基于化學學科大概念的單元教學設計

張慧 謝鴻雁

一、案例設計背景

關于學生學科大概念的教學研究逐漸成為趨勢和熱點。《普通高中化學新課程標準（2017版）》倡導真實問題情境的創設，重視教學內容的結構化設計，重視開展“素養為本”的教學，指出“變化觀念和平衡思想”“證據推理與模型認知”等素養要求學生形成化學學科的思想和方法，并強調“認識化學變化有一定限度、速率，是可以調控的。能多角度、動態地分析化學變化，運用化學反應原理解決簡單的實際問題。”[1]在當前深化課程改革的階段，學科大概念的教學理念顯尤為重要，單元化教學方式是落實學生學科大概念的重要途徑。

本文選取人教版高中化學選擇性必修《化學反應原理》中“化學反應速率與化學平衡”單元，以“工業合成氨的原理及條件優化”這一真實情境貫穿整個單元，基于“化學反應的方向、速率、限度、歷程”四個視角，對教材進行結構化設計，探討基于化學學科大概念的單元教學設計，旨在解決教學中時間緊迫的問題，提升學生的結構化認知水平，發展化學學科核心素養。[2]

二、案例設計策略

（一）概念網絡構建

（二）單元教學目標

1.調整內容

人教版教材中本單元的編寫順序為：化學反應速率→化學反應限度→化學反應的方向→化學反應的調控。“化學反應的方向”中焓判據△H與上一章的反應熱相關聯，可以起到過渡作用；從工業生產實際上來講，我們也應首先判斷化學反應的自反性和趨勢再做條件調控。因此為符合邏輯順序，經整合，順序調整為：化學反應的方向→化學反應速率→化學反應限度→化學反應的調控。

2.選取情境

在“科學·技術·社會”欄目，教材介紹了合成氨的發展史。從合成氨方法的開發、氣體循環利用、條件改進、催化劑選擇，以及我國研究的重要突破等方面做了比較詳盡的介紹。經查閱相關資料豐富素材后，沿著“合成氨反應的選擇→加快速率的條件選擇→提高氨含量的措施→生產設備材料的改進”的情境線進行素材整合，為本單元教學的實施提供貼合的真實情境及真實問題。

3.項目任務劃分

在必修階段，學生已學習過化學反應速率概念和影響因素等知識，但認識多由生活經驗出發，屬于感性認知；學生可以描述化學平衡狀態以及判斷可逆反應是否達到平衡，但這是基于實驗現象，以正反應速率和逆反應速率的變化及各物質濃度變化為依據。對于理論解釋層面，學生難以從大量微觀粒子的宏觀變化角度進行解釋速率、平衡改變的相關問題，對平衡狀態缺乏統一的數學表征方法，計算能力有待提高。因此在本單元中更注重定性和定量兩個角度去認識化學反應速率和化學平衡。[3]

基于以上所述，形成本單元教學的課時安排及教學目標、評價目標，如下表所示：

三、教學設計及實施

四、單元教學反思

（一）注重問題情境的真實化

本單元教學中對工業合成氨這一真實情境進行了充分挖掘，選取了貼合教學的真實問題，激發學生的學習興趣和探究欲。“什么措施可以提高合成氨的產率？”“目前合成氨的的研究有哪些突破？”等問題促使學生定量實驗、討論交流、查閱資料，在學習的過程中深刻理解化學對科技發展和社會進步的重要作用。[4]

（二）注重認識思路的結構化

本單元的內容編排注重化學知識的結構化，注重提升化學核心概念和觀念的結構化，注重反映化學反應概念間的內在邏輯，符合學生的認知發展規律。[5]

（三）注重“教、學、評”一體化

為了評價學生通過本單元學習，化學學科核心素養的達成情況，需要圍繞大概念和知識結構化對學生的學習任務進行評價。[6]在教學過程中要穿插適當的評價活動，同步進行，不可分離，要根據目標進展的要求，確定適當的步驟，并提出如何實現它的策略。將評價活動和學習活動融為一體，在學習活動中教師可以通過提問、點評、練習等來檢測學生的掌握情況。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部. 普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]李艷玲，盧偉.基于大概念的高中化學單元教學設計[J].化學教與學，2022（11）：38-41.

[3]黃鳴春，張彥婷.核心素養視域下高中化學中“化學反應速率與化學平衡”主題的基本課程問題探析[J].化學教與學，2022（09）：2-7.

[4]秦微.淺析大單元備課在高中化學教學中的應用[J].試題與研究，2022（01）：36-38.

[5]湯濤濤，趙雷洪.高中化學教學中的“大概念”及其教學建構[J].教學與管理，2021（04）：50-53.

[6]何彩霞.化學學科核心素養導向的大概念單元教學探討[J].化學教學，2019（11）：44-48.

作者簡介：張慧，女，太原市第十九中學校高中化學教師，中小學一級教師，太原市謝鴻雁高中化學提高與示范工作站學員，近期在謝鴻雁導師指導下進行大概念理念統領的單元教學研究與實踐及項目式教學課題研究