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1、素养导向的情境教学法研究与实践摘要：基于学科核心素养的教学设计不是仅有知识点输出与训练的安排，而是教师以学科素养的视野，思考怎样设计基于一定情境而展开探究活动的框架，目的是为了创造优质的教学。我们以高中化学废弃锂离子电池回收处理教学为例”为例,基于化学学科核心素养进行情景化教学的研究。以学生的认识能力的进阶和发展为整体目标，最终去解决社会热点问题，培养学生的学科核心素养。关键词：学科核心素养；锂离子电池；情境化教学。一、研究背景2017版普通高中化学课程标准中倡导真实问题情境的创设，提倡基于综合问题解决的主题式教学。通过创设问题情境教学，一方面可以将化学学科中一些较难理解的知识简单化，让学生能
2、更快地进入状态，在较短时间内掌握较多的知识,从而提高教师的教学效率与效果。另一方面，有效合作也是影响高效课堂的重要因素，通过创设问题情境，从而使小组学生达到共同进步的效果。总之，创设问题情境教学能促进学生高效收获，高效提升，高效发展，从而帮助构建高效课堂。在系列2化学与社会中明确指出化学与环境保护，了解化学在解决环境问题中的重要作用，通过开展围绕空气资源、海水资源、矿山资源和生物资源开发利用的主题学习活动，了解我国在资源利用方面的基本情况，认识化学科学发展对自然资源利用的作用，以及化学对废旧物资再生与综合利用的作用和可能途径，形成自然资源综合利用、废旧物资再生利用的观念。随着科技的日新月异，锂
3、离子电池的普遍应用，给人类生活带来了极大的便利，然而每年产生的大量的废旧锂离子电池如果随意丢弃，不但对环境造成污染，而且会浪费资源，电极材料都是含金属元素的材料，所以我们选择废弃锂离子电池电极材料的回收处理为例，紧密联系生产和生活实际，创设丰富多样的真实问题情境，培养学生解决问题的能力，渗透模型认知与证据推理的核心素养，形成社会责任感和环境保护意识。二、素养导向的情境教学的研究策略1 .积极创设问题情境，强化环保意识问题情境是教学情境中常见的一种形式。问题情境能培养学生的问题意识、创新精神。具备良好的问题意识也是成为科技创新人才的必备素质。因此，教师在教学中应合理创设情境，增强学生问题意识。在
4、“废弃锂离子电池回收处理”教学中,教师也应当充分地结合学情为学生创设问题情境，以此引导学生储备更多关于金属材料回收处理的知识。比如，教师可通过诺贝尔化学奖颁布的视频引入锂离子电池在人类生活中的应用广泛，为学生展示生活中锂离子电池的应用图片，包括汽车、电脑、手机等。了解电池有一定的寿命，所以每年产生大量废弃的锂离子电池对环境和资源都增加了负担。紧接着提出问题：如何回收处理废弃的锂离子电池电极中的金属材料？引起学生的共鸣，让学生快速融入课堂，感受到这个问题的真实性，充分认识到学习本节内容的实用价值。2 .运用生活化情境，拉近化学和生活的距离（1）实物演示实物展示的视觉冲击力是最震撼的，通过实物展示
5、，直观教学，拉近化学与生活的联系。比如，教师可为学生提供生活中的手机电板，以及已经拆解好的电极材料，从而让学生观察电极的组成结构，并结合新教材选择性必修一原电池资料卡片中对锂离子电池的讲解，分析出电极材料中的金属元素包括：铜、铝、锂、钻。这样可充分调动学生视觉感官，使其对化学知识进行深刻理解的方式，有利于增强学生在化学学习中的直观感受。（2）生活展现生活教学情境比其他情境更加真实，且更加深刻，因而教师应在教学中善于依靠生活展现情境，为学生创造接触废弃锂离子电池的机会。比如，教师可带领学生参观废品站，从废品站回收物品中找到含有锂离子电池的物品，如废弃手机电板等材料。但由于学生数目较多，组织起来外
6、出工程较大，受到客观因素的限制较多，所以在实际教学中笔者并没有采取这种方法。3 .开展实验情境，培养动手能力锂离子电池的正极材料AI/LiCoO电极中金属元素有AkCo、Li0三种金2属元素的回收处理教学设计是学生在思考讨论实验方案后动手实验。由于电极材料是固体形态，要想利用金属的化学性质将其分开，就要想办法将它转化到溶液中去，这就是工业上的“浸取工艺。铝的溶解性我们知道，不溶于水，能溶于酸和强碱，但钻酸锂能否溶于水、酸和碱需要我们去探究。这是我们的第一个实验：钻酸锂能否溶于水、酸和碱？通过探究，得出结论：钻酸锂不溶于水和碱，能溶于酸。基于此结论，我们选择合适的浸取方式一碱浸，分离偏铝酸钠和钻
7、酸锂。接下来我们如何从LiCoO固体中分离提纯Li单质和Co单质？钻酸锂现在仍是固体形态，同样要想办法将它转化到溶液中去，所以需要将它进行浸取。通过前面的实验，我们了解到钻酸锂能溶于酸中，所以我们采用酸浸。结合查阅资3+2+2+料了解到C。不稳定，具有强氧化性，C。稳定，故应以C。形式存在。所以我们选用的浸取剂既要将钻酸锂溶解，还需要将钻元素从正三价还原为正二价。因此浸取剂既要有酸性，又要有还原性。这是我们的第二个实验：浸取剂的选择？实验结果：稀硫酸还原钻酸锂只出现了微量的粉红色，反应速率慢，说明其还原性弱浓盐酸又易挥发。学生讨论交流，转换思路，在稀硫酸中额外加入一种环保型还原剂，如过氧化氢。
8、实验探究稀硫酸和过氧化氢组合可以作浸取剂，反应较快。得出结论：稀硫酸和过氧化氢组合能作浸取剂。在实验操作中遇到问题，解决问题。这两个实验将理论方案应用到实际操作中去，从做中学。在实验中体验工艺流程，并进行符号表征，将宏观辨识和微观探析相结合。三、素养导向的情境教学实例的研究思路1 .内容分析：对分散在教材必修一、必修二以及选择性必修一的知识利用锂离子电池这一载体进行整合。对之前学习的物质分离提纯的方法、金属的冶炼方法、氧化还原反应、绿色化学知识等孤立、碎片化的知识在真实复杂情境下得到重整，形成一个认知的有机整体。本项目聚焦社会热点问题废弃锂离子电池电极材料的回收处理”，学生在独立思考、团队合作
9、过程中亲身体验科学家的研究过程，深刻理解学科大概念对帮助解决问题的价值和功能，发展学生的宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学精神与社会责任等学科核心素养。关注身边的化学，从生活中来，到生活中去，理论与实践相结合，通过主动设计实验方案，动手操作，总结梳理废弃物回收利用的项目式学习模型，提升学生学习化学的积极性和主动性，培养社会责任意识。2 .学情分析：高三的学生经过三年的高中化学课程，已经基本掌握物质分离提纯的方法、元素化合知识、金属的冶炼方法、氧化还原反应、绿色化学的基础知识，初步掌握了化学工艺的流程，并且他们具备一定的设计实验、分析问题、解决问
10、题的能力，同时他们乐于在活动中学习。但是对于知识的综合应用尚缺乏思考，对真实情境下物质的分离提纯的复杂性缺乏体验。通过分析废弃锂离子电池电极材料中中含有的金属元素，认识到真实物品成分性质的复杂性。将分离提纯的方法、元素化合物知识、金属冶炼的方法、氧化还原反应、绿色化学的基础知识进行初步整合，从宏观和微观相结合的视角分析实际问题。3 .目标分析:（I）通过分析废弃锂离子电池电极材料中中含有的金属元素，认识到真实物品成分性质的复杂性。将分离提纯的方法、元素化合物知识、金属冶炼的方法、氧化还原反应、绿色化学的基础知识进行初步整合，从宏观和微观相结合的视角分析实际问题。（2）团队协作与自主设计方案，思
11、考废旧物回收处理的基本方法，提高科学探究的能力。（3）通过观察分析实验现象，激发学习兴趣。通过类比迁移培养证据推理能力。（4）通过真实情境的创立，强调学科核心概念与真实外部世界的联系，提升学生的思维逻辑性，知识应用性品质，培养社会责任意识。4 .教学流程（见图1）：情境问8i素养通过遇贝尔化学颗布的视球引入8M子 电随人类生活中的应用广泛，为学生感 示至舌中巽君子卑;峭应用图片了*电 池白一定的寿合.所以用年产生大显虎克 的锂离子电电对环境加资漉杷第加了负担e: ttxj 砸理 典弃即IW子电池电极 中的金ISm4与科技曷新新F熊系,访宝学！的W. 电加T生学习兴史而臂出叵匿,引 发学生用弯，
12、关注社会屿点向EI引导学生去观B京面上的电极材料的实物1-I慢薛硼打的箔H卡片了解正极材料IAMJCOOZ陌生由金瓯案就是铺元拿期i：B9电桎加仍然息团体彩,要现用金用的的性法将其分开就要京办法标记转化到多浅中去，这就是工业上的,；W12.尻歪1上后；密NAAQ溶液和LCoO;固体.我们先从箭单的回岫入手IJCOOZS体中含硒和Co酢宝贵的金属 Q台前面查阑资H了*JK力不息定R有濯也化性.8脸，故由以Co”形式港凌中现在是UgPii理自邮联语料值IJwComwsm性生活中的困张废弃物存很多a.很多常弃御中都百用的功U.叵畋利用可以保护环境.WMaL图1废弃锂离子电池的回收利用教学研究思路四、
13、结语新课程改革是从适应时代的需要出发，建立有共同基础而又能适应不同学生发展的化学课程体系。强调化学的应用性和实践性，培养学生从化学视角看待物质世界。倡导主动参与、探究发现、交流合作的学习方式，为教师和学生都提供了更为广阔的学习空间。教师的主要任务是创设学习情境，组织学习活动，给予学生帮助指导。新课改背景下高中化学教学中情境化教学的研究是深化教学改革，推进双新工作的有效途径。所以教学设计要以一定主题的教学内容作为教学设计的基本单位,基于学科核心素养来安排和设计课堂教学，形成情景化的教学单元。参考文献：1于凤荣.基于高中化学新课标的情境教学法研究与实践N.科学导报，2021-08-7(803).2
14、罗福标.运用情境教学助力初中化学高阶思维能力的培养一一以“金属的性质和利用”为例UL教师，2021(18)：53-54.秦梦瑶.发展学科核心素养的化学情境教学设计与实施D.合肥师范学院，2021.4赵明月.高中情境教学实践高一必修2苯的结构与性质教学探究J.科幻画报，2021(04)：29+31.孟莉.基于真实情境下的初中化学复习课教学J.数理化解题研究，2021(14)：84-85.6周枫.情境教学在初中化学主题复习中的有效运用J.基础教育论坛，2021(20)：36-38.7彭芬.基于学科核心素养的高中化学情境教学实践研究J.智力，2021(17)：121-122.8孙思海.“二氧化硅的化学性质”生活化情境教学设计团.中学化学教学参考，2020(24)：18-19.徐雪林.浅谈在化学课堂中进行核心素养教学J.中学课程辅导(教师教育)，2020(23)：97.10万雪.基于“情境教学”，通过模型建构，培养化学学科素养以“难溶电解质的溶解平衡为例A.广东教育学会.广东教育学会20192020年度学术成果集(四)C.广东教育学会：广东教育学会，2020：8.11路奎芳.用情境教学打造高中化学高效课堂J试题与研究，2020(31)：75.12刘金瑞，蔡海燕.高中化学有效情境教学路径探析几中学化学教学参考，2020(18)：9.
