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[摘 要]教学设计的重心由教案设计转向学案设计，是“学习者为中心”的课堂教学的迫切要求；优化学习环境，促进知识建构，是学案设计应遵循的基本原则。以苏教版化学2《化学反应速率》的教学为例，阐述课堂学习环境设计需要关注的四个方面：学情、适切性课题、平等对话和异常现象。
[关键词]学习环境；教学设计；化学反应速率
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）29-0058-03
美国教育心理学家李舒尔曼曾说：“课堂教学是人类文明迄今最复杂、最具挑战性、最精妙和令人胆怯的活动。”课堂是教学改革的核心环节，从知识的传递到知识的建构，其本质是从“教的课堂”走向“学的课堂”。学生是学习的主体，创设适合学生学习的环境是教师的职责，它直接关系到学生学习的品质。课堂学习环境的设计可从学情、适切性课题、平等对话、异常现象四个方面切入。下面以苏教版化学2《化学反应速率》的教学为例进行说明，以供大家参考。
一、关注学情，搭建学习支架（基础）
有效的学习必须从引出知识的过程开始，在有支撑的课堂境脉中形成。因此，教师必须充分地了解学生参与学习之前的知识背景、技能与兴趣，引导学生在既有知识与新的学习课题之间架起自己的支架。高一学生对影响化学反应速率的因素已有初步认识，因此适当调整和丰富教学目标成为必然。课本实验以其合理的设计、明显的现象、简易的操作等特点成为课堂教学的重要资源，但多数课本实驗仍为验证性实验，“照方抓药做实验→记录现象→得出结论”的学习过程看似在“做中学”，实则无法摆脱被动学习的束缚，所以合理选取和开发课本实验成为关键。本节课的开始环节，教师通过演示课本实验“催化剂及温度对过氧化氢分解反应的影响”，使学生体会对比实验的重要性，初步建立变量控制思想，为学生的后续学习活动提供了有力支撑。
教学片段一
【设问】哪些因素会影响化学反应的快慢？通过哪些现象可以判断化学反应的快慢？（学生回答）
【过渡】这些在学习生活中积累的直观认识是否具有普遍性？今天我们通过H2O2的相关实验做进一步探索。
【演示实验一】试管中放入H2O2（4%）约5 mL，观察现象。实验意图：让学生领悟到反应快慢由反应物本身的性质决定。
【师生交流】无明显现象，一方面说明H2O2（4%）在室温下比较稳定，另一方面说明反应快慢由反应物本身的性质决定。
【演示实验二】试管中放入H2O2（4%）约5 mL，加少量MnO2粉末，观察现象；迅速将试管中的混合物一分为二，将其中一支试管置于热水中加热，观察现象。实验意图：建立控制变量思想，进行实验操作示范。
【师生交流】有大量气泡，说明催化剂MnO2能加快反应；置于热水中气泡冒得更快，说明温度升高，反应加快。设计对比实验的目的：说明温度对实验的影响。
【反思完善】反思及修正学生实验方案（方案设计为前置作业）
小结：合理选取并演示课本实验，除了规范实验操作外，还应重点引导学生思考实验的意义及实验设计的启示，进而对自己预设的实验方案进行反思与修正，夯实课堂学习环境的基础。
二、精选课题，优化学习途径（关键）
化学实验是认识物质性质，研究化学规律的重要载体，若仅仅停留在观察现象、得出结论这种浅层次的参与上，将难以激发学生的潜能和创造力。设计“学习者为中心”的学习环境，教师的核心任务是寻找适切性课题，把教材内容与要求以及相关教学资源转化为具有目标性、建构性和可操作性的学生活动，在学科内容与学生之间架起桥梁，真正让学生参与其中。另外，适切性课题要与学生原有的知识与能力有一定的关联性与超越性。这样的学习活动基于学生的知识与兴趣，能在挑战与挫折中维持一种微妙的平衡，充分刺激学生的好奇心和学习欲望。如本节课的开始环节，选取课本实验进行演示，就是将教材资源转化为学生的知识与技能储备，在此基础上展开课本实验的再开发是寻找适切性课题的有效途径。将课题研究通过暗藏思维变量的问题情境呈现，可丰富教学目标，激发学生的挑战欲望，优化课堂学习环境，促使学生在自主探究中获得真实的、刺激的、深刻的体悟。
教学片段二
【实验试剂与药品】H2O2（1%）、H2O2（5%）、H2O2（15%）、0.4mol/L FeCl3溶液、新鲜土豆丁、热水。
学生A组实验：
【实验目的】研究浓度对化学反应快慢的影响。
【情景一】某学习小组准备研究浓度对化学反应快慢的影响，设计了如下实验：分别取1% H2O2、5% H2O2溶液各2mL于试管1、试管2中，对比观察，结果实验效果不理想，三组实验记录如表1所示。你能想办法帮助他们取得理想的实验效果吗？请设计实验方案。
学生B组实验：
【实验目的】研究催化剂对化学反应快慢的影响。
【情景二】某学习小组在实验时发现催化剂对反应速率的影响显著，又得知新鲜猪肝和土豆中含有H2O2酶，于是他们以15% H2O2溶液为研究对象，先观察H2O2酶的催化效果，然后研究H2O2酶在何种情形下催化效果较好。通过实验，他们较好地达到了实验目的。实验记录如表2，请设想他们可能进行的实验。
小结：摆脱做课本实验时照方抓药的习惯，将学生置于问题情境中，教师充当帮助者和设计者的角色，充分体现学生的主体性；适切性课题为学生创造了优良的学习环境，有效增强了学生思维的厚度，激发了学生的学习热情。
三、平等对话，奏响共学乐章（桥梁）
课堂学习依托对话进行，课堂中频繁问答的实质是学生按照教师的预设做出的被动应答，不是真正的对话。只有学生认识到“课堂是表达自己见解、倾听他人意见的场所，对错不是唯一评判的标准，激烈的争论是课堂常态”，才能消除胆怯心理，敢于将自己的所见、所思、所想与人分享。由此可见，营造平等对话的学习氛围是构建课堂学习环境的重中之重，它直接影响学生学习的品质。如在本节课中，当学生的实验探究进入尾声，课堂学习就自然转入交流与分享环节，此刻教师若能以欣赏的姿态耐心倾听学生的心声，在学生困惑迷茫时给予点拨与引导，一定能使课堂中各种不同的声音交织成和谐的、令人惊喜的乐章，学生也能在思维的碰撞中学会反思、学会合作，从而促进知识的有效建构，生成更丰富的对话能力。 教学片段三
【师生交流】分享实验结果：
（1）“情景一”的实验现象不明显，说明一个反应的速率是由反应物本身的性质决定的。
学生方案一：两试管均滴加等量0.4 mol/L FeCl3溶液，从现象得出：反应物浓度越大，反应速率越快。[追问：该实验是否暗藏其他影响因素？（催化剂）]
学生方案二：两试管均置于同一热水中，从现象得出：反应物浓度越大，反应速率越快。[追问：该实验是否暗藏其他影响因素？（温度）]
学生A组实验总结：浓度、温度、催化剂对反应速率均有影响，且效果不同，因此反应时需选择合适的反应条件。
（2）“情景二”研究的是H2O2酶在何种情形下催化效果较好。
学生方案一：将土豆丁一分为二，放入两支试管中，并加入等量H2O2溶液，把试管1水浴加热，试管2置于空气中。（该方案旨在研究温度对催化剂性能的影响，体现变量控制思想）
学生方案二：将土豆丁一分为二，放入两支试管中，并加入等量H2O2溶液，将其中一支试管浸泡在沸水中。（该方案旨在研究温度对催化剂性能的影响，体现对酶催化特性的关注）
学生方案三：将土豆丁一分为二，其中一份切成薄片，另一份直接放入试管中，加等量H2O2溶液。（该方案旨在研究接触面积对催化剂性能的影响，不断激发学生的实验设计潜能）
学生B组实验总结：催化剂的性能与许多因素有关，选择变量时需关注催化剂的种类、质量、接触面积、温度等。
【过渡】上述实验或结论有没有不足之处？若有，如何改进？实验中是否有值得思考的现象或问题？
【师生交流】①为防止偶然性，应该多次、多样实验。（普遍性）
②为使实验结果更具有说服力，可定量测定。（精确性）
③是否反应物浓度越大，反应速率一定越快？（特殊性）
小结：从学生呈现的实验方案看，学生能够较为熟练地运用控制变量思想设计对比实验，且方案的多样性令人惊喜；从对话进程看学习品质：从单因素变量切入到双因素变量，从实验总结到反思，对话的层次呈现螺旋式上升的态势。
四、巧借“异常”，催生灵动思维（点睛）
思维的灵动性和创新能力的培养是化学课堂学习环境设计必须考虑的因素。课堂上不同观点间的矛盾、实验结果的出人意料……这些“异常”问题的解决过程就是思维能力培养的过程。教师应巧借“异常”，掀起学生思维高潮。例如，酸性高锰酸钾溶液与草酸（足量）的反应，其速率及颜色变化的“异常”，强烈刺激了学生的感官，激发了学生的求知欲。学生在不断猜测与论证的过程中，锤炼了洞察力，开拓了思维，培养了创新能力。
教学片段四
【学生实验】在4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液中加入2mL 0.1mol/L的H2C2O4溶液，引导学生观察、发现、思考。
【交流分享】反应现象：刚开始的一段时间溶液无明显现象，之后迅速褪色。学生甲认为是反应放热，温度升高所致；学生乙不同意，他认为若是反应放热，无法解释有一段时间无明显现象。（爭论一度陷入僵持）
【教师点拨】是否需要做实验来验证温度的影响？能否从其他角度思考？
【师生交流】学生经讨论达成共识：一定还有其他影响因素。
【学生猜想】可能是催化剂，且应该是生成物，估计是Mn2 。
【师生交流】设计对比实验进行证明。首先选择催化剂，比如MnCl2、MnSO4，谁更合适？选择MnCl2会引进Cl- ；KMnO4酸化用的是H2SO4，因此选择MnSO4对实验无干扰。
【学生实验】 在2支试管中均加入4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液，再同时加入2mL 0.1mol/L的H2C2O4溶液，其中一支试管加少量MnSO4固体。（现象明显）
【发现问题】由实验证明Mn2 是催化剂，可溶液颜色为何不是先变浅再褪色，而是变成了棕黄色？（引发讨论）
【师生交流】猜测可能是催化剂参与反应的结果，课后可以继续研究。（将课堂向课外延伸）
小结：选择现象异常、蕴藏许多思维点的实验是培养学生创新思维和训练学生思维灵活性的有效途径。课堂上不同的声音、偶尔的寂静、刹那间的顿悟，促使学生不断地进行新知识的建构和重构，从而提升学生思维的广度与深度。
总而言之，学习环境设计的根本依据是课程标准，不同教学内容采用的教学方法可能不同，但是课堂学习环境设计关注的视点是不变的。学习环境设计彻底打破了以教师、教科书为中心的教学状态，凸显教学的核心是学生的学习。教师只有努力创设最贴合学生实际的学习环境，才能激发学生的好奇心，点燃学生思维的火花，使“学的课堂”顺利、高效地展开。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 钟启泉. 课堂研究[M].上海：华东师范大学出版社，2016.
[2] 叶佩玉. 名师成长与教学创新[M].上海：上海远东出版社，2008.
[3] 潘海燕，何晶. 教师怎样进行反思与写案例和论文[M].北京：中国轻工业出版社，2009.
（责任编辑 罗 艳）
[关键词]学习环境；教学设计；化学反应速率
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）29-0058-03
美国教育心理学家李舒尔曼曾说：“课堂教学是人类文明迄今最复杂、最具挑战性、最精妙和令人胆怯的活动。”课堂是教学改革的核心环节，从知识的传递到知识的建构，其本质是从“教的课堂”走向“学的课堂”。学生是学习的主体，创设适合学生学习的环境是教师的职责，它直接关系到学生学习的品质。课堂学习环境的设计可从学情、适切性课题、平等对话、异常现象四个方面切入。下面以苏教版化学2《化学反应速率》的教学为例进行说明，以供大家参考。
一、关注学情，搭建学习支架（基础）
有效的学习必须从引出知识的过程开始，在有支撑的课堂境脉中形成。因此，教师必须充分地了解学生参与学习之前的知识背景、技能与兴趣，引导学生在既有知识与新的学习课题之间架起自己的支架。高一学生对影响化学反应速率的因素已有初步认识，因此适当调整和丰富教学目标成为必然。课本实验以其合理的设计、明显的现象、简易的操作等特点成为课堂教学的重要资源，但多数课本实驗仍为验证性实验，“照方抓药做实验→记录现象→得出结论”的学习过程看似在“做中学”，实则无法摆脱被动学习的束缚，所以合理选取和开发课本实验成为关键。本节课的开始环节，教师通过演示课本实验“催化剂及温度对过氧化氢分解反应的影响”，使学生体会对比实验的重要性，初步建立变量控制思想，为学生的后续学习活动提供了有力支撑。
教学片段一
【设问】哪些因素会影响化学反应的快慢？通过哪些现象可以判断化学反应的快慢？（学生回答）
【过渡】这些在学习生活中积累的直观认识是否具有普遍性？今天我们通过H2O2的相关实验做进一步探索。
【演示实验一】试管中放入H2O2（4%）约5 mL，观察现象。实验意图：让学生领悟到反应快慢由反应物本身的性质决定。
【师生交流】无明显现象，一方面说明H2O2（4%）在室温下比较稳定，另一方面说明反应快慢由反应物本身的性质决定。
【演示实验二】试管中放入H2O2（4%）约5 mL，加少量MnO2粉末，观察现象；迅速将试管中的混合物一分为二，将其中一支试管置于热水中加热，观察现象。实验意图：建立控制变量思想，进行实验操作示范。
【师生交流】有大量气泡，说明催化剂MnO2能加快反应；置于热水中气泡冒得更快，说明温度升高，反应加快。设计对比实验的目的：说明温度对实验的影响。
【反思完善】反思及修正学生实验方案（方案设计为前置作业）
小结：合理选取并演示课本实验，除了规范实验操作外，还应重点引导学生思考实验的意义及实验设计的启示，进而对自己预设的实验方案进行反思与修正，夯实课堂学习环境的基础。
二、精选课题，优化学习途径（关键）
化学实验是认识物质性质，研究化学规律的重要载体，若仅仅停留在观察现象、得出结论这种浅层次的参与上，将难以激发学生的潜能和创造力。设计“学习者为中心”的学习环境，教师的核心任务是寻找适切性课题，把教材内容与要求以及相关教学资源转化为具有目标性、建构性和可操作性的学生活动，在学科内容与学生之间架起桥梁，真正让学生参与其中。另外，适切性课题要与学生原有的知识与能力有一定的关联性与超越性。这样的学习活动基于学生的知识与兴趣，能在挑战与挫折中维持一种微妙的平衡，充分刺激学生的好奇心和学习欲望。如本节课的开始环节，选取课本实验进行演示，就是将教材资源转化为学生的知识与技能储备，在此基础上展开课本实验的再开发是寻找适切性课题的有效途径。将课题研究通过暗藏思维变量的问题情境呈现，可丰富教学目标，激发学生的挑战欲望，优化课堂学习环境，促使学生在自主探究中获得真实的、刺激的、深刻的体悟。
教学片段二
【实验试剂与药品】H2O2（1%）、H2O2（5%）、H2O2（15%）、0.4mol/L FeCl3溶液、新鲜土豆丁、热水。
学生A组实验：
【实验目的】研究浓度对化学反应快慢的影响。
【情景一】某学习小组准备研究浓度对化学反应快慢的影响，设计了如下实验：分别取1% H2O2、5% H2O2溶液各2mL于试管1、试管2中，对比观察，结果实验效果不理想，三组实验记录如表1所示。你能想办法帮助他们取得理想的实验效果吗？请设计实验方案。
学生B组实验：
【实验目的】研究催化剂对化学反应快慢的影响。
【情景二】某学习小组在实验时发现催化剂对反应速率的影响显著，又得知新鲜猪肝和土豆中含有H2O2酶，于是他们以15% H2O2溶液为研究对象，先观察H2O2酶的催化效果，然后研究H2O2酶在何种情形下催化效果较好。通过实验，他们较好地达到了实验目的。实验记录如表2，请设想他们可能进行的实验。
小结：摆脱做课本实验时照方抓药的习惯，将学生置于问题情境中，教师充当帮助者和设计者的角色，充分体现学生的主体性；适切性课题为学生创造了优良的学习环境，有效增强了学生思维的厚度，激发了学生的学习热情。
三、平等对话，奏响共学乐章（桥梁）
课堂学习依托对话进行，课堂中频繁问答的实质是学生按照教师的预设做出的被动应答，不是真正的对话。只有学生认识到“课堂是表达自己见解、倾听他人意见的场所，对错不是唯一评判的标准，激烈的争论是课堂常态”，才能消除胆怯心理，敢于将自己的所见、所思、所想与人分享。由此可见，营造平等对话的学习氛围是构建课堂学习环境的重中之重，它直接影响学生学习的品质。如在本节课中，当学生的实验探究进入尾声，课堂学习就自然转入交流与分享环节，此刻教师若能以欣赏的姿态耐心倾听学生的心声，在学生困惑迷茫时给予点拨与引导，一定能使课堂中各种不同的声音交织成和谐的、令人惊喜的乐章，学生也能在思维的碰撞中学会反思、学会合作，从而促进知识的有效建构，生成更丰富的对话能力。 教学片段三
【师生交流】分享实验结果：
（1）“情景一”的实验现象不明显，说明一个反应的速率是由反应物本身的性质决定的。
学生方案一：两试管均滴加等量0.4 mol/L FeCl3溶液，从现象得出：反应物浓度越大，反应速率越快。[追问：该实验是否暗藏其他影响因素？（催化剂）]
学生方案二：两试管均置于同一热水中，从现象得出：反应物浓度越大，反应速率越快。[追问：该实验是否暗藏其他影响因素？（温度）]
学生A组实验总结：浓度、温度、催化剂对反应速率均有影响，且效果不同，因此反应时需选择合适的反应条件。
（2）“情景二”研究的是H2O2酶在何种情形下催化效果较好。
学生方案一：将土豆丁一分为二，放入两支试管中，并加入等量H2O2溶液，把试管1水浴加热，试管2置于空气中。（该方案旨在研究温度对催化剂性能的影响，体现变量控制思想）
学生方案二：将土豆丁一分为二，放入两支试管中，并加入等量H2O2溶液，将其中一支试管浸泡在沸水中。（该方案旨在研究温度对催化剂性能的影响，体现对酶催化特性的关注）
学生方案三：将土豆丁一分为二，其中一份切成薄片，另一份直接放入试管中，加等量H2O2溶液。（该方案旨在研究接触面积对催化剂性能的影响，不断激发学生的实验设计潜能）
学生B组实验总结：催化剂的性能与许多因素有关，选择变量时需关注催化剂的种类、质量、接触面积、温度等。
【过渡】上述实验或结论有没有不足之处？若有，如何改进？实验中是否有值得思考的现象或问题？
【师生交流】①为防止偶然性，应该多次、多样实验。（普遍性）
②为使实验结果更具有说服力，可定量测定。（精确性）
③是否反应物浓度越大，反应速率一定越快？（特殊性）
小结：从学生呈现的实验方案看，学生能够较为熟练地运用控制变量思想设计对比实验，且方案的多样性令人惊喜；从对话进程看学习品质：从单因素变量切入到双因素变量，从实验总结到反思，对话的层次呈现螺旋式上升的态势。
四、巧借“异常”，催生灵动思维（点睛）
思维的灵动性和创新能力的培养是化学课堂学习环境设计必须考虑的因素。课堂上不同观点间的矛盾、实验结果的出人意料……这些“异常”问题的解决过程就是思维能力培养的过程。教师应巧借“异常”，掀起学生思维高潮。例如，酸性高锰酸钾溶液与草酸（足量）的反应，其速率及颜色变化的“异常”，强烈刺激了学生的感官，激发了学生的求知欲。学生在不断猜测与论证的过程中，锤炼了洞察力，开拓了思维，培养了创新能力。
教学片段四
【学生实验】在4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液中加入2mL 0.1mol/L的H2C2O4溶液，引导学生观察、发现、思考。
【交流分享】反应现象：刚开始的一段时间溶液无明显现象，之后迅速褪色。学生甲认为是反应放热，温度升高所致；学生乙不同意，他认为若是反应放热，无法解释有一段时间无明显现象。（爭论一度陷入僵持）
【教师点拨】是否需要做实验来验证温度的影响？能否从其他角度思考？
【师生交流】学生经讨论达成共识：一定还有其他影响因素。
【学生猜想】可能是催化剂，且应该是生成物，估计是Mn2 。
【师生交流】设计对比实验进行证明。首先选择催化剂，比如MnCl2、MnSO4，谁更合适？选择MnCl2会引进Cl- ；KMnO4酸化用的是H2SO4，因此选择MnSO4对实验无干扰。
【学生实验】 在2支试管中均加入4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液，再同时加入2mL 0.1mol/L的H2C2O4溶液，其中一支试管加少量MnSO4固体。（现象明显）
【发现问题】由实验证明Mn2 是催化剂，可溶液颜色为何不是先变浅再褪色，而是变成了棕黄色？（引发讨论）
【师生交流】猜测可能是催化剂参与反应的结果，课后可以继续研究。（将课堂向课外延伸）
小结：选择现象异常、蕴藏许多思维点的实验是培养学生创新思维和训练学生思维灵活性的有效途径。课堂上不同的声音、偶尔的寂静、刹那间的顿悟，促使学生不断地进行新知识的建构和重构，从而提升学生思维的广度与深度。
总而言之，学习环境设计的根本依据是课程标准，不同教学内容采用的教学方法可能不同，但是课堂学习环境设计关注的视点是不变的。学习环境设计彻底打破了以教师、教科书为中心的教学状态，凸显教学的核心是学生的学习。教师只有努力创设最贴合学生实际的学习环境，才能激发学生的好奇心，点燃学生思维的火花，使“学的课堂”顺利、高效地展开。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 钟启泉. 课堂研究[M].上海：华东师范大学出版社，2016.
[2] 叶佩玉. 名师成长与教学创新[M].上海：上海远东出版社，2008.
[3] 潘海燕，何晶. 教师怎样进行反思与写案例和论文[M].北京：中国轻工业出版社，2009.
（责任编辑 罗 艳）