學(xué)習(xí)進(jìn)階理論在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索研究——以“物質(zhì)的分離與提純”為例【摘要】學(xué)習(xí)進(jìn)階是描述學(xué)生知識(shí)和能力的發(fā)展?fàn)顟B(tài)的理論工具?；趯W(xué)習(xí)進(jìn)階的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅可以有效量化學(xué)生在不同學(xué)段、不同單元的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Πl(fā)展層次，推動(dòng)學(xué)生科學(xué)與創(chuàng)新能力的發(fā)展，還能為教師提供整體規(guī)劃化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。本文以“物質(zhì)的分離與提純”為研究案例，參考課程標(biāo)準(zhǔn)具體劃分學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Πl(fā)展的不同水平，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹鸩竭M(jìn)階，落實(shí)核心素養(yǎng)?！娟P(guān)鍵詞】學(xué)習(xí)進(jìn)階、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?緒論1.1研究的背景及意義在當(dāng)今教育改革的浪潮中，各學(xué)科都在努力地構(gòu)建基于“核心素養(yǎng)”的教學(xué)系統(tǒng)，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。2020年修訂《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》REF_Ref160709712\r\h[1]提出了五大化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，并強(qiáng)調(diào)了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科能力的重要性。其中，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ且粋€(gè)關(guān)鍵因素?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)既是學(xué)生獲得知識(shí)的重要手段，同時(shí)在促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展方面扮演著不可或缺的角色。盡管如此，當(dāng)前的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)卻面臨著諸多挑戰(zhàn)：教學(xué)模式往往只關(guān)注知識(shí)點(diǎn)的驗(yàn)證，忽略了對(duì)學(xué)生思維的啟發(fā)；此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容呈現(xiàn)出碎片化現(xiàn)象，缺乏一個(gè)系統(tǒng)而全面的規(guī)劃REF_Ref160658407\r\h[2]。因此，重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程的探索研究、學(xué)生思維的引導(dǎo)，以及對(duì)不同學(xué)段實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容深度與廣度的整體規(guī)劃顯得至關(guān)重要。學(xué)習(xí)進(jìn)階理論不僅能夠描述學(xué)生知識(shí)和能力的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，還能刻畫學(xué)生在不同學(xué)段、不同單元的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ来芜M(jìn)階、逐步深化的過(guò)程，有效量化學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展層次。通過(guò)學(xué)習(xí)進(jìn)階，教師可以不拘泥于單一的實(shí)驗(yàn)主題或活動(dòng)REF_Ref160709806\r\h[3]，基于學(xué)生現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛹?jí)更有針對(duì)性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，幫助學(xué)生建立起對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的整體綜合認(rèn)知。因此，研究學(xué)習(xí)進(jìn)階在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用，不僅符合當(dāng)前教育改革的需求，也能為化學(xué)教育的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。1.2研究綜述1.2.1學(xué)習(xí)進(jìn)階理論國(guó)外研究現(xiàn)狀2004年，Smith等美國(guó)基礎(chǔ)教育學(xué)術(shù)成果評(píng)估委員會(huì)（NationalResearchCouncil）向美國(guó)“全國(guó)科研委員會(huì)”（NationalResearchCouncil）提出的一項(xiàng)研究，將“學(xué)習(xí)進(jìn)階”定義為：“學(xué)生在學(xué)習(xí)某個(gè)話題時(shí)，大腦中形成的更為復(fù)雜的思考路徑REF_Ref160709878\r\h[4]。2009年Alonzo研究小組建立了中學(xué)物理學(xué)“力和運(yùn)動(dòng)”的學(xué)習(xí)進(jìn)階模式，并研制出相應(yīng)的評(píng)估工具，用于對(duì)中學(xué)生在各個(gè)階段的高級(jí)階段進(jìn)行評(píng)估REF_Ref160709891\r\h[5]。該研究成功驗(yàn)證了學(xué)習(xí)進(jìn)階的合理性，并提出學(xué)習(xí)進(jìn)階有助于教師更好地進(jìn)行教學(xué)的評(píng)價(jià)和診斷。此后學(xué)習(xí)進(jìn)階理論便在科學(xué)教育領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，滲透到各個(gè)學(xué)科、各個(gè)學(xué)段中。隨著研究的深入，研究者們開始對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)階的要素進(jìn)行了提煉：Corcoran等人（2009）提出學(xué)習(xí)進(jìn)階應(yīng)包括進(jìn)階變量、進(jìn)階終點(diǎn)、成就水平、進(jìn)階表現(xiàn)以及評(píng)價(jià)五個(gè)要素REF_Ref160718802\r\h[6]。Krajcik（2012）指出學(xué)習(xí)進(jìn)階研究應(yīng)包括“拆解大概念”、“界定各進(jìn)階水平”、“檢驗(yàn)學(xué)生進(jìn)階水平的測(cè)評(píng)工具”及“促進(jìn)學(xué)生進(jìn)階的教學(xué)干預(yù)手段”四項(xiàng)必不可少的要素REF_Ref160710366\r\h[7]。目前美國(guó)科學(xué)教育界普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)進(jìn)階包括進(jìn)階終點(diǎn)、進(jìn)階維度、成就水平、各水平的學(xué)業(yè)表現(xiàn)及測(cè)評(píng)工具五種構(gòu)成要素REF_Ref160710353\r\h[8]。2011年，美國(guó)頒布了《K-12科學(xué)教育框架》（后簡(jiǎn)稱《框架》），其最大的特點(diǎn)就是基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論提出了適用于K-12年級(jí)的科學(xué)教育課程的教學(xué)大綱?！犊蚣堋反_立了科學(xué)課程的核心概念是由若干次級(jí)核心概念組成，且依據(jù)學(xué)生思維發(fā)展路徑對(duì)各概念水平進(jìn)行了系統(tǒng)地介紹。2013年美國(guó)開始將學(xué)習(xí)進(jìn)階運(yùn)用到具體的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如Chairex團(tuán)隊(duì)基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論對(duì)“能量”相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)了19課時(shí)的教學(xué)案例，并將其在實(shí)際課堂中實(shí)施。實(shí)踐結(jié)果表明學(xué)生能夠更好地掌握“能量”知識(shí)體系REF_Ref160710366\r\h[7]。在國(guó)外，學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的研究趨于完善，已由理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用，在課程開發(fā)、教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)評(píng)估中得到了廣泛的應(yīng)用。1.2.2學(xué)習(xí)進(jìn)階理論國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)是近十年才開始的對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究，統(tǒng)計(jì)截至2024年2月19日，在中國(guó)知網(wǎng)中輸入“學(xué)習(xí)進(jìn)階”，可以得到2050篇文獻(xiàn)?；趯W(xué)習(xí)進(jìn)階文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量變化趨勢(shì)（圖1）可以看出從2014年開始我國(guó)在學(xué)習(xí)進(jìn)階方面的研究逐漸增多，學(xué)者們開始結(jié)合我國(guó)教育體制的背景下，對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)階開展一系列理論和應(yīng)用的研究。其中北京師范大學(xué)的劉晟和劉恩山，指出學(xué)習(xí)進(jìn)階應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展和生活經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)階的組成、理論基礎(chǔ)、構(gòu)建方法及特征進(jìn)行介紹REF_Ref160709963\r\h[10]；郭玉英團(tuán)隊(duì)提出了學(xué)生理解科學(xué)概念發(fā)展的層級(jí)模型REF_Ref160709972\r\h[11]；華東師范大學(xué)的韋斯林和賈遠(yuǎn)娥重點(diǎn)研究了學(xué)習(xí)進(jìn)階對(duì)促進(jìn)教學(xué)評(píng)一致性的相關(guān)策略REF_Ref160709982\r\h[12]。學(xué)習(xí)進(jìn)階的本土化研究，有助于提升學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)教師的教學(xué)與評(píng)價(jià)。圖SEQ圖\*ARABIC1學(xué)習(xí)進(jìn)階文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量變化趨勢(shì)圖SEQ圖\*ARABIC2化學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)階文獻(xiàn)主題追溯到化學(xué)學(xué)科，在知網(wǎng)中添加“化學(xué)”主題，共得到335篇文獻(xiàn)。從圖2可以看出，學(xué)習(xí)進(jìn)階在化學(xué)學(xué)科當(dāng)中的研究較為豐富且集中在核心概念的研究，如“氧化還原反應(yīng)”、“化學(xué)平衡”等。國(guó)內(nèi)對(duì)化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)進(jìn)階研究最早開始于2012年楊玉琴的博士論文《化學(xué)學(xué)科能力及其測(cè)評(píng)研究》REF_Ref160710013\r\h[13]。該論文在學(xué)習(xí)進(jìn)階的理論支持下，將化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)外課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)科能力的不同要求及不同學(xué)段學(xué)生的思想特點(diǎn)相結(jié)合，建立起了化學(xué)學(xué)科核心能力的學(xué)習(xí)進(jìn)階水平。之后又有大量學(xué)者將學(xué)習(xí)進(jìn)階理論運(yùn)用至“核心概念”當(dāng)中。例如，2016年莊曉文以學(xué)生易產(chǎn)生的前概念和迷思概念為切入點(diǎn)，通過(guò)分解概念理解水平、確定進(jìn)階目標(biāo)，從而構(gòu)建了初高中學(xué)生對(duì)“電解質(zhì)溶液”這一核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階REF_Ref160710029\r\h[14]。2022年李小峰基于義務(wù)教育階段“物質(zhì)”核心概念，構(gòu)建學(xué)習(xí)進(jìn)階理論預(yù)設(shè)模型，并開發(fā)了29個(gè)測(cè)評(píng)項(xiàng)目從而最終確立了義務(wù)教育階段學(xué)生“物質(zhì)”核心概念學(xué)習(xí)進(jìn)階模型REF_Ref160710043\r\h[15]。2024年武倩和李小紅以化學(xué)鍵概念理解為例，基于Rasch模式，建立了化學(xué)鍵的概念描述量表，并將其運(yùn)用實(shí)施測(cè)評(píng)。研究結(jié)果表明化學(xué)鍵概念存在3個(gè)理解難度遞增的水平，且隨著概念理解水平的上升會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)水平的錯(cuò)誤概念?；谘芯拷Y(jié)果，他們提出教師應(yīng)踐行“教-學(xué)-評(píng)一體化”的教學(xué)理念REF_Ref163055334\r\h[16]。隨著教育改革對(duì)能力的重視，將學(xué)習(xí)進(jìn)階理論應(yīng)用至學(xué)生關(guān)鍵能力的研究也開始增多，在知網(wǎng)搜索“學(xué)習(xí)進(jìn)階”和“能力”共得到706篇論文。例如，2012年楊玉琴博士將核心學(xué)科能力分解為四要素，并構(gòu)建了化學(xué)學(xué)科能力進(jìn)階REF_Ref160710013\r\h[13]。2016年陳允任、林建芬等基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論建構(gòu)高中元素周期律認(rèn)知模型并設(shè)計(jì)學(xué)生進(jìn)階論證任務(wù)，培養(yǎng)了學(xué)生基于證據(jù)和數(shù)據(jù)的實(shí)證研究意識(shí)，提升了學(xué)生邏輯推理和論證能力REF_Ref163055584\r\h[17]。2024年劉志華等人通過(guò)研究分子間作用力的發(fā)展史、前沿應(yīng)用和學(xué)情后設(shè)計(jì)分子間作用力的學(xué)習(xí)進(jìn)階，旨在培養(yǎng)學(xué)生的理解與辨析、分析與推測(cè)、歸納與論證的能力，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)REF_Ref163055372\r\h[18]。此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為一個(gè)特殊的教學(xué)環(huán)節(jié)也被納入學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的研究范圍，在中國(guó)知網(wǎng)中以“學(xué)習(xí)進(jìn)階”、“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”為主題搜索可得52篇相關(guān)文獻(xiàn)，具體如REF_Ref163387031\h表1學(xué)習(xí)進(jìn)階在各學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究文獻(xiàn)分析。將學(xué)習(xí)進(jìn)階應(yīng)用至實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)研究相對(duì)較少，但自2016年首篇發(fā)表以來(lái)，逐年呈遞增趨勢(shì)，目前的研究主題主要有實(shí)驗(yàn)試題分析、初高中實(shí)驗(yàn)銜接教學(xué)、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)策略等。其中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)共28篇占比最大。如2018年福建師范大學(xué)的汪小玲以“物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α睘檫M(jìn)階變量，通過(guò)分析課程標(biāo)準(zhǔn)和中考試題對(duì)進(jìn)階水平進(jìn)行劃分，并對(duì)結(jié)果測(cè)評(píng)修正，從而促進(jìn)初高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效銜接REF_Ref160709806\r\h[3]。其次是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)8篇，如2023年楊德紅重點(diǎn)研究以思維進(jìn)階為目的的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，旨在實(shí)現(xiàn)由簡(jiǎn)入繁，由理論走向應(yīng)用，由要素抽取到邏輯解析的思維提升REF_Ref160710204\r\h[19]。表SEQ表\*ARABIC1學(xué)習(xí)進(jìn)階在各學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究文獻(xiàn)分析學(xué)科學(xué)位論文學(xué)術(shù)期刊主題物理721初高中實(shí)驗(yàn)銜接教學(xué)、教學(xué)設(shè)計(jì)、高考實(shí)驗(yàn)試題分析、實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略、實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)、“平拋運(yùn)動(dòng)”、“探究平面鏡成像特點(diǎn)”、“大氣壓強(qiáng)”化學(xué)17思維進(jìn)階、教學(xué)策略、實(shí)驗(yàn)題、“二氧化碳制取的研究”、“金屬的腐蝕與防護(hù)”、“空氣中氧氣含量的測(cè)定”生物15科學(xué)思維、初高中實(shí)驗(yàn)銜接教學(xué)、“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”綜上所述，學(xué)習(xí)進(jìn)階在我國(guó)近十年來(lái)的研究呈現(xiàn)出積極的增長(zhǎng)趨勢(shì)，并已經(jīng)在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域得到應(yīng)用和推廣。通過(guò)對(duì)核心概念、能力進(jìn)行分級(jí)，學(xué)習(xí)進(jìn)階為提高課堂教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展提供了新的思路和方法。未來(lái)，隨著研究的深入和實(shí)踐的廣泛開展，學(xué)習(xí)進(jìn)階有望成為推動(dòng)我國(guó)教育改革和發(fā)展的重要力量之一。2相關(guān)概念界定和理論基礎(chǔ)2.1相關(guān)概念界定2.1.1化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)郭同寬在《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)》中對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行如下定義：“按照教學(xué)實(shí)際所需，適當(dāng)選取并組合化學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，根據(jù)相關(guān)教育教學(xué)理論設(shè)計(jì)成完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系”。REF_Ref160710241\r\h[20]鄭長(zhǎng)龍?jiān)凇痘瘜W(xué)課程與教學(xué)論》中給出的定義是：“為了實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的教學(xué)目的，化學(xué)教學(xué)工作者在一定的情境下設(shè)置化學(xué)實(shí)驗(yàn)開展的一系列教學(xué)活動(dòng)。”REF_Ref160710256\r\h[21]雖然二人對(duì)“化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的定義不盡相同，但本質(zhì)上卻是一致的，那就是“化學(xué)實(shí)驗(yàn)”是“化學(xué)教學(xué)”的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種綜合性的教學(xué)方式，它融合了理論、實(shí)踐、探究、創(chuàng)新等多種元素，最終的目的依舊是實(shí)現(xiàn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。2.1.2化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α缎睦韺W(xué)大辭典》中林崇德對(duì)“能力”進(jìn)行如下定義：“使人能成功地完成某種活動(dòng)所需的個(gè)性心理特征或人格特質(zhì)。能力不是與生俱來(lái)的，而是在實(shí)踐活動(dòng)中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的。根據(jù)表現(xiàn)形態(tài)不同，可分為認(rèn)知能力和操作能力兩類?！盧EF_Ref160712043\r\h[22]化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ侵笇W(xué)生在學(xué)習(xí)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)與技巧之后，能夠?qū)ξ镔|(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行研究，探究反應(yīng)規(guī)律，進(jìn)行各種類型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)和探究活動(dòng)REF_Ref160709712\r\h[1]。結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求，本文認(rèn)為化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ怯刹僮髂芰?、觀察能力和思維能力組成，三者相互交叉滲透，相輔相成。三者具體的描述如下：操作能力是指學(xué)生能根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程圖或老師的演示，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這一能力要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器、化學(xué)方法和材料有基本的理解和掌握。通過(guò)不斷的練習(xí)，學(xué)生可以逐漸熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的正確使用方法，掌握各種化學(xué)試劑的性質(zhì)和用途，從而有效地進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作REF_Ref160710432\r\h[25]。觀察能力是指學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)獲取信息、判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其可能原因的能力。在實(shí)驗(yàn)中，只有通過(guò)有目的且細(xì)致的觀察才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而深入探究問(wèn)題。同時(shí)，觀察能力還包括了對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中數(shù)據(jù)變化的觀察、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后邏輯的推測(cè)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的批判性分析REF_Ref160710013\r\h[13]。思維能力則是指學(xué)生基于觀察到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行推理、歸納和演繹的能力。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，如何從實(shí)驗(yàn)中提取有效信息、設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案以及如何控制實(shí)驗(yàn)誤差等都需要強(qiáng)大的思維能力支持REF_Ref160710013\r\h[13]。圖SEQ圖\*ARABIC3化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M成要素2.1.3學(xué)習(xí)進(jìn)階學(xué)習(xí)進(jìn)階理論進(jìn)入科學(xué)教育領(lǐng)域以來(lái)，不斷有學(xué)者對(duì)其內(nèi)涵進(jìn)行界定和完善。如前文所述，目前學(xué)習(xí)進(jìn)階最為權(quán)威的定義是2007年由NRC提出的，即學(xué)習(xí)進(jìn)階是指對(duì)學(xué)生在一定時(shí)間跨度內(nèi)，學(xué)習(xí)和探究某一主題時(shí)，依次進(jìn)階、逐級(jí)深化的思維方式的描述REF_Ref160710353\r\h[8]。早期我國(guó)學(xué)者也更多地將其運(yùn)用于描述思維發(fā)展的學(xué)習(xí)進(jìn)階路徑，而后拓展到技能、能力等其他維度，認(rèn)為學(xué)習(xí)進(jìn)階是指一段時(shí)間內(nèi)核心知識(shí)與能力逐漸發(fā)展、逐步成熟的歷程REF_Ref160710366\r\h[7]?；谝陨辖缍?，本文將學(xué)習(xí)進(jìn)階定義為：在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λ接傻偷礁?、逐?jí)提升的發(fā)展路徑。2.1.4學(xué)習(xí)進(jìn)階的構(gòu)成要素目前教育界普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)進(jìn)階由進(jìn)階終點(diǎn)、進(jìn)階變量、成就水平、表現(xiàn)期望及測(cè)評(píng)工構(gòu)成REF_Ref160710353\r\h[8]。其中進(jìn)階終點(diǎn)是指學(xué)習(xí)最終目標(biāo)或畢業(yè)生預(yù)期成就；進(jìn)階變量也稱進(jìn)階維度，通常指的是學(xué)科當(dāng)中的核心概念或者關(guān)鍵能力，本研究選擇“化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α睘檫M(jìn)階變量；成就水平是指學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)階過(guò)程中所經(jīng)歷的不同階段，它的劃分標(biāo)準(zhǔn)既要符合課標(biāo)的規(guī)定，又要以當(dāng)前的學(xué)習(xí)能力為依據(jù)；表現(xiàn)期望是指在某一認(rèn)知層次上，學(xué)習(xí)者在完成某一學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，所呈現(xiàn)的期望行為；評(píng)估工具是用來(lái)衡量學(xué)生在未來(lái)的發(fā)展道路上的發(fā)展?fàn)顩rREF_Ref160710353\r\h[8]。綜上所述，本文嘗試以上述學(xué)習(xí)進(jìn)階五要素進(jìn)行“物質(zhì)分離與提純”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型的構(gòu)建，以期發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?.2理論基礎(chǔ)2.2.1深度學(xué)習(xí)理論在1976年，F(xiàn)erenceMarton和RogerSaljo以學(xué)生的閱讀為基礎(chǔ)，針對(duì)單一記憶與非批判接受知識(shí)的淺層學(xué)習(xí)問(wèn)題，首次提出了學(xué)習(xí)水平的概念，即深度學(xué)習(xí)REF_Ref163133720\r\h[23]。表SEQ表\*ARABIC2深度學(xué)習(xí)與淺層學(xué)習(xí)的對(duì)比深度學(xué)習(xí)淺層學(xué)習(xí)記憶方式理解性記憶機(jī)械性記憶知識(shí)體系關(guān)聯(lián)起新知和舊識(shí)，理解繁難、綜合、非結(jié)構(gòu)化的知識(shí)和概念知識(shí)碎片、淺層原理關(guān)注重點(diǎn)處理問(wèn)題所需的知識(shí)和能力解決問(wèn)題的公式和答案學(xué)習(xí)心態(tài)在自身需求推動(dòng)下的主動(dòng)學(xué)習(xí)迫于外在壓力的被動(dòng)學(xué)習(xí)反思情況逐步加深對(duì)概念的理解，養(yǎng)成批判性思維，能夠自我評(píng)價(jià)和反思缺少反思遷移能力能夠靈活完成遷移應(yīng)用不能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題思維層次高階低階從表2對(duì)比分析可以看出，淺層學(xué)習(xí)只是表面上的知識(shí)，是一種不加批判地接受性學(xué)習(xí)。學(xué)生不能再加工接受到的信息，無(wú)法將已學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題中。而深度學(xué)習(xí)則側(cè)重于對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)的批判性理解，重視學(xué)習(xí)內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合，體現(xiàn)了一種辯證的批判和主動(dòng)的學(xué)習(xí)風(fēng)格，以及在解題過(guò)程中培養(yǎng)高層次的思維能力。所以，在教學(xué)中要注意創(chuàng)設(shè)情景，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，并注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行辯證、批評(píng)性思考。同時(shí)，由于學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程應(yīng)該是連貫、進(jìn)階的學(xué)習(xí)，因此教師在安排學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)應(yīng)循序漸進(jìn)、由易到難、由簡(jiǎn)到繁，逐步加深對(duì)知識(shí)的理解，對(duì)能力的發(fā)展。2.2.2最近發(fā)展區(qū)最近發(fā)展區(qū)是由教育家維果斯基提出的，他認(rèn)為學(xué)生有兩種發(fā)展水平，一種是學(xué)生現(xiàn)有的發(fā)展水平，另一種是在教師的指導(dǎo)或者其他成年人的輔導(dǎo)下可能達(dá)到的發(fā)展水平，這兩種發(fā)展水平之間的差距就是最近發(fā)展區(qū)REF_Ref163133762\r\h[24]。維果斯基強(qiáng)調(diào)教育應(yīng)適應(yīng)最近發(fā)展區(qū)，走在發(fā)展的前面，并最終跨越最近發(fā)展區(qū)達(dá)到新的發(fā)展水平REF_Ref163133762\r\h[24]。因此在教學(xué)的過(guò)程中，教師需評(píng)估在現(xiàn)有的教學(xué)環(huán)節(jié)和資源支持下學(xué)生能夠達(dá)到的預(yù)期水平，明確學(xué)生在本節(jié)課的最近發(fā)展區(qū)，并給學(xué)生“搭梯子”，通過(guò)問(wèn)題、討論、任務(wù)、活動(dòng)搭建梯子幫助學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，達(dá)到預(yù)期的發(fā)展水平。圖SEQ圖\*ARABIC4最近發(fā)展區(qū)與教學(xué)3化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)階教學(xué)的可行性分析在當(dāng)前的教育體系中，化學(xué)學(xué)科作為基礎(chǔ)自然科學(xué)之一，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提升學(xué)生的創(chuàng)新精神至關(guān)重要。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的素養(yǎng)劃分了四種進(jìn)階水平REF_Ref160709712\r\h[1]，如圖所示，從水平1到水平4，對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岢隽烁叩囊?。這表明隨著學(xué)生素養(yǎng)水平的提升，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ残枰鸩教嵘??？梢?，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式能夠有效地幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ倪M(jìn)階，從而滿足學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的要求。圖SEQ圖\*ARABIC5“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”素養(yǎng)水平表表1列出了高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的“學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)”，這些學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)涵蓋了物質(zhì)的制備、物質(zhì)的分離與提純、反應(yīng)規(guī)律研究、物質(zhì)檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究等基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全面性和深入性。同一類實(shí)驗(yàn)在不同的實(shí)驗(yàn)中，其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊笠矔?huì)有所不同。例如在人教版必修1中的“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”與人教版選修6《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》的“從海帶中提取碘”，二者均屬于物質(zhì)的分離與提純實(shí)驗(yàn)，但同一類型實(shí)驗(yàn)在不同學(xué)段中的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ笥钟兴町?，具體見表2。在必修1中，教師更多地通過(guò)“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”來(lái)訓(xùn)練學(xué)生的操作能力，掌握基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)建構(gòu)該類實(shí)驗(yàn)的思維模型；而在選修6中，教師則更多地通過(guò)“從海帶中提取碘”來(lái)訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，通過(guò)經(jīng)歷探究實(shí)驗(yàn)的一般過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)將知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際問(wèn)題的解決。因此，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式能夠有效地實(shí)現(xiàn)不同學(xué)段學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ倪M(jìn)階，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)階段性的發(fā)展，而且能夠有效地系統(tǒng)規(guī)劃教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生逐步深化其化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。表SEQ表\*ARABIC3課程標(biāo)準(zhǔn)要求“學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)”必修課程選擇性必修課程1.配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液2.鐵及其化合物的性質(zhì)3.不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化4.用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子5.同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變6.化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素7.化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能8.搭建球棍模型認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)9.乙醇、乙酸的主要性質(zhì)1.簡(jiǎn)單的電鍍實(shí)驗(yàn) 2.制作簡(jiǎn)單的燃料電池3.探究影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素4.強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和滴定5.鹽類水解的應(yīng)用 6.簡(jiǎn)單配合物的制備7.乙酸乙酯的制備與性質(zhì)8.有機(jī)化合物中常見官能團(tuán)的檢驗(yàn)9.糖類的性質(zhì)表SEQ表\*ARABIC4“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”和“從海帶中提取碘”實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ髮?duì)比實(shí)驗(yàn)用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子從海帶中提取碘實(shí)驗(yàn)操作能熟練掌握溶解、過(guò)濾、結(jié)晶等操作學(xué)習(xí)萃取、過(guò)濾等操作實(shí)驗(yàn)觀察能借助化學(xué)試劑輔助觀察現(xiàn)象能收集化學(xué)事實(shí)和資料，借助化學(xué)試劑輔助觀察現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)思維形成物質(zhì)分離的一般思路與基本方法能設(shè)計(jì)復(fù)雜體系物質(zhì)分離和提純的實(shí)驗(yàn)方案4學(xué)習(xí)進(jìn)階的構(gòu)建——以“物質(zhì)的分離與提純”為例4.1確認(rèn)進(jìn)階變量化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的就是為了培養(yǎng)和提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，正如前文所述化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χ饕刹僮髂芰?、觀察能力、思維能力三者構(gòu)成，因此將這三者作為“物質(zhì)的分離與提純”學(xué)習(xí)進(jìn)階的進(jìn)階變量。學(xué)生在學(xué)習(xí)涉及“物質(zhì)的分離與提純”化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，隨著學(xué)習(xí)的逐步深入，學(xué)生在這方面的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ仓鸩教嵘?，體現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Πl(fā)展的動(dòng)態(tài)過(guò)程。將進(jìn)階變量劃分水平可以細(xì)化學(xué)生的掌握程度，從而幫助教師整體把握實(shí)驗(yàn)教學(xué)。圖SEQ圖\*ARABIC6進(jìn)階變量4.2確認(rèn)進(jìn)階終點(diǎn)“物質(zhì)的分離與提純”是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和組成進(jìn)行研究的基本實(shí)驗(yàn)，它被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)和科研中，同時(shí)也是高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。課程標(biāo)準(zhǔn)作為教材編寫、教學(xué)、評(píng)估和考試命題的依據(jù)，新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“物質(zhì)的分離與提純”提出如下的要求：表SEQ表\*ARABIC5課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于“物質(zhì)的分離與提純”相關(guān)要求階段原文要求指向必修階段能根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)的差異選擇物質(zhì)分離的實(shí)驗(yàn)方法REF_Ref160709712\r\h[1]。初步學(xué)會(huì)物質(zhì)的分離、提純化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能REF_Ref160709712\r\h[1]。學(xué)習(xí)進(jìn)行物質(zhì)分離的核心思路與基本方法。能利用典型代表物的性質(zhì)和反應(yīng)，設(shè)計(jì)常見物質(zhì)制備、分離、提純、檢驗(yàn)等簡(jiǎn)單任務(wù)的方案REF_Ref160709712\r\h[1]。初步掌握物質(zhì)分離提純的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和技能，形成基本方法和思路，并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案分離提純常見物質(zhì)。選修階段掌握過(guò)濾（抽濾）、蒸餾（回流）、萃取等基本實(shí)驗(yàn)操作。能設(shè)計(jì)有效記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程、現(xiàn)象和結(jié)果的記錄單，能準(zhǔn)確、客觀地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄。認(rèn)識(shí)物質(zhì)的分離與提純的一般思路和常用方法。掌握過(guò)濾、蒸餾、萃取等實(shí)驗(yàn)操作；能有效記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程、現(xiàn)象及其結(jié)果；形成物質(zhì)分離與提純的思維模型。由此我們可以分析得出進(jìn)階終點(diǎn)：掌握過(guò)濾、結(jié)晶、蒸餾、萃取等實(shí)驗(yàn)操作及常見物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)，具備查詢獲取物質(zhì)相關(guān)性質(zhì)的能力；有計(jì)劃地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程、現(xiàn)象及其結(jié)果；形成物質(zhì)分離和提純的思路和方法，能根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)差異選擇適合的實(shí)驗(yàn)方法并設(shè)計(jì)混合復(fù)雜體系物質(zhì)分離和提純的實(shí)驗(yàn)方案。4.3劃分進(jìn)階水平學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ倪M(jìn)階是一個(gè)長(zhǎng)期發(fā)展、螺旋上升的過(guò)程，不同的學(xué)段應(yīng)達(dá)到不同的水平，基于學(xué)生所處的學(xué)段的要求及本節(jié)課內(nèi)容，筆者嘗試將本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行水平劃分，如下表所示：表SEQ表\*ARABIC6“物質(zhì)的分離與提純”實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)階水平劃分進(jìn)階水平實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)驗(yàn)思維水平1熟練使用常見的儀器，與同學(xué)合作完成實(shí)驗(yàn)操作能準(zhǔn)確描述實(shí)驗(yàn)裝置、操作、現(xiàn)象，并根據(jù)現(xiàn)象描述推測(cè)物質(zhì)性質(zhì)能根據(jù)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)差異，選擇合適的化學(xué)試劑處理簡(jiǎn)單組分的分離、提純水平2能在已知的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃下，熟練掌握過(guò)濾、結(jié)晶等操作能借助實(shí)驗(yàn)試劑間接進(jìn)行觀察，檢測(cè)分離、提純物質(zhì)的純度形成物質(zhì)分離和提純的思路和方法水平3能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x擇合適的方法及儀器，熟練掌握過(guò)濾、結(jié)晶、蒸餾、萃取等操作能根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求收集信息，進(jìn)行有計(jì)劃的觀察，能準(zhǔn)確描述并記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程、現(xiàn)象及結(jié)果能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，收集信息，初步設(shè)計(jì)復(fù)雜體系實(shí)驗(yàn)方案水平4能對(duì)物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理和后處理，能對(duì)異?，F(xiàn)象采取補(bǔ)救措施，獨(dú)自完成實(shí)驗(yàn)?zāi)馨l(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，反思，提出新設(shè)想能對(duì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行評(píng)價(jià)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，了解現(xiàn)代物質(zhì)分離技術(shù)5基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的教學(xué)設(shè)計(jì)——以“物質(zhì)的分離和提純”為例5.1教學(xué)設(shè)計(jì)思路本次課將進(jìn)行高三選修課程“物質(zhì)的分離和提純”專題的教學(xué)，除了要復(fù)習(xí)以前所學(xué)的內(nèi)容，拓展一些分離、提純物質(zhì)的技術(shù)之外，還需幫助學(xué)生鞏固物質(zhì)分離提純的思路和方法，并將其運(yùn)用至實(shí)際問(wèn)題的討論、解決，重點(diǎn)選取“從海帶中提取碘”實(shí)驗(yàn)為學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)，貼近學(xué)生的生活，同時(shí)讓學(xué)生掌握一些基本的實(shí)驗(yàn)操作如灼燒、過(guò)濾、萃取、分液、蒸餾等，提高他們的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?.2學(xué)情分析學(xué)生在此之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)必修1、必修2、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)原理、有機(jī)化學(xué)等課程內(nèi)容，具備較為充足的元素化合物知識(shí)，了解了常用物質(zhì)分離和提純的方法，如過(guò)濾和結(jié)晶是初中課程已掌握的技能，萃取、分液和蒸餾、分餾分別在必修1鹵素和必修2石油的分餾中接觸過(guò)，并在“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，形成了物質(zhì)分離與提純的思維模型，但依舊缺乏對(duì)物質(zhì)分離和提純的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，對(duì)層析、滲析等方法更是未曾了解，因此有必要通過(guò)本次課建立物質(zhì)的分離和提純的系統(tǒng)認(rèn)知，嘗試根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計(jì)分離和提純的實(shí)驗(yàn)方案，同時(shí)也是鍛煉提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的良好素材。5.3教學(xué)目的1、通過(guò)教師補(bǔ)充、學(xué)生回憶完善物質(zhì)的分離與提純知識(shí)體系，同時(shí)拓展學(xué)生視野，提升學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣；2、通過(guò)粗鹽提純實(shí)驗(yàn)，重新體驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、實(shí)施方案的觀察，提升思維、操作能力，鞏固物質(zhì)分離和提純的思維模型，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)；3、通過(guò)從海帶中提取碘的研究，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟殚喯嚓P(guān)資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、評(píng)價(jià)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行交流反思，體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過(guò)程，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)；4、通過(guò)了解近代分離技術(shù)，感受現(xiàn)代科技的進(jìn)步，提升學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的興趣。5.4教學(xué)流程圖圖SEQ圖\*ARABIC7教學(xué)流程圖5.5教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)意圖進(jìn)階水平環(huán)節(jié)一：回憶舊知，銜接進(jìn)階【PPT展示】物質(zhì)分離和提純的意義，在化工和科研上的重要性【教師】獲取純凈物的分離方法隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展，從酒的蒸餾到石油的分餾，從過(guò)濾分離到膜分離，雖然現(xiàn)代分離技術(shù)在效率和功能方面遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)分離技術(shù)，但原理依然是相通的。請(qǐng)同學(xué)們回顧物質(zhì)分離與提純的方法及原理，完成表格或繪制思維導(dǎo)圖?！緦W(xué)生】小組討論、完成表格或完成思維導(dǎo)圖分離方法原理所用儀器過(guò)濾粒子直徑差異漏斗、濾紙、鐵架臺(tái)、玻璃杯蒸餾沸點(diǎn)差異圓底燒瓶、冷凝管、牛角管、溫度計(jì)、錐形瓶萃取溶解度差異分液漏斗、錐形瓶、鐵架臺(tái)蒸發(fā)/冷卻結(jié)晶溶解度隨溫度變化程度燒杯、玻璃棒、酒精燈、石棉網(wǎng)、鐵架臺(tái)通過(guò)回憶鞏固整理已學(xué)的物質(zhì)分離和提純的方法、原理、注意事項(xiàng)，初步形成系統(tǒng)認(rèn)知觀察能力水平1操作能力水平1思維能力水平1環(huán)節(jié)二：粗鹽提純，重構(gòu)思路【教師】請(qǐng)同學(xué)們依據(jù)粗鹽的組成成分，進(jìn)行小組討論，匯報(bào)粗鹽提純的思路？【學(xué)生活動(dòng)】小組討論【學(xué)生方案】雜質(zhì)離子有Mg2+、Ca2+、SO42-，可以加入NaOH，生成Mg(OH)2沉淀除去Mg2+，加入Na2CO3除去Ca2+，可以加入BaCl2除去SO42-，最后可以通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶，得到NaCl晶體【教師】加入試劑的先后順序呢？一般我們都需要加入過(guò)量的試劑保證反應(yīng)完全進(jìn)行【學(xué)生】小組討論【學(xué)生】可以先加BaCl2再加Na2CO3這就樣Ba2+可以跟CO32-產(chǎn)生沉淀除去經(jīng)過(guò)分析評(píng)價(jià)，可以得到以下兩種方案【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】小組合作，組裝儀器，滴加試劑除雜發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：如何才能確定加入的除雜試劑過(guò)量？即如何確定雜質(zhì)離子已除盡？【學(xué)生】可靜置沉淀后在上清液中滴加沉淀試劑觀察是否有沉淀產(chǎn)生鹽酸的量也可用pH試紙進(jìn)行控制【學(xué)生活動(dòng)】進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)方案，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)【教師引導(dǎo)】梳理在混合體系分離提純物質(zhì)的思路，及需要注意的事項(xiàng)【教師】在實(shí)際的生產(chǎn)和科學(xué)研究實(shí)踐中，單獨(dú)使用一種方法往往不能很好地徹底達(dá)到分離提純的目的，一般是幾種方法配合使用，還需要考慮方法是否是最簡(jiǎn)單的、儀器是否容易操作，以及使用的試劑是否經(jīng)濟(jì)、易得。粗鹽提純涉及的均是學(xué)生已熟悉的化學(xué)知識(shí)，該環(huán)節(jié)的主要任務(wù)是幫助學(xué)生回憶已構(gòu)建的物質(zhì)分離與提純的思維模型，同時(shí)讓學(xué)生動(dòng)手操作提升操作、觀察能力思維能力水平2觀察能力水平2操作能力水平2環(huán)節(jié)三：實(shí)驗(yàn)探究，完成進(jìn)階【創(chuàng)設(shè)情境】工業(yè)上常以海帶作為獲取碘的原料【學(xué)生活動(dòng)】思考并提出相關(guān)問(wèn)題：海帶的主要成分是什么？海帶中的碘元素是以何種狀態(tài)存在的？獲取的碘是碘單質(zhì)嗎？怎么檢驗(yàn)碘單質(zhì)？【教師】請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所給資料，思考以下問(wèn)題：1、碘離子如何轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì)；2、如何提取碘單質(zhì)?！举Y料】資料1：海帶主要成分為碘的化合物、碳酸鈉和碳酸鉀等物質(zhì)，主要存在有機(jī)碘；將海帶用酒精浸濕灼燒可成海帶灰，則碘元素幾乎均以碘離子的形式存在，易溶于水。資料2：淀粉遇碘單質(zhì)變藍(lán)色，可用于碘單質(zhì)的檢驗(yàn)。資料3：CCl4是一種有機(jī)溶劑，熔點(diǎn)為-22.8℃，沸點(diǎn)為76~77℃，不溶于水且比水重。資料4：碘離子可與銀離子產(chǎn)生不溶于稀硝酸的黃色沉淀,該反應(yīng)可用于碘離子的檢驗(yàn)：AgNO3＋KI＝AgI↓＋KNO3資料5：四氯化碳的沸點(diǎn)：76.8℃碘的沸點(diǎn)：184.3℃資料6：3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O【學(xué)生】可以加入氧化劑將碘離子氧化，并通過(guò)以下步驟從海水中提取碘。【教師】請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所給資料并結(jié)合實(shí)際談?wù)勓趸瘎┰撊绾芜x擇？【資料】【學(xué)生】工業(yè)上還需根據(jù)原料是否廉價(jià)易得來(lái)決定，因此工業(yè)上常使用氧氣作為氧化劑，實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中，我們可以選用過(guò)氧化氫溶液綠色環(huán)保，且直接滴加更為方便。【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并觀察。【學(xué)生】通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題？1、干海帶燃燒會(huì)放出大量白煙，污染空氣2、海帶灰溶解速度過(guò)慢3、需要增加一個(gè)檢驗(yàn)是否氧化完全的步驟4、蒸餾過(guò)程：50℃左右蒸餾燒瓶即出現(xiàn)紫紅色蒸氣，77℃時(shí)大量紫紅色蒸氣，但沒有得到紫黑色的碘單質(zhì)【教師】請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所給資料，思考該如何解決問(wèn)題？【資料】除了灼燒的方法，用水浸泡同樣可以使I-浸出，但出來(lái)的量少一些，速度慢一些，出來(lái)的浸泡液中有可溶性有機(jī)質(zhì)，因此工業(yè)生產(chǎn)流程中，常在浸泡液中加了NaOH溶液以除去有機(jī)質(zhì)?！緦W(xué)生】可以對(duì)燒杯進(jìn)行加熱，能加快其溶解。為了確保碘離子完全被氧化為碘單質(zhì)，可以滴加硝酸銀進(jìn)行檢測(cè)【教師】針對(duì)最后一個(gè)問(wèn)題，碘易升華，在加熱過(guò)程I2隨CCl4揮發(fā)；同時(shí)CCl4中的碘單質(zhì)含量很少，因此導(dǎo)致在蒸餾燒瓶中無(wú)法獲得I2。請(qǐng)大家再注意資料6的信息，是否有其他方法呢？【學(xué)生】交流討論：可以加可以先加堿，使碘單質(zhì)歧化變成離子，通過(guò)萃取分液與四氯化碳分離，再加酸酸化成碘單質(zhì)，最后碘與水不相容，過(guò)濾即可得到碘單質(zhì)【教師】引導(dǎo)學(xué)生修改實(shí)驗(yàn)方案【學(xué)生】【學(xué)生】合作實(shí)驗(yàn)【教師】巡視、指導(dǎo)規(guī)范操作、提醒注意事項(xiàng)【視頻】我國(guó)海帶制碘工業(yè)的發(fā)展歷史?！菊故尽抗I(yè)上利用離子交換法從海帶中制取碘的流程圖該實(shí)驗(yàn)的主要目的是鍛煉學(xué)生在陌生的情境下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康墨@取信息、梳理思路，選取合適的實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)果，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)、修改，同時(shí)提升學(xué)生的操作、觀察能力，練習(xí)溶解、萃取、分液、過(guò)濾、蒸餾等操作觀察能力水平3思維能力水平3操作能力水平3思維能力水平4觀察能力水平4操作能力水平4環(huán)節(jié)四：拓展視野，完善體系【教師】除了我們常見的分離方法之外，還存在一些其他的方法【教師】補(bǔ)充介紹分離方法：層析和滲析，它們利用的是混合物中不同組分溶解度和粒子大小的差異?！窘處煛拷榻B層析法和滲析法的定義、原理、注意事項(xiàng)等【教師】演示實(shí)驗(yàn)：紙上層析分離Fe3+和Cu2+【學(xué)生】觀察、記錄、補(bǔ)充筆記【教師】拓展膜分離技術(shù)【課外作業(yè)】以4~5人為一組，通過(guò)查找資料，設(shè)計(jì)一個(gè)從植物中提取某成分的實(shí)驗(yàn)方案。例如，從茶葉中提取咖啡因。拓展層析法和滲析法以及現(xiàn)代分離技術(shù)，完善知識(shí)體系，同時(shí)感受科技發(fā)展，提升社會(huì)責(zé)任感思維能力水平46結(jié)論與反思本文通過(guò)學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，依據(jù)課標(biāo)中“物質(zhì)的分離與提純”內(nèi)容對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ乃竭M(jìn)行了劃分，并結(jié)合學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展特點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)流程，以促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展。在教學(xué)中教師可以利用該理論指導(dǎo)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，為學(xué)生提供一個(gè)循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)過(guò)程，為學(xué)生進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。通過(guò)將學(xué)習(xí)進(jìn)階理論運(yùn)用于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能有效地提高教師的教學(xué)質(zhì)量，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。本研究存在一定的局限性，由于時(shí)間有限，無(wú)法將理論與實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)證研究，導(dǎo)致研究還停留在理論層面，無(wú)法得出實(shí)質(zhì)性結(jié)論；另一方面將實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)習(xí)進(jìn)階理論相結(jié)合的時(shí)間較短，理論本土化研究尚未完善，但隨著課程改革的不斷推進(jìn)，相信未來(lái)再各學(xué)者和一線教師的努力下，理論將不斷完善，將有更多高中化學(xué)教師使用學(xué)習(xí)進(jìn)階理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。參考文獻(xiàn)中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社,2018:6~7,11,15,40~41,51.劉玉榮,史鵬園.“深度學(xué)習(xí)”視野下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué):問(wèn)題與對(duì)策[J].化學(xué)教育(中英文),2018,39(17):58-65.汪小玲.基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的初高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)銜接研究[D].福州:福建師范大學(xué),2019.SmithCL,WiserM,AndersonCW.FOCUSARTICLE:ImplicationsofResearchonChildren'sLearningforStand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