化學(xué)學(xué)科主題單元教學(xué)設(shè)計與實施

牛改艷

一、教學(xué)背景

為了落實立德樹人的根本任務(wù)，實現(xiàn)從“學(xué)科教學(xué)”轉(zhuǎn)向“學(xué)科育人”的目標(biāo)，教師需要以學(xué)科知識為載體，以學(xué)科育人為目標(biāo)，挖掘?qū)W科的德育內(nèi)涵和人格養(yǎng)成價值，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及應(yīng)用的一門基礎(chǔ)學(xué)科，九年級是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的啟蒙階段，這就要求教師設(shè)計課程時不能只注重學(xué)科性、專業(yè)性。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，初中化學(xué)教師要不斷更新自己的教學(xué)方式，精選教學(xué)內(nèi)容，重視以學(xué)科主題單元為核心，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化、情境化，將學(xué)科育人和化學(xué)教學(xué)融合統(tǒng)一。

主題單元教學(xué)本質(zhì)上是一種整體性教學(xué)，是以教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，以主題為整個教學(xué)活動的靈魂，使教學(xué)系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)在教學(xué)實施時相互聯(lián)系、彼此支持，從而有序而和諧地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。主題單元教學(xué)可以使多個零碎的知識點形成多條知識線，進(jìn)而連成一個知識網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)知識的具體化、整體化，有利于提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。下面，筆者以“初中化學(xué)實驗氣體的制備、檢驗和凈化”為例，簡述主題單元教學(xué)的設(shè)計與實施。

二、教學(xué)過程

1.氣體的檢驗

師：實驗臺上，我準(zhǔn)備的三瓶無色氣體（氧氣、二氧化碳、氨氣），你能利用學(xué)過的知識和提供的試劑，鑒別出這三瓶里裝的分別是什么氣體嗎？請小組討論，確定實驗方案，并動手實驗，分享實驗結(jié)果。

（學(xué)生討論，觀察所提供的儀器和試劑，設(shè)計實驗方案，動手實驗。）

生1：三瓶氣體中，有刺激性氣味的是氨氣，能使帶火星的木條復(fù)燃的是氧氣，能使燃著的木條熄滅的是二氧化碳。

生2：二氧化碳還能使澄清石灰水變渾濁。

師：既然同學(xué)們能夠順利地將氣體檢驗出來，那么我們再結(jié)合這些氣體的性質(zhì)，回憶這些氣體的制備和收集方法。

［設(shè)計意圖］學(xué)生通過親自設(shè)計實驗，動手實驗，來驗證自己設(shè)計的實驗方案的可行性，并得出結(jié)論，既復(fù)習(xí)了常見的幾種氣體的性質(zhì)，又為接下來氣體的制備和收集做了鋪墊。

2.氣體的制備

師：每個實驗臺的電腦上老師都準(zhǔn)備了多套氣體的制備和收集裝置，你能組裝出實驗室制取氧氣、二氧化碳和氫氣的裝置嗎？根據(jù)要求制取氣體，小組之間討論，組裝好的舉手示意。

（教師在電腦總機(jī)上關(guān)注學(xué)生組裝的過程，選出具有代表性錯誤的一組或幾組放在投影上評講，并展示正確的組裝方案。）

師：請同學(xué)們總結(jié)這樣組裝儀器的依據(jù)是什么？

生3：我根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，或者根據(jù)氣體和空氣的密度的比較情況等來選擇氣體的發(fā)生裝置。

［設(shè)計意圖］在化學(xué)學(xué)科教室中，教師利用先進(jìn)的硬件、軟件設(shè)備為學(xué)生提供了多種發(fā)生裝置和收集裝置。每個學(xué)生都可以根據(jù)需要進(jìn)行多次嘗試，同時教師可以在總機(jī)上觀察每一組學(xué)生的操作情況，這些在傳統(tǒng)的實驗室中是無法實現(xiàn)的。教師依托化學(xué)學(xué)科教室能夠解決實驗過程的記錄、分享、監(jiān)控以及實驗數(shù)據(jù)的儲存、實驗技能的評價等問題，從而提高學(xué)生的化學(xué)實驗?zāi)芰Γ兄谂囵B(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

3.氣體的凈化

師：利用氣體的制備和收集裝置得到的氣體是純凈的嗎？可能會含有什么雜質(zhì)？我們應(yīng)該怎樣除去雜質(zhì)得到純凈的氣體？這里有三個問題：①要除去H2中的H2O應(yīng)如何操作？②要除去CO2中的HCl應(yīng)如何操作？③要除去CO中的CO2，并收集CO應(yīng)如何操作？

（學(xué)生設(shè)計實驗方案，在電腦上組裝實驗儀器。教師在教室內(nèi)巡視，關(guān)注學(xué)生設(shè)計實驗過程；在前臺檢查學(xué)生組裝儀器的情況。）

學(xué)生完成實驗，分組展示各自的方案（略）。教師合理評價每組學(xué)生提供的方案。

［設(shè)計意圖］學(xué)生在掌握氣體制備和收集方法的基礎(chǔ)上，能夠理解目標(biāo)氣體中雜質(zhì)氣體產(chǎn)生的原因，通過自主設(shè)計實驗方案，根據(jù)方案搭建實驗裝置，并驗證自己的設(shè)計是否可行。設(shè)計實驗方案、動手實驗、驗證實驗的可行性，是個完整的實驗過程。在這個過程中體現(xiàn)了學(xué)生的自主性，激發(fā)了學(xué)生的探究興趣，鍛煉了學(xué)生的動手能力。在驗證實驗的過程中，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)自己實驗方案的不足并進(jìn)行修正和完善，對“發(fā)現(xiàn)問題—進(jìn)行改進(jìn)”的科學(xué)發(fā)展過程有了更好的體會。

三、教學(xué)反思

本節(jié)課依托化學(xué)學(xué)科教室中的多種媒體設(shè)備，完成以氣體的檢驗、制備、凈化為主題的單元教學(xué)，既鍛煉了學(xué)生設(shè)計實驗的能力，又完成了制備純凈氣體的模型構(gòu)建，使證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識得到落實，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

本節(jié)課還反映出學(xué)生處理陌生問題的能力需要加強(qiáng)，比如設(shè)計實驗方案時總是顧此失彼，不能全面、系統(tǒng)地考慮問題；很少有學(xué)生能夠獨立地完成一個完整的實驗操作；實驗方案設(shè)計思路不夠清晰，實驗創(chuàng)新意識薄弱，也缺乏實驗改進(jìn)與創(chuàng)新意識的知識儲備。因此，教師要加強(qiáng)學(xué)生的動手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，突出化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)特色。同時，實驗過程中的安全問題也需要加強(qiáng)。教師利用電腦軟件操作常常會使學(xué)生忽視實驗的安全問題，所以在實驗方案設(shè)計前、實驗操作中、實驗結(jié)束后，教師要時刻強(qiáng)調(diào)實驗安全的重要性，在學(xué)生心中種下一粒安全實驗的種子，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)入實驗室“安全第一位”的意識。

（作者單位：江蘇省常州市第二十四中學(xué)天寧分校）