4.为了更完整地掌握氯气制取的装置，我增加了如下的设计：质疑制取氯气的基本装置，提出加以改进的方案。
[分析]观看制取氯气的视频，提出合理的疑问：这样制得的氯气纯净吗？可能存在哪些杂质气体？
[设计]如何改进？增加吸收氯化氢气体的盛有__的洗气瓶，这一步骤称为____;还要增加吸收水蒸气的盛有____的洗气瓶，这一步骤称为____;正确的连接顺序是先____后____（填操作步骤名称）
[连接]制备并收集纯净而干燥的氯气且不造成空气污染，图1中装置的连接顺序是： A→ → → →
设置真实情境下气体收集问题，让简单学习走向深度学习，这样的增补有助于学生全面地看待事物，提升问题解决能力。简单装置中得到的氯气必然含有氯化氫和水蒸气（初中已知用浓硫酸吸收），如何除去氯化氢同时减少氯气的溶解吸收呢？学生就要从素材3中提供的信息寻找答案（饱和食盐水吸收），这是科学探究所必须具备的能力（撷取有用信息）训练，同时也是培养创新意识一种尝试。将各功能的仪器从打乱分散到按序重组，使碎片化的知识结构化、系统化，有利于气体制备中的净化一干燥一收集一处理顺序的固化，是“实验模型认知与建构”的有机组成。
5.为了进一步拓展视野，培养学生的创新意识和创新能力，我设计了一道思考题：
[资料]事实上除了用浓盐酸和MnO2外，还常用以下三个反应来制取氯气：
请根据反应物的状态和反应条件，绘图设计适合三个反应的发生装置。
学生首先能确定反应（3）的发生装置应该就是前面所学的“固液加热型”，反应（1）和（2）是“固液接触不需加热型”，去掉酒精灯可以得到如图2所示的装置，如果进一步省略铁架台，可以改用平底烧瓶，如图3所示。
通过简单绘图的方式，可以把文本化的创新意识转化为手脑并重的创新能力。
三、教学内容的组织
如何凸显科学探究的实效、强化创新意识的培育？我对本节课所涉及的科学探究的要素进行了如图4的排序：
例：氯气的实验室制法原理和装置的探究与创新过程（图5）。
四、“教-学-评”一体化设计
参照2017版高中化学课标中附录2教学与评价案例，我把每个教学环节都从“教-学-评”三个维度加以设计和描述，举例如下：
例1、教学环节：从电解食盐水制取氯气引出浓盐酸与二氧化锰的反应
学习任务：氯气的实验室制法的反应原理
评价任务：诊断并发展学生对氧化还原反应理解和应用水平
检测方式：能写出反应物、生成物（物质水平）
能写出反应的化学方程式（元素水平）
能写出反应的离子方程式（微粒水平）
例2、教学环节：从实验室制取氯气的基本装置引出制取干燥纯净的氯气的完整装置
学习任务：制取干燥纯净的氯气的完整装置
评价任务：诊断并发展学生认识和掌握实验装置的能力进阶
检测任务：能识别含发生、收集、尾气处理的基本装置（初级能力）
能理解吸收水蒸气和氯化氢的装置的作用（中级能力）
能选择并组装含发生、净化干燥、收集、尾气处理的完整装置（高级能力）
通过这节示范课，我和新疆老师都有了新的收获。一来我虽然是老教师了，但是按照2017版高中化学课标教学设计和展示还是第一次，在磨课的过程中我也积攒了不少体会，比如“素养为本”的教学目标如何叙写，“教-学-评”一体化设计如何展开等。二来新疆老师虽然起步比内地老师晚，但是研修的积极性很高，这节课后我布置了一个任务：尝试把以前的课时三维目标改为素养目标，每人每个学期完成不少于10节课时内容。不少老师都完成了任务，虽然写得比较生硬和稚嫩，但是看到这些教改的粗浅成果，我还是心头一热，援疆支教没有只停留在教书育人上，引领各族老师共同进步才是最大的成果！