大概念視角下的初中化學大單元教學案例研究
——以“碳和碳的氧化物”單元教學為例

范效峰 唐懷慶

(1.宿州市碭山縣第五中學,安徽 宿州 235300;2.宿州市碭山縣第六中學,安徽 宿州 235300)

隨著新課改的深入,大單元教學慢慢成為初中化學教學發展的新趨勢.大單元教學是以一個主題為核心,根據學生的認知發展和學情分析,確定單元整體教學目標,組織、聯結學習內容,形成貫通情境、任務、活動與評價的整體性教學.

1 教學案例展示

1.1 單元主題分析

本單元教學內容選自《義務教育化學課程標準(2022年版)》(以下簡稱《新課標》)“物質的組成與性質”學習主題.學生通過之前的學習,已經了解了碳與氧氣的反應,知道一些含碳物質,但不清楚它們的性質與應用.在實驗探究能力上,已初步掌握實驗探究的步驟與方法,也具有了一定的信息提取和分析表達能力.基于以上學情,確定了學生知識待增長點和能力待增長點為:碳單質和碳的氧化物的性質與應用;二氧化碳的制取;系統設計實驗并完成實驗探究.

1.2 單元教學設計

1.2.1單元教學目標

(1)通過碳和碳的氧化物的學習,認識物質多樣性,理解物質的結構、性質、用途之間的關系.

(2)通過二氧化碳制取的學習,構建實驗室制取氣體的一般思路模型.

(3)通過木炭的吸附性、二氧化碳與水反應等實驗,體驗科學探究方法與途徑,培養創新精神.

(4)通過認識碳循環,初步形成物質轉化觀,增強環保意識和社會責任感.

1.2.2單元整體知識結構

大概念反映學科本質,具有高度概括性、統攝性和遷移應用價值.結合《新課標》、不同版本的教科書、學情、單元整體性,可將本單元的教學以“在分子、原子水平上研究和創造物質”學科大概念為統攝,按照學科大概念、次級大概念、基本概念和基礎知識的順序揭示知識之間的聯系,如圖1所示.

圖1 單元知識結構

1.2.3單元整體教學思路

本單元整體教學基于大情境創設,即解說燒烤中的碳化學.從“上、中、下”三個方面,設置了真實的情境.在每個教學環節,通過問題驅動和任務驅動,完成知識的自主建構,并在真實情境中進行知識的遷移和應用,幫助學生對知識的理解由淺入深地展開.

第一課時:燒烤中的碳化學(上),其過程如圖2所示.

圖2 燒烤中的碳化學(上)

第二課時:燒烤中的碳化學(中),其過程如圖3所示.

圖3 燒烤中的碳化學(中)

第三課時:燒烤中的碳化學(下),其過程如圖4所示.

圖4 燒烤中的碳化學(下)

1.3 課時教學過程(以第一課時為例)

環節一 入情景,會思考

【展示】播放新聞“淄博燒烤”和燒烤圖片.

【問題】人類是從什么時候開始吃燒烤的?燒烤用什么加熱材料?

【學生】查閱資料,小組交流,思考并回答.

【講授】火的發現史、烹飪之器的演化史、人類飲食文明史.

環節二 巧歸納,搭模型

【問題】燒烤木炭都含有什么元素?碳元素能組成哪些碳單質?

【學生】碳元素,列表歸納碳單質的性質與用途.

【歸納】物質的性質決定用途,物質的用途反應性質.

【過渡】這些碳單質的結構是怎樣的,你覺得物質的結構與性質有怎樣的關系?

【學生活動】分組用球棍模型搭建不同碳單質的結構模型.

【歸納】碳原子的排列方式不同,碳單質的性質有所差異;物質的結構決定性質,物質的性質反應結構.

環節三 樂探究,求真知

【問題】在學習“水的凈化”時,活性炭起到了什么作用?你覺得為什么它會有這樣的用途?通入二氧化碳后,氫氧化鈉溶液中有哪些溶質?如何設計實驗證明呢?

【學生實驗】分組實驗,探究木炭的吸附性.

【歸納】木炭具有疏松多孔的結構,可以吸附一些細小的顆粒、分子.

【展示】多種無定形碳的性質和用途.

【問題】燒烤利用了碳單質的什么性質?碳單質有哪些化學性質?

【學生】碳的可燃性、穩定性、還原性.

【演示實驗】木炭還原氧化銅.

【學生】觀察實驗現象,寫出化學方程式,歸納碳的化學性質.

環節四 會遷移,享成長

【問題】如何甄選市面上優質的燒烤木炭?

【學生】比較木炭燃燒的時間,比較木炭的還原性……

【布置作業】調查附近燒烤店一個月內,燒烤木炭的消耗量,選出最佳燒烤木炭的類型.從辯證的角度看問題,思考“燒烤”帶來的問題,提出自己的見解.

1.4 課時評價設計

課時評價將互評和自評相結合,進行一體化設計.小組成員的評價表(略).

2 教學案例分析

2.1 立足核心素養,設計單元目標

新課標下的單元教學應圍繞核心素養,立足單元整體,分析教材內容的編寫特點和教學價值,基于學生認知發展和學情分析,確定教學目標[1].本單元在分析學生已有知識的基礎上,從“化學觀念”“ 科學思維”“科學探究與實踐”“科學態度與責任”制定單元整體教學目標,注重學生的全面發展.

2.2 創設真實情境,進行科學探究

創設真實的問題情境,選擇有意義的探究問題,引導學生經歷真實的探究過程,加強科學探究中的科學思維,基于科學探究與實踐活動建構化學觀念.本案例以“解說燒烤”為主題情境,輔助以化學實驗、新聞報道、科學史、實物、圖片、模型等情境素材,從學生已有的知識經驗及教學實際條件出發,引導學生在真實情境中發現問題,開展科學探究,解決問題.科學探究是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動,是一種重要而有效的學習方式.

2.3 采用“大單元教學”,建構知識聯結

案例立足于單元整體,重組單元課時為3課時,以“碳和碳的氧化物”為學習線索,從研究“碳單質”到研究“碳的氧化物”,建立了“結構-性質-用途”模型,建構了“碳三角”的知識鏈,創設了多種有意義的情境和任務活動,讓學生參與到知識建構的過程中,體驗成功的喜悅.既使教學過程相互關聯,又使學生學會了研究物質的方法.

2.4 “教-學-評”一體化,發展學科素養

在教學評價上,采用定性評價和定量評價相結合.案例中,教師根據課堂上學生的表現及時地給予評價和鼓勵,激發學生的學習興趣.學生及時地進行自評和互評,實現了評價方式的多樣化,評價主題的多元化,體現了教-學-評一體化.案例中,運用“交流共享”“歸納對比”等學習方法,學生通過交流發言,引發思維的碰撞,提煉出有思維容量的問題,激發學生深刻思考,建構學科觀念,促進知識的建構和能力的提升,發展學科素養.

3 結束語

大概念視角下的初中化學大單元教學,從真實情境出發,通過單元整體教學設計,有利于學科知識和學科觀念的建構,也有利于學生科學思維的發展.在教學過程中,學生完成了多樣的、情境性的學習任務,拓展課堂的參與度,促進深度學習,發展學生的科學素養.