指向深度學(xué)習(xí)的高中化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計(jì)研究
——以“鐵及其重要化合物的性質(zhì)”單元教學(xué)為例

耿彩偉 _ 北京師范大學(xué)附屬中學(xué)

深度學(xué)習(xí)著重于學(xué)生能力的培養(yǎng)，不僅要求學(xué)生具有掌握學(xué)科知識(shí)的能力與批判性的思維能力，而且注重學(xué)生知識(shí)遷移能力的提升，同時(shí)使學(xué)生能夠在真實(shí)情境中解決問(wèn)題。筆者將深度學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)與情境教學(xué)相結(jié)合，以“鐵及其重要化合物的性質(zhì)”這一單元為例，在與知識(shí)點(diǎn)貼合的情境以及教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生能夠在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出質(zhì)疑、做出猜想、驗(yàn)證猜想并持續(xù)性反思的過(guò)程中，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。

1.單元學(xué)習(xí)主題

本單元的主要內(nèi)容包括鐵、鐵的氫氧化物、鐵鹽和亞鐵鹽、鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化，圍繞“缺鐵性貧血的食補(bǔ)與藥補(bǔ)”這一真實(shí)問(wèn)題情境展開，應(yīng)用鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化解釋為什么“補(bǔ)鐵劑與維生素C同服，不能與茶水同服”等生活問(wèn)題。

2.單元教學(xué)內(nèi)容分析

人教版高中化學(xué)必修第一冊(cè)第三章鐵及其化合物屬于《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》必修課程主題2“常見(jiàn)的無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用”，其內(nèi)容要求為“結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解這些物質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用”“結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)金屬及其化合物的多樣性，了解通過(guò)化學(xué)反應(yīng)可以探索物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在促進(jìn)社會(huì)文明進(jìn)步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)中的重要價(jià)值”。

鐵是典型的變價(jià)元素，鐵及其化合物知識(shí)可以使學(xué)生初步學(xué)習(xí)應(yīng)用價(jià)—類二維元素觀認(rèn)識(shí)具體物質(zhì)的性質(zhì)，學(xué)習(xí)如何探究不同物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生自主運(yùn)用氧化還原反應(yīng)和類別通性等概念原理，研究物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化，多角度分析和解決實(shí)際問(wèn)題。

鐵及其化合物教學(xué)的核心目標(biāo)是幫助學(xué)生初步形成研究元素化合物性質(zhì)的思路和方法。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，感受實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)、體驗(yàn)化學(xué)和探究化學(xué)的主要途徑，體會(huì)理論知識(shí)在實(shí)驗(yàn)探究中的具體應(yīng)用。在此過(guò)程中，發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理和模型認(rèn)知、宏觀辨識(shí)與微觀探析、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.單元教學(xué)目標(biāo)

（1）能從物質(zhì)類別、元素價(jià)態(tài)的角度，列舉鐵元素的典型代表物，能依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)預(yù)測(cè)鐵及其重要化合物的化學(xué)性質(zhì)，能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步驗(yàn)證，能分析和解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（2）能從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)變化的視角說(shuō)明鐵及其重要化合物的轉(zhuǎn)化途徑，能利用Fe2+、Fe3+的典型性質(zhì)和反應(yīng)，設(shè)計(jì)物質(zhì)的制備、轉(zhuǎn)化、分離和檢驗(yàn)等簡(jiǎn)單任務(wù)的方案。

（3）能說(shuō)明鐵及其重要化合物的實(shí)際應(yīng)用及其對(duì)社會(huì)發(fā)展的價(jià)值。

4.單元學(xué)習(xí)目標(biāo)

（1）構(gòu)建鐵三角相互轉(zhuǎn)化的知識(shí)結(jié)構(gòu)。能運(yùn)用氧化還原原理，從價(jià)態(tài)角度預(yù)測(cè)性質(zhì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并能分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（2）掌握研究物質(zhì)性質(zhì)的基本流程和方法。能運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解釋生活中的問(wèn)題，進(jìn)行簡(jiǎn)單的解釋論證。

（3）感受鐵及其化合物對(duì)人類生活的意義。能有意識(shí)地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)或?qū)で笙嚓P(guān)證據(jù)參與生產(chǎn)生活、社會(huì)議題的討論，提升社會(huì)責(zé)任感。

5.單元課時(shí)安排

第一課時(shí)——情景任務(wù)線索：中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量及其占全球比重的數(shù)據(jù)→鋼鐵的應(yīng)用、體現(xiàn)鐵的性質(zhì)；生活中生銹的鐵制品→鋼鐵生銹的原因、鋼鐵除銹的方法；蒸汽發(fā)藍(lán)防銹文獻(xiàn)資料→鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物檢驗(yàn)；天然補(bǔ)鐵礦泉水（含F(xiàn)e2+）涌出地面數(shù)小時(shí)后補(bǔ)鐵功能降低→Fe2+、Fe3+的性質(zhì)。知識(shí)線索：鐵單質(zhì)的性質(zhì)，鐵的氧化物的性質(zhì)，鐵與水蒸氣的反應(yīng)。素養(yǎng)線索：宏觀辨識(shí)與微觀探析，變化觀念與模型認(rèn)知，科學(xué)探究與社會(huì)責(zé)任。

第二課時(shí)——情景任務(wù)線索：維生素C對(duì)天然補(bǔ)鐵礦泉水中Fe2+含量的影響→FeSO4溶液的保存；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化；解釋礦泉水中添加檸檬酸后Fe2+含量降低，但補(bǔ)鐵效果增強(qiáng)→利用類別、價(jià)態(tài)分析視角解釋原因。知識(shí)線索：Fe2+與Fe3+的化學(xué)性質(zhì)，F(xiàn)e2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。素養(yǎng)線索：宏觀辨識(shí)與微觀探析，變化觀念與模型認(rèn)知，科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。

第三課時(shí)——情景任務(wù)線索：補(bǔ)鐵燕麥片中是否含有還原鐵粉→設(shè)計(jì)方案判斷補(bǔ)鐵燕麥片中含有還原鐵粉；補(bǔ)鐵劑如何促進(jìn)鐵的吸收；解釋維生素C促進(jìn)鐵吸收，補(bǔ)鐵劑不能與茶水同服→檢驗(yàn)與鑒別Fe2+與Fe3+；補(bǔ)鐵劑是否真的含有二價(jià)鐵→綜合應(yīng)用。知識(shí)線索：鐵單質(zhì)的性質(zhì)，鐵的氫氧化物，F(xiàn)e、Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。素養(yǎng)線索：宏觀辨識(shí)，變化觀念，證據(jù)推理與模型認(rèn)知，科學(xué)探究與社會(huì)責(zé)任。

6.單元評(píng)價(jià)目標(biāo)與評(píng)價(jià)任務(wù)設(shè)計(jì)

評(píng)價(jià)目標(biāo)一：通過(guò)分析任務(wù)，診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)水平及氧化還原反應(yīng)的結(jié)構(gòu)化水平；通過(guò)預(yù)測(cè)、探究鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物，診斷并發(fā)展學(xué)生探究物質(zhì)性質(zhì)的水平。評(píng)價(jià)任務(wù)設(shè)計(jì)：鋼鐵生銹的原因，鋼鐵除銹的方法，蒸汽發(fā)藍(lán)防銹的原理探究。

評(píng)價(jià)目標(biāo)二：通過(guò)分析任務(wù)，診斷并發(fā)展學(xué)生認(rèn)識(shí)元素化合物的視角，即從物質(zhì)類別和化合價(jià)角度分析物質(zhì)的性質(zhì)及解釋相關(guān)問(wèn)題。評(píng)價(jià)任務(wù)設(shè)計(jì)：天然補(bǔ)鐵礦泉水的奧秘；分析維生素C對(duì)天然補(bǔ)鐵礦泉水中Fe2+含量的影響；解釋礦泉水中添加檸檬酸后Fe2+含量降低，但補(bǔ)鐵效果增強(qiáng)。

評(píng)價(jià)目標(biāo)三：通過(guò)分析生活實(shí)際問(wèn)題，診斷并發(fā)展學(xué)生提出問(wèn)題的能力，讀取、加工、應(yīng)用信息和問(wèn)題分析論證的能力，用化學(xué)知識(shí)解釋和解決生活問(wèn)題的能力；并且對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，明確真實(shí)復(fù)雜體系檢驗(yàn)?zāi)撤N微粒的思路和方法，可以診斷并發(fā)展學(xué)生解決真實(shí)復(fù)雜問(wèn)題的能力水平。評(píng)價(jià)任務(wù)設(shè)計(jì)：補(bǔ)鐵燕麥片中是否含有還原鐵粉；補(bǔ)鐵劑如何促進(jìn)鐵的吸收：解釋維生素C促進(jìn)鐵吸收，補(bǔ)鐵劑不能與茶水同服；補(bǔ)鐵劑中鐵元素價(jià)態(tài)的檢驗(yàn)。■