真實情境下高中化學單元教學的實踐研究

摘要：化學屬于高中課程體系中的一門重要學科，主要教學目標是訓練學生的邏輯思維與科學思維，培養他們的化學學科的核心素養.同初中化學教學相比，高中化學知識難度更大、概念更抽象、覆蓋面更廣泛，這對廣大一線高中化學教師來說可謂是嚴峻挑戰.為完成既定教學任務，可基于真實情境下開設單元教學，降低學生學習化學的難度，讓他們的學習效率更高.本文針對真實情境下的高中化學單元教學為研究對象，并提出了個人看法.

關鍵詞：真實情境；高中化學；單元教學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2024）27-0107-04

真實情境指的是以學生在現實生活中見過的一些事物或者現象為依托，當作創設情境的背景材料，激活他們的生活經驗與社會閱歷，使其在熟悉的環境中學習知識與練習技能，為解決現實問題提供穩固的理論基礎.在新時期下的高中化學教學中，教師可結合學生身心規律與發展特點，基于真實情境下設計單元教學，引領他們把知識學習和實際生活相關聯，使其在真實情境中有序學習單元內容，促進化學核心素養的形成，提升化學教學的實效性[1].1具體教學內容分析

本文以人教版高中化學必修第二冊第六章第一節《化學反應與能量變化》為例，本部分內容同后面的電化學基礎共同組成一個能量轉化的知識體系，讓學生整體認識化學反應中的能量變化情況，為他們后續學習奠定堅實基礎.本節課主要通過對化學能和熱能之間相互轉化的探討，讓學生認識到化學反應在人類利用能源歷史過程中扮演的重要角色，使其初步樹立科學、端正的能源觀，生成把化學能和熱能相互轉化的化學知識運用至人類生產、生活實踐之中的意識，同時樹立起他們與環境和諧共處、合理運用自然資源的觀念，突出化學教學的學科育人功能，實現工具性與人文性的有機統一.按照“主題——情境——任務——建構”開展流程進行真實情境下的高中化學單元教學，指導學生以單元為單位進行整體學習，創造貫穿于一個單元的真實教學情境，促使他們基于學科綜合視角來分析和解決生活中的實際問題[2].2真實情境下高中化學單元教學的實踐案例

2.1確定單元核心主題

“化學反應與能量”歸屬于化學反應原理部分，學習本單元內容能夠從多個不同視角認識化學反應，基于物質變化和能量變化這兩個不同角度深入理解化學變化，引導學生深度認知化學反應的原理，使其運用化學反應相關知識分析與解釋生活中的化學現象及問題，進一步感知化學與生活之間的緊密聯系.本部分內容是以化學鍵為切入點，讓學生深刻理解化學反應與能量變化的內涵與本質，包括吸熱與放熱兩大類反應、原電池裝置的設計，讓他們體會到化學能與電能之間的轉化十分高效[3].

新課程標準中對本單元內容的具體教學要求如表1所示.

因為不可再生能源的使用、環境污染與保護、化學與能源等均是眼下比較熱點的話題，通過學習本單元的知識，有助于學生更好地理解改變能源結構在實際生活、生產中的重要性，使他們進一步體會到化學知識的實用性.

通過上述分析，教師應當把本單元的教學核心主題設立成“汽車動力來源與改進”，從能量控制角度，促使學生深刻認知化學反應的本質，即為舊鍵斷裂與新健生成，使其了解到化學能變化主要包括電能和熱能等形式，根據燃料電池工作的原理理解電能、熱能和化學能的轉化情況.本單元教學內容能夠劃分為兩個課時，第一個課時主要討論熱能和化學能，第二課時則以解決電能與化學能有關問題為主.

2.2分析營造教學情境

在這一單元教學中，難點部分為如何基于化學反應與能量轉化這兩個視角對實際問題展開綜合分析和處理，驅使學生全身心參與到解決問題的活動之中，使其能夠遷移與應用所學的化學知識與技能.故高中化學教師可以將學生較為熟悉的燃料視為切入點，利用生活中比較常見的交通工具揭示新課主題，指導他們一起分析汽車的兩大動力來源，也就是燃油和電動，深入探討汽車動力來源、如何治理尾氣、改進燃料與環保等，促進問題的分析和解決[4].

2.3單元教學實施規劃

本單元教學實施規劃如表2所示.

2.4具體教學流程設計

2.4.1（第一課時）教學目標

（1）理解化學反應可以讓化學能與熱能之間進行轉化，知道放熱和吸熱反應；

（2）基于化學鍵視角對部分化學放熱和吸熱反應進行解釋；

（3）知道什么是燃料燃燒效率，明確開發清潔燃料的必要性，樹立保護環境的思想觀念.

2.4.2評價目標

（1）通過對化學中放熱和吸熱反應的學習，診斷和培養學生認識微觀本質和宏觀現象的水平；

（2）從微觀視角對化學中放熱和吸熱反應進行分析，診斷和提升學生認識化學鍵的水平，鍛煉他們的證據推理能力[5].

2.4.3教學過程

導入：教師講述人類使用的能源主要有太陽能、水能和化石能源等，多媒體課件中展示相應的能源圖片，簡單介紹一些常見的能量轉化形式，如化學能與光能、電能、熱能等多個方面.由學生分析汽油燃燒的原因是什么，引領他們結合已學知識及教材內容明確汽油的燃燒是由于斷鍵吸收能量小于成鍵釋放出的能量.

任務1：教師在多媒體課件中展示化學反應過程中反應物、生成物總能量之間的關系，如圖1所示，引領學生基于宏觀角度理解吸熱與放熱反應，組織他們在小組內一起分析、討論和歸納，得出在化學反應中，反應物轉變為生成物這一過程中，舊化學鍵斷裂，吸收能量E1，形成新化學鍵，釋放能量E2；在生成物中，假如E1＞E2，說明是吸熱反應，假如E1＜E2，說明是放熱反應[6].

教師提問：從能量高低視角來看，汽油燃燒時為什么會釋放熱量？引導學生基于反應物總能量比生成物總能量高的角度進行思考、分析和研究，培養他們的知識遷移和實際應用能力.

設計意圖：從宏觀、微觀、符號、圖形這四重表征切入，幫助學生從微觀視角深入理解化學反應中放熱和吸熱反應，根據概念讓他們進一步認識化學反應中物質與能量變化的相互關系，使其科學素養得到很好的培養[7].

任務2：在課件中展示常壓、常溫下幾種車用燃料的燃燒數據：

（1）1 g氫氣燃燒能夠釋放出142.9 kJ的熱量；

（2）1 g乙醇燃燒能夠釋放出29.7 kJ的熱量；

（3）1 g汽油（辛烷）燃燒能夠釋放出48.4 kJ的熱量；

要求學生基于能量變化視角，分析該怎么選擇車用燃料，選出合適的車用燃料.

引導學生結合能量變化視角展開分析、討論和交流，他們發現在同樣的環境和條件下，等質量的氫氣燃燒時釋放出的熱量最多，效果更佳，但是在具體應用中還需要考慮到設備問題，以及氫氣的來源等；而乙醇燃燒時，不僅會釋放大量的二氧化碳，而且乙醇易于揮發和燃燒，屬于比較危險的一種化學制品；根據熱值判斷出使用汽油這一燃料效果最好.

任務3：在課件中展示能源的可持續發展與環保問題，播放眼下嚴峻的環境問題視頻，主要是燃料引起的大氣污染、溫室效應、臭氧層遭到破壞等，要求學生基于物質變化角度分析該如何選擇燃料.

給予提示性問題：基于化學反應中能量變化這一視角來說，汽車選用燃料時要考慮到哪些方面的因素？還需考慮到哪些問題？

學生可從以下視角展開思考：不僅要考慮燃料發生的化學反應所能夠釋放能量的多少，還需考慮到點燃燃料時會吸收多少能量，燃料的價格和來源，以及燃燒后的影響等多個因素，最終做到既趨利避害，又經濟實惠.

還需考慮到以下問題：

（1）化學反應的特點是有新物質生成，新物質與反應物的總能量是不一樣的，這是因為各物質所具有的能量是不一樣的；

（2）能量越低的物質越穩定；

（3）化學反應遵循能量守恒定律：反應物具有的能量＋化學鍵斷裂吸收的能量＝生成物具有的能量＋化學鍵形成釋放的能量.

設計意圖：促使學生深刻認知社會生活、生產中是如何使用化學反應能量的，體會到化學與生活之間的緊密聯系，知道化學知識源于生活又服務于生活，增強應用意識，達到學以致用的教學效果.

2.4.4教學反思

本節課圍繞“汽車動力來源”營造真實情境，以任務驅動設計教學流程，吸引學生主動學習新知識，使其在學習和探索氛圍中掌握知識，形成系統化知識結構與體系.通常以分層問題串的形式安排教學流程，驅使學生圍繞解決問題為中心，促使他們一起思考、深入交流與討論，幫助他們在合作學習模式下慢慢完善知識體系；能夠深化學生理解新知識，鍛煉他們分析問題和解決問題的能力，培育學生的核心素養，發展他們的科學思維.同時在課堂教學實踐中，學生勇于表達、集思廣益、相互分享和幫助，生成輕松、愉悅的氛圍，增強他們學習化學的興趣，最終取得不錯的教學效果，促進高效課堂的生成.

營造真實情境設計課堂教學，可以幫助學生建立生活化知識，給他們帶來真實的學習體驗，而且整節課教學始終圍繞真實情境展開，使其學習興趣一直濃厚、學習情緒高漲.在真實情境下開設高中化學單元教學，有助于學生化學學科核心素養的發展，同時核心素養的培養又依賴于真實情境中問題的分析和解決，他們解決化學實際問題的能力也得到鍛煉與提升.而核心素養的發展又能夠脫離某一具體情境的創設，遷移至解決一般性問題的思路和方法，使其做到舉一反三、觸類旁通.圍繞真實情境學習高中化學知識，從中解決化學問題與完成學習任務，在問題和任務雙重作用下展開學習，鍛煉學生的知識遷移應用的能力，提升他們的知識水平和學習能力，使其學會構建解決化學實際問題的模型，培養遷移應用能力.此外，真實情境可以進一步增強學生學習化學知識的熱情和動力，有效強化他們處理和解決化學問題的能力，使其結合已學知識基礎和經驗展開學習，利用實驗活動深入研究化學知識的奧秘，順利完成整個單元教學任務，實現既定教學目標，最終實現學科育人的效果[8].3結束語

綜上所述，在真實情境下的高中化學單元教學活動中，教師結合新課標制定整體教學規劃，結合學生具體情況與課本知識重新整合單元教學內容，明確教學主題，再結合主題探尋與之對應的真實情境，設計出一系列層次不同的任務.圍繞大情境和大任務構建有關問題解決的思維框架，完成預期教學任務，增進學生在學習中的參與程度，完善整個單元教學，使其在真實情境中產生增強解決問題的意識與能力，讓他們能夠把所學的化學理論知識變得具體化、實用化，繼而不斷促進核心素養的發展.

參考文獻：

［1］ 王博.基于真實情境的高中化學單元整體教學實踐[J].亞太教育，2023（14）：90-93.

[2] 劉華.基于真實情境的高中化學單元教學復習課設計與實踐[D].阜陽：阜陽師范大學，2023.

[3] 李倩.基于真實情境的“5E”教學模式在高中化學教學中的研究與應用[D].漳州：閩南師范大學，2023.

[4] 應崇恩，孔琴飛.高中化學基于真實情境的問題設計策略[J].中學化學教學參考，2023（07）：24-28.

[5] 魏俊超.以真實情境問題實現高中化學深度學習[J].中學化學教學參考，2023（06）：3-4.

[6] 胡永濤.基于真實情境的高中化學單元整體教學設計[J].亞太教育，2023（02）：131-133.

[7] 王換榮，蔣曉乾，沈旭東.簡論高中化學真實情境教學的設計范式[J].中小學教師培訓，2022（11）：65-68.

[8] 張小蕓.基于真實情境的高中化學深度學習的探索[J].天津教育，2021（33）：46-47.

［責任編輯：季春陽］