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学生学习与发展进阶暨学情分析研讨课学生学习与发展进阶学生学习与发展进阶？学生学习进阶学生发展进阶？现行中学化学课程内容义务教育阶段高中必修课程高中选修课程模块科学探究认识化学科学化学实验基础实验化学有机化学基础常见无机物及其应用身边的化学物质物质结构与性质化学反应原理化学与技术物质构成的奥秘物质结构基础化学变化化学反应化学与社会发展化学与可持续发展化学与生活课程标准——化学2主题2化学反应与能量知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用课程标准——化学反应原理主题1化学反应与能量了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。化学反应过程中会发生能量变化和物质变化，其变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成、化学反应的快慢和限度（感性认识）、化学能与热能的转化（定性分析）、化学能与电能的转化（感性认识）化学反应过程中会发生物质变化、物质变化的实质是原子的重新组合化学反应的方向、化学反应的快慢和限度（理性分析）、化学能与热能的转化（定量计算）、化学能与电能的相互转化（理性分析）初中课程必修课程选修课程化学反应相关知识的层级发展7《课程标准》必修2举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。《课程标准》选修4经历化学能与电能的相互转化的探究过程，了解原电池工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。能解释金属发生电化学腐蚀原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。《模块学习要求》1.1举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。1.2知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。1.3通过简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理。1.课程标准北京市高考考试说明《高考考试说明》理解原电池工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式，了解原电池和电解池在实际中的应用。理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解金属腐蚀的危害及防护措施静态动态宏观微观孤立关联定性定量必修2化学能与电能选修4电化学基础•完善原电池的认识模型，应用模型多角度联系解决问题，用符号表征原电池的工作原理•理解电解池的本质，建立电解池认识模型；•应用认识电解池的思维模型，多角度联系解决问题，用符号表征电解池的工作原理电化学高三复习•建立认识电化学的思维模型•应用认识电化学的思维模型，多角度联系解决综合复杂问题必修2化学能与电能选修4电化学基础电化学高三复习电化学层级发展规划•理解原电池的本质•建立认识原电池的角度•初步建立认识原电池的思维模型•应用认识原电池的思维模型，建立原电池各角度间的关联理解原电池的本质建立认识原电池的角度初步建立认识原电池的思维模型化学2化学能与电能应用认识原电池的思维模型，初步建立角度间的关联认识发展层级11水平描述水平4利用优化精确度、问题转换等活动经验综合分析和设计物质检验过程水平3利用基于转化实现检验、评价证据与结论的匹配性（相同性质的物质不只一种）等活动经验，对多成分体系进行物质检验过程的分析和设计水平2基于具体性质，利用识别和排除干扰因素、基于现象和信息推测可能的成分、选择特征现象等活动经验，在提示相关转化的情景下分析和实施简单变式的物质检验水平1辨识原型活动（现象、原有知识的陈述），基于具体性质和氧化还原建立原型活动的步骤与目的之间的关联物质检验活动的能力表现水平层级基于价键、多角度认识和利用有机物反应基于类别和价键认识有机物的主要性质，建立认识有机反应的不同角度基于代表物认识有机物的典型性质高一必修选修：各类有机物的性质选修：有机合成利用多角度思路分析陌生反应、处理复杂问题高三复习高中生有机物性质的认识发展层级中学生对于元素及物质的认识发展层级学段基于价键认识物质世界基于位构性认识物质性质基于原子结构认识元素性质基于元素认识物质性质基于代表物及分类认识物质性质化学键、其它价键、物质结构等元素周期律、表等原子序数、原子结构模型、核外电子排布、元素性质金属、非金属、氧化物、酸碱盐二维图；混合物、纯净物、元素、单质、化合物物理性质、化学性质、化合价；解释、论证比较、预测解释、比较、预测解释预测描述认识发展知识要求能力水平学习进阶•学习进阶LearningProgressions•西方科学教育领域的一个研究热点•在开发更具有连贯性的科学课程和教学上的潜在价值•2019年5月颁布的美国《新一代科学教育标准》则贯穿着学习进阶研究的成果和思想，学习进阶是其中不可或缺的关键词学习进阶•比较典型的界定：“学习进阶是对一段时期内，儿童学习或者探究某主题时，其思维方式（wayofthinking）的连续且不断精致化发展的描述”（NRC，2019）•学习进阶的要素：大观念、心理结构的进阶变量和进阶层级、学生表现（学生外显的行为表现）、评价示例（包括赋分标准等）•学习进阶研究的特点：围绕核心概念建构、刻画学生知识和能力的不同层级、通过学习表现呈现层级发展的证据、体现课程和教学的影响。学习进阶——学习领域的发展“基于学生实证提出一段时期内学生关于化学大观念的概念转变框架这一研究目的”出发，研究者们逐渐从概念转变的研究转向了学习进阶的研究学习进阶——课程领域的发展•美国科学教育：关于课程的一致性和连贯性研究•一致性研究关注到了对于不同知识学生的认知要求上的不同，即将课程研究聚焦到学生认知、知识两个要素•连贯性研究关注到了不同学段知识本身具有的逻辑结构及其发展，即将课程研究聚焦到学段、知识两个要素•课程研究缺乏的是对具体学科内容领域中某一个核心概念学生在每一个学段应该达到的认知水平的刻画，即对于学段与认知两要素结合的研究•提出了概念单位大小的问题。基于大概念来促进课程的连贯性和一致性成为美国科学课程改革的重要呼声学习进阶——评价领域的发展•2019年美国国家理事会（NRC）在《认识学生如何知道》报告中指出评价设计应该基于认知和学习的模型，课程、教学和评价应该具有一致性•如果能够描述学习是如何随着时间而发展的，即评价系统可以识别当前学生的思维、可能的原有认识，那么下一步就是去使得学生的思维向着更精熟化的理解去发展（NRC，2019）•测量学生对某个具体内容领域的理解是如何随时间发展的——基于学生证据学情分析分析什么？如何分析？氧气的性质学生对氧气的化学性质并不陌生。从小学科学课本的编排及学生调研情况显示，90%以上的学生已经知道氧气能够供给呼吸和支持燃烧。还有超过半数的学生对生锈、变质等缓慢氧化现象也有不同程度的了解。在课题1中也知道了氧气能和汞、红磷发生反应。学生的障碍点不是说不出氧气的性质，而是说不全、说得混乱。因此教学中可以通过梳理学生对氧气的已有认识，形成认识物质的基本角度（存在、性质、用途、变化、制法等）在后续学习其他物质时可以有效迁移。还可以通过“他说的我也知道，为什么我当时说不出来”、“从认识框架中我们可以发现哪些可以继续探索的内容”等问题，引导学生关注系统描述的价值。对化学性质这个重点内容，学生其实并不知道研究物质的化学性质具体是在研究什么、又如何研究。因此教学中中应注重研究物质化学性质的思路示范，首先明确研究化学性质实际上就是在研究物质能发生怎样的化学变化。然后引导学生经历从用途出发提出猜想、通过具体变化进行验证、并用性质来解释物质的用途这一研究思路。还应让学生能相对独立地完整体验这一过程。在探究能力方面，学生在第一单元的学习中对实验探究有了概貌了解，能做到按前、中、后的顺序观察实验，但还不能根据实验目的进行有所侧重的观察。而且，学生容易在课堂中只关注蓝紫色火焰、火星四射等夺目的现象，忽视化学性质的学习思路。对于“纯净氧气中物质会燃烧更旺”的概括性结论，学生也会觉得早已知道，没什么兴奋点。几个燃烧实验一做完，学生就会进入一种懈怠状态，或者钻到一些细节上。因此教学中可以从实际情境出发创设探究问题，引导学生如何根据实验目的设计实验和确定观察角度。障碍点发展点障碍点发展点发展点已知点障碍点案例：“氧气的性质”学情分析已有基础（已知点）发展进阶（发展点）学习障碍（障碍点）学情分析的维度三维目标具体偏差认识核心观念和认识方式学情分析的内容学情分析的维度和内容知识方法态度案例：“氧气的性质”的学情分析已有基础：学习本课之前，学生已经在小学科学五年级下册第一章《物质的变化》第五节奇妙的变化中已经对空气有了一定的了解，知道铁生锈、及食物的腐烂都与氧气有关，并对燃烧有初步认识，知道燃烧需要氧气；知道氧气能供给呼吸，初步认识到空气及氧气与人类的生活最为密切。具备基本的实验操作技能。障碍点：氧气是学生研究的第一种纯净物，对研究物质思路和方法的认识较困难在实验方面，学生只具备简单的实验操作能力，对实验现象的观察与表述、实验结论的得出等方面存在问题。虽然已经学过化学变化概念，但是不会利用化学变化研究化学性质，习惯于直接观察实验现象归纳出结论，而不会进行抽象概括推理。发展点：通过本节课的学习初步学会研究物质性质的一般方法和思路。寻找观察点学会有序观察实验，准确描述实验现象，获取正确实验结论学习如何根据化学变化研究物质化学性质的方法。学情分析的方法1.主题联想学情分析的方法1.主题联想2.概念图概念图是用来组织与表征知识的工具。它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中,然后再以各种连线将相关概念和命题连接,这样就形成了关于该主题的概念或命题网络,以此形象化地表征学习者的知识结构及某一主题的理解。学情分析的方法1.主题联想2.概念图3.二阶诊断一般二阶诊断的第一阶段是以选择题方式呈现，由受试者选择主要概念，第二阶段是以问答题方式呈现，由受试者解释选择主要概念的原因。一般二阶诊断：选择-问答选择式二阶诊断：选择-选择下列哪个变化是化学变化？（）A.水受热沸腾B.酒精燃烧C.泥土烧成瓷器D.卫生球消失你判断的依据是学情分析的方法1.主题联想2.概念图3.二阶诊断一般二阶诊断：选择-问答选择式二阶诊断：选择-选择二阶选择诊断的每道题都分为两部分，学生在作答的第一部分（单一选择题）后，还要就第二部分（单一选择题）回答其依据的理由，第一部分的每个题项正确作答时，还要看他第二部分的作答是否对应正确。铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出能量，生成黑色固体，这个过程是化学变化吗？（）A.是B.不是你判断的依据是（）A.有发光发热B.有颜色变化C.有形态变化D.有新物质生成学情分析的方法1.主题联想2.概念图3.二阶诊断4.任务探查解释性任务为什么木炭在空气中燃烧和在氧气中燃烧的现象不同？请解释原因。学生表现学生表现评价生1：空气中氧气含量低生2：氧气中分子运动更剧烈，空气中氧气分子运动不那么剧烈。生3：空气中木炭与氧分子接触不如氧气中多。认识停留在宏观水平认识进入微观水平，但是不能正确应用微粒观进行解释能够正确应用微粒观进行解释学情分析的方法预测性任务请你预测蜡烛在氧气中点燃会产生什么？学生表现学生表现评价生1：蜡烛在氧气中燃烧产生火焰。生2：蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳。生3：蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水汽。没有反应产物的认识角度偏差认识：物质和氧气发生化合反应。基于反应产物的认识角度