基于主題式教學(xué)的單元教學(xué)設(shè)計與思考

韋存容

摘要：基于主題式教學(xué)的單元教學(xué)范式是發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要形式。以“電離與離子反應(yīng)”單元為例，從主題情境選擇、教學(xué)目標(biāo)確立、單元設(shè)計構(gòu)思、學(xué)習(xí)活動設(shè)計等四個環(huán)節(jié)闡述基于主題式教學(xué)的單元教學(xué)設(shè)計過程，并對教學(xué)設(shè)計進(jìn)行了思考。

關(guān)鍵詞：主題式教學(xué)；單元；教學(xué)設(shè)計；離子反應(yīng)

文章編號：1008-0546（2022）12-0006-05

中圖分類號：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.12.002

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》倡導(dǎo)“素養(yǎng)為本的教學(xué)，注重培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”[1]。單元教學(xué)設(shè)計是落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本單位，[2]其支點(diǎn)是構(gòu)建契合單元目標(biāo)的教學(xué)主題，開展跨課時的主題式教學(xué)。[3]因此，基于主題式教學(xué)的單元教學(xué)范式是發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要形式。筆者從自身的教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，以“電離與離子反應(yīng)”單元教學(xué)為例，闡述基于主題式教學(xué)的單元教學(xué)設(shè)計的過程與思考。

一、主題情境選擇

“離子反應(yīng)”單元的主題情境選擇為“食鹽的秘密”，選擇該主題主要有以下幾個原因：

該主題承載化學(xué)核心知識。食鹽是學(xué)生非常熟悉的物質(zhì)，按照“食鹽宏觀性質(zhì)一微觀結(jié)構(gòu)一粗鹽提純的本質(zhì)反應(yīng)一食鹽中常見離子的檢驗”的設(shè)計思路展開教學(xué)，將電離、離子反應(yīng)、離子檢驗等知識包含其中，并通過有連續(xù)性和邏輯性的任務(wù)串聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)了知識的自主建構(gòu)。

該主題蘊(yùn)含化學(xué)學(xué)科思想。通過探索食鹽的幾何外形和溶解過程，建立從宏觀到微觀的認(rèn)識視角；通過探尋粗鹽精制過程中發(fā)生的本質(zhì)反應(yīng)，建立水溶液中發(fā)生離子反應(yīng)的認(rèn)識思路；最后通過研究低鈉鹽與精制鹽的差異與鑒別方法，應(yīng)用已經(jīng)建立的認(rèn)知視角和認(rèn)識思路。這樣既符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，又引導(dǎo)了學(xué)生建立從宏觀到微觀的新視角和思路，并解決了生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。

該主題弘揚(yáng)化學(xué)學(xué)科價值。教學(xué)時提供的素材，如粗鹽中雜質(zhì)鹽分對人體健康的危害、以范旭東為代表的化工先驅(qū)建立我國的鹽化工企業(yè)的化學(xué)史和高鈉鹽對人體健康的危害等，不僅可以激發(fā)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，還可以傳承和弘揚(yáng)中華民族精神，[4]讓學(xué)生理解化學(xué)及其技術(shù)對人們生產(chǎn)生活的重要作用，對學(xué)生的素養(yǎng)發(fā)展有著重要的價值。

二、教學(xué)目標(biāo)確立

“電離與離子反應(yīng)”位于人教版高中化學(xué)必修第一冊第一章第二節(jié)。新課標(biāo)對“電離與離子反應(yīng)”的內(nèi)容要求為：認(rèn)識酸堿鹽等電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下能發(fā)生電離。通過實(shí)驗事實(shí)認(rèn)識離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件，了解常見離子的檢驗方法。[1]在此之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“物質(zhì)的分類”，已經(jīng)初步認(rèn)識到從微觀角度認(rèn)知物質(zhì)可以更深入地接近事物的本質(zhì)。“電離與離子反應(yīng)”單元教學(xué)將進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生從微觀角度認(rèn)識物質(zhì)的思路。基于課標(biāo)、教材和學(xué)生已有認(rèn)知水平，確立本單元的教學(xué)目標(biāo)（見圖1）。[5]

三、單元設(shè)計構(gòu)思

圍繞“食鹽的秘密”單元主題和單元教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計課時主題，包括“食鹽的微觀世界”“從微觀視角看粗鹽精制”“低鈉鹽的秘密”。課時主題與課時目標(biāo)、核心知識相匹配，將知識融合在真實(shí)情境中，為后續(xù)設(shè)計一系列挑戰(zhàn)性任務(wù)提供基礎(chǔ)。“食鹽的秘密”主題的“電離與離子反應(yīng)”單元整體設(shè)計構(gòu)思如圖2所示。

四、學(xué)習(xí)活動設(shè)計

第1課時食鹽的微觀世界

環(huán)節(jié)1：創(chuàng)設(shè)情境，引出概念

【情境】廚房常見調(diào)味品圖片。（鹽、味精、蔗糖、白酒、醋、醬油等）

【任務(wù)】對這些常見的調(diào)味品進(jìn)行分類。討論氯化鈉、蔗糖的差異。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生對廚房調(diào)味品進(jìn)行物質(zhì)的分類，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，并引出化合物分類的新視角。

環(huán)節(jié)2：實(shí)驗探究，建構(gòu)模型

【任務(wù)】運(yùn)用顯微鏡觀察氯化鈉固體及其溶解過程，嘗試從微觀角度解釋氯化鈉的宏觀性質(zhì)。

【學(xué)生活動】見圖3。

設(shè)計意圖：以氯化鈉固體的宏觀性質(zhì)引導(dǎo)學(xué)生探秘微觀結(jié)構(gòu)，使學(xué)生逐步形成宏觀一微觀一符號的認(rèn)識思路，并引導(dǎo)學(xué)生利用該認(rèn)識思路分析氯化鈉溶解過程的微觀變化。學(xué)生能夠通過數(shù)字化實(shí)驗直觀地看到電離的過程，從而初步建構(gòu)電解質(zhì)電離模型。

環(huán)節(jié)3：實(shí)驗拓展，完善模型

【信息1】相同濃度的葡萄糖溶液、酒精溶液、稀鹽酸、NaOH溶液、NaCl溶液的電導(dǎo)率。

【任務(wù)】從電解質(zhì)的角度對葡萄糖、酒精、HCl、NaOH、NaCl進(jìn)行分類，寫出電離方程式。從電離角度重新認(rèn)識酸堿鹽。解釋葡萄糖不是電解質(zhì)的原因。

【信息2】熔融氯化鈉導(dǎo)電視頻。

【任務(wù)】進(jìn)一步完善電解質(zhì)、電離的概念。

【學(xué)生活動】見圖4。

設(shè)計意圖：對比幾種常見物質(zhì)的電導(dǎo)率，嘗試從宏微結(jié)合的角度對物質(zhì)進(jìn)行分類，使學(xué)生對酸堿鹽的認(rèn)識到達(dá)離子層次。借助熔融氯化鈉的導(dǎo)電性實(shí)驗視頻，幫助學(xué)生深層次地理解不同狀態(tài)下微粒的存在形式，進(jìn)一步完善電解質(zhì)電離模型。

環(huán)節(jié)4：固化遷移，應(yīng)用模型

【情境】脈動飲料的配料表。

【任務(wù)】找出配料表中的電解質(zhì)。討論飲料中冰醋酸來調(diào)節(jié)口味而不加鹽酸的原因，設(shè)計實(shí)驗探究鹽酸與冰醋酸之間的差異。

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用電解質(zhì)的相關(guān)知識分析運(yùn)動飲料中的電解質(zhì)，固化學(xué)生的化學(xué)認(rèn)識思路。通過研究冰醋酸與鹽酸的差異，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)認(rèn)識思路解決陌生情境下的復(fù)雜化學(xué)問題的能力，促進(jìn)化學(xué)認(rèn)識思路的遷移。

第2課時從微觀視角看粗鹽精制

環(huán)節(jié)1：創(chuàng)設(shè)情境，復(fù)習(xí)回顧

【情境】視頻：海水曬鹽

【信息】海水曬鹽得到的粗鹽常含有較多的雜質(zhì)，如不溶的泥沙，可溶的CaCl2，MgCl2、Na2SO4等。

【任務(wù)】回憶粗鹽提純過程的主要步驟，討論過濾后的粗鹽溶液中所有溶質(zhì)的存在形式。寫出Na2SO4、CaCl2、MgCl2的電離方程式。

設(shè)計意圖：在真實(shí)的情境中引導(dǎo)學(xué)生回顧電離、電解質(zhì)的概念和電離方程式。

環(huán)節(jié)2：思考本質(zhì)，實(shí)驗探究

【信息】粗鹽中含有硫酸鈉和硫酸鎂都會使鹽呈現(xiàn)苦味。食用含七水硫酸鎂的鹽易導(dǎo)致腹瀉。誤食氯化鋇，輕者惡心嘔吐，四肢麻木，腹瀉腹痛，周身疲軟乏力；重者腸胃痙攣，心跳加劇，血壓升高，數(shù)日而亡。[4]

【信息】粗鹽精制流程圖（見圖5）。

【任務(wù)】寫出粗鹽精制過程中真正發(fā)生的反應(yīng)。

【學(xué)生活動】回答圖6所示的問題鏈，思考與交流粗鹽精制步驟①發(fā)生的真正的反應(yīng)。

【學(xué)生活動】實(shí)驗探究向Na2SO4溶液中滴加BaCl2溶液電導(dǎo)率變化。根據(jù)圖7所示的問題鏈，思考實(shí)驗的結(jié)論。

設(shè)計意圖：以“粗鹽水精制食鹽”為情境，引導(dǎo)學(xué)生思考各提純步驟中發(fā)生的本質(zhì)反應(yīng)。借助數(shù)字化實(shí)驗手段，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行微觀分析，驗證猜想，進(jìn)而提出離子反應(yīng)的概念。促使學(xué)生從原有認(rèn)識“物質(zhì)之間的反應(yīng)”轉(zhuǎn)變?yōu)樾抡J(rèn)識“離子之間的反應(yīng)”。

環(huán)節(jié)3：總結(jié)思路，符號表達(dá)

【任務(wù)】根據(jù)步驟①的離子方程式的書寫，總結(jié)水溶液中離子反應(yīng)的分析思路，如圖8所示。完成步驟②③④的離子反應(yīng)方程式。

【學(xué)生活動】書寫練習(xí)步驟②MgCl2和NaOH溶液、步驟③CaCl2和Na2CO3溶液、BaCl2和Na2CO3溶液、步驟④NaOH與HCI溶液、Na2CO3與HCl溶液反應(yīng)的離子方程式。請學(xué)生進(jìn)行板演，并請學(xué)生互評。

設(shè)計意圖：通過對“粗鹽精制”的步驟①的真實(shí)反應(yīng)的再分析，幫助學(xué)生建立從微觀離子角度認(rèn)識水溶液中電解質(zhì)反應(yīng)的分析思路。通過方程式的書寫強(qiáng)化對水溶液中離子反應(yīng)的分析思路。

環(huán)節(jié)4：分析和判斷離子反應(yīng)發(fā)生的依據(jù)

【任務(wù)】以粗鹽精制過程中發(fā)生的反應(yīng)為例，思考如何分析和判斷酸堿鹽在水溶液中發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)。

設(shè)計意圖：從微粒間相互作用的角度進(jìn)一步揭示復(fù)分解反應(yīng)的本質(zhì)，幫助學(xué)生理解復(fù)分解型離子反應(yīng)發(fā)生的條件。

第3課時低鈉鹽的秘密

環(huán)節(jié)1：創(chuàng)設(shè)情境，問題解決

【信息1】隨著人們生活質(zhì)量的逐漸提升，高鈉鹽飲食成為了影響人們身體健康的隱患之一。當(dāng)人們過量攝人鈉鹽，體內(nèi)鈉離子過多時，會導(dǎo)致不良的生理反應(yīng)甚至可能會引起某些疾癇。低鈉鹽是食用鹽的一種，它通過在普通鈉鹽中添加氯化鉀、硫酸鎂等物質(zhì)，減少產(chǎn)品中鈉離子含量。

【信息2】精制鹽與低鈉鹽國家標(biāo)準(zhǔn)成分表（見表1）。

【任務(wù)】寫出低鈉鹽水中所有溶質(zhì)的存在形式。

設(shè)計意圖：通過緊密聯(lián)系生活實(shí)際的情境的創(chuàng)設(shè)，引出低鈉鹽與精制鹽之間微觀差異的問題，既回顧了電離等知識，又讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)能夠創(chuàng)造出健康美好生活。

環(huán)節(jié)2：低鈉鹽成分檢測

【信息1】焰色試驗（見表2）。

【信息2】CI-的檢驗：滴加稀HNO3和AgNO3溶液，有白色沉淀。SO4-的檢驗：先加HCl酸化后，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀。Mg2+可與NaOH反應(yīng)生成難溶Mg（OH）2沉淀。

【任務(wù)】討論檢驗低鈉鹽的方法。寫出檢驗過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。討論離子方程式的意義。

【學(xué)生活動】見圖9。

設(shè)計意圖：以“檢驗是否為低鈉鹽”的問題引導(dǎo)學(xué)生思考幾種常見離子檢驗的原理，進(jìn)一步強(qiáng)化溶液中離子反應(yīng)的分析思路。通過尋找哪些反應(yīng)可以用Ba2++So4==BaSO4↓表示，使學(xué)生認(rèn)識到離子反應(yīng)表示一類反應(yīng)。

環(huán)節(jié)3：自制低鈉鹽

【任務(wù)】某興趣小組想自制低鈉鹽，使得其與市售的低鈉鹽所配成的鹽水成分相同。原料庫中有NaCl、MgCI2、K2SO4，請根據(jù)要求設(shè)計實(shí)驗方案。

【學(xué)生活動】見圖10。

設(shè)計意圖：通過自制低鈉鹽方案的設(shè)計，提高學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力，提高學(xué)生的自我效能感。引導(dǎo)學(xué)生感悟宏觀與微觀、定性與定量相結(jié)合解決實(shí)際問題的方法。

五、思考

“食鹽的秘密”主題的“電離與離子反應(yīng)”的單元教學(xué)設(shè)計已經(jīng)經(jīng)過2輪的教學(xué)實(shí)踐，并進(jìn)行了多次教研組內(nèi)討論與優(yōu)化，具有較好的教學(xué)效果，主要體現(xiàn)在：

該主題式單元教學(xué)設(shè)計可以解決課時教學(xué)設(shè)計中存在的知識不連續(xù)、情境碎片化的問題。在“電離與離子反應(yīng)”單元設(shè)計中，由單元主題“食鹽的秘密”設(shè)計了3個既相互聯(lián)系又相對獨(dú)立的課時主題，這些課時主題緊緊圍繞“食鹽”，既能將碎片化的知識連成整體，又創(chuàng)設(shè)出連續(xù)且層層遞進(jìn)的真實(shí)問題與任務(wù)，促進(jìn)學(xué)生自主建構(gòu)知識框架。

該主題式單元教學(xué)設(shè)計注重知識、觀念的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，循序漸進(jìn)地推進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)的發(fā)展。在“電離與離子反應(yīng)”的主題式單元設(shè)計中，從固體到溶液，從單一物質(zhì)到多種物質(zhì)在水溶液中的變化的整體設(shè)計，逐步發(fā)展學(xué)生的高階思維，優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，推動學(xué)生宏觀辨識與微觀探析核心素養(yǎng)的發(fā)展。

該主題式單元教學(xué)設(shè)計包含一系列連續(xù)的、有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，有助于促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。如為了解決第1課時的核心任務(wù)“從微觀角度看食鹽溶解”，設(shè)計了豐富的實(shí)驗探究任務(wù)：顯微鏡觀察食鹽固體、顯微鏡觀察食鹽溶解過程、電導(dǎo)率傳感器測食鹽溶解過程。學(xué)生在實(shí)驗探究的過程中持續(xù)深入思考，最終完成從微觀角度看食鹽的任務(wù)，并形成“從微觀的角度認(rèn)識單一物質(zhì)在水溶液中的行為”的化學(xué)認(rèn)識思路。

基于主題式教學(xué)的單元教學(xué)設(shè)計以真實(shí)的單元主題來統(tǒng)領(lǐng)單元，以具有連續(xù)性與邏輯性的課時主題來串聯(lián)各課時，以具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)來連接新舊知識與經(jīng)驗，以豐富的學(xué)習(xí)活動來促進(jìn)學(xué)生的深度思考。但這么多環(huán)節(jié)的設(shè)計對教師來說是一項非常復(fù)雜且嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。它需要教師在深入研究課程標(biāo)準(zhǔn)與教材的基礎(chǔ)上，大膽創(chuàng)新，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深度加工，長期地開展教學(xué)研究、實(shí)踐與思考，只有這樣才能推進(jìn)單元教學(xué)的發(fā)展，推進(jìn)素養(yǎng)為本的教學(xué)。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國教育部．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，2020．

[2] 楊玉琴．核心視域下的單元教學(xué)設(shè)計：內(nèi)涵解析及基本框架[J]．化學(xué)教學(xué)，2020（5）：3-8，15.

[3] 葉依從，邵傳強(qiáng)．基于發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的有機(jī)高分子單元教學(xué)設(shè)計——以“防病毒口罩濾芯材料的設(shè)計與發(fā)展”為例[J]．化學(xué)教學(xué)，2021（1）：52-58.

[4]孫玉婷，彭偉橋，魏釗，“粗鹽提純”實(shí)驗的歷史背景及其教育價值[J].化學(xué)教育（中英文），2018，39（11）：77-80．

[5]胡久華，王磊，支瑤，等．促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的“電離和離子反應(yīng)”專題的單元整體教學(xué)研究[J].化學(xué)教育，2013 （4）：44-49.