王東 朱韶紅

摘要：立足單元的教學(xué)設(shè)計能幫助教師擺脫一課一時的限制，從更高、更整體、更系統(tǒng)的角度思考教學(xué)內(nèi)容，促使教師從關(guān)注知識到關(guān)注素養(yǎng)。作者以“碳和碳的氧化物”單元為例，基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進行單元整體教學(xué)的實踐研究，提出要以核心素養(yǎng)統(tǒng)領(lǐng)單元教學(xué)設(shè)計，重構(gòu)教學(xué)目標(biāo)，并緊扣教學(xué)目標(biāo)和素養(yǎng)需求選擇教學(xué)策略，進而設(shè)計教學(xué)流程。在設(shè)計教學(xué)流程時，以“問題鏈”“活動鏈”“素養(yǎng)鏈”為框架，使夯實雙基和發(fā)展素養(yǎng)有機整合。

關(guān)鍵詞：化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng);單元教學(xué)設(shè)計;碳和碳的氧化物

文章編號：1008-0546（2020）11-0030-04 中圖分類號：G632.41 文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.11.008

一、研究背景

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提出，要求化學(xué)教學(xué)擺脫知識和技能本位，在原有三維目標(biāo)理論的基礎(chǔ)上，更加重視學(xué)科觀念、學(xué)科思維、科學(xué)探究、責(zé)任意識的培養(yǎng)。與課時教學(xué)設(shè)計相比，立足單元的教學(xué)設(shè)計能幫助教師擺脫一課一時的限制，從更高、更整體、更系統(tǒng)的角度思考教學(xué)內(nèi)容，促使教師從關(guān)注知識到關(guān)注素養(yǎng)。在設(shè)計單元教學(xué)時，大到教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略的確定，小到教學(xué)流程的處理，如何擺脫知識本位？如何體現(xiàn)素養(yǎng)需求？如何使夯實雙基和發(fā)展素養(yǎng)有機整合？筆者作了些研究。

二、基于學(xué)科核心素養(yǎng)的單元教學(xué)設(shè)計方法

在教學(xué)實踐研究的基礎(chǔ)上，筆者架構(gòu)了如圖1的基于學(xué)科核心素養(yǎng)的單元教學(xué)設(shè)計流程圖。以高中新課標(biāo)中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的五個維度統(tǒng)領(lǐng)單元教學(xué)設(shè)計，重構(gòu)單元教學(xué)目標(biāo)，并緊扣教學(xué)目標(biāo)和素養(yǎng)需求選擇教學(xué)策略，進而設(shè)計教學(xué)流程。在設(shè)計教學(xué)流程時，以“問題鏈”“活動鏈”“素養(yǎng)鏈”為框架，通過問題鏈?zhǔn)顾季S可視化，引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動;通過活動鏈幫助學(xué)生建構(gòu)知識的意義理解，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。所謂問題鏈由若干啟發(fā)性或探索性的問題組成，其指向教學(xué)重難點的突破，是教學(xué)流程設(shè)計的重中之重，問題鏈應(yīng)具有一定的思維容量、適宜的難度以及合理的梯度。

三、基于學(xué)科核心素養(yǎng)的單元教學(xué)設(shè)計實例

（人教版九年級化學(xué)第六單元“碳和碳的氧化物”的教學(xué)設(shè)計）

1.教材分析

“碳和碳的氧化物”單元是初中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)后接觸的第一個元素及其化合物知識的單元，主要研究碳單質(zhì)及其化合物的有關(guān)性質(zhì)和用途，其內(nèi)容特點有“四多”：物質(zhì)種類多、物質(zhì)性質(zhì)用途多、化學(xué)實驗多、化學(xué)方程式多，且各物質(zhì)的性質(zhì)有諸多異同點，物質(zhì)問的關(guān)系較復(fù)雜。本單元將引導(dǎo)學(xué)生從單一物質(zhì)的學(xué)習(xí)向一類物質(zhì)的學(xué)習(xí)邁進，關(guān)鍵在于打通物質(zhì)之間的聯(lián)系，將知識結(jié)構(gòu)化。從內(nèi)容來看，本單元即是體驗宏觀辨識、微觀探析、證據(jù)推理、科學(xué)探究的良好平臺，又是培育創(chuàng)新意識和社會責(zé)任的優(yōu)質(zhì)載體。

2.學(xué)情分析

（1）學(xué)生通過氧氣性質(zhì)的學(xué)習(xí)，對化學(xué)學(xué)科研究某一具體物質(zhì)的一般思路已有了初步認識。

（2）學(xué)生通過氧氣制取的學(xué)習(xí)，已了解實驗室制取某氣體所要研究的內(nèi)容。

（3）學(xué)生通過第三單元、第四單元的學(xué)習(xí)，已初步形成元素觀、微粒觀、分類觀。

3.教學(xué)目標(biāo)

本著發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，為使單元教學(xué)目標(biāo)緊扣這一目的，故以核心素養(yǎng)五個維度為框架，在此框架下重新思考單元教學(xué)內(nèi)容與核心素養(yǎng)的關(guān)系，進而重構(gòu)單元教學(xué)目標(biāo)（見表1）。

4.教學(xué)策略

（1）以“科學(xué)探究”為基礎(chǔ)，提高知識建構(gòu)的有效性。

基于學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)強調(diào)學(xué)習(xí)的過程性，要求學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，在過程中獲取知識、發(fā)展能力、提高素養(yǎng)。不同于教師的灌輸，這樣的知識是學(xué)生主動建構(gòu)的，是學(xué)生在真實復(fù)雜的實驗情境中不斷解決問題形成的，是靈活有意義的。本單元中可供學(xué)生科學(xué)探究的資源教多，如“碳的還原性”探究、“二氧化碳和水反應(yīng)”探究、“實驗室制二氧化碳反應(yīng)原理”探究、“二氧化碳制取裝置變形”探究等等。在教學(xué)設(shè)計時，教師不可拘泥于教材的實驗安排，要本著發(fā)展學(xué)生思維、提高知識建構(gòu)有效性的目的，根據(jù)科學(xué)探究的一般流程重構(gòu)實驗，設(shè)置真實的情境，利用層進性的問題啟發(fā)誘思，使學(xué)生在探究中達成對知識的深度理解。例如，書本中“二氧化碳和水反應(yīng)”的實驗就能進行如圖2的科學(xué)探究設(shè)計。

（2）以“對照比較”為框架，體驗物質(zhì)的多樣性和統(tǒng)一性。

本單元中，碳元素可以形成金剛石、石墨、C60等不同單質(zhì)，碳、氧元素可以形成一氧化碳和二氧化碳，這是豐富學(xué)生物質(zhì)多樣性認識的絕佳素材。物質(zhì)的多樣性表現(xiàn)為組成相同而結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，是一種對立統(tǒng)一的辯證關(guān)系。因此，對于物質(zhì)多樣性的教學(xué)，宜采用“對照比較”的方法，用表格（見表2）引導(dǎo)學(xué)生梳理物質(zhì)的異同點，幫助學(xué)生形成正確的認知。另外，氧氣和二氧化碳的實驗室制法的比較，有助于學(xué)生建構(gòu)“實驗室制取某氣體”的研究模型。碳、氫氣和一氧化碳雖是不同物質(zhì)，但卻都有可燃性和還原性。這些內(nèi)容（見表3）都可用“對照比較”的方法進行整理，建立多角度多層次的聯(lián)系，優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。

（3）以“結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途”為主線，感悟“宏微結(jié)合”的學(xué)科思維。

本單元為元素及其化合物知識單元，主要學(xué)習(xí)碳單質(zhì)、一氧化碳、二氧化碳的性質(zhì)及用途。在教學(xué)中，教師可以從實驗探究入手，了解物質(zhì)的性質(zhì)，根據(jù)性質(zhì)推測用途，根據(jù)性質(zhì)反溯結(jié)構(gòu)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的教學(xué)主線（見圖3）。如石墨性質(zhì)的教學(xué)，可讓學(xué)生拿出一支6B鉛筆，在白紙上寫字，用小刀削芯粉，用手捻芯粉，將鉛筆芯接入電路。在“寫”“削”過程中體驗石墨的質(zhì)軟，在“捻”的過程中體驗石墨的滑膩感，通過“燈亮”感知石墨的導(dǎo)電性。性質(zhì)是橋梁，連接著結(jié)構(gòu)和用途，串聯(lián)起宏觀和微觀。后續(xù)圍繞石墨的物理性質(zhì)進行應(yīng)用和溯因，則可順利完成石墨用途和結(jié)構(gòu)的教學(xué)。這樣的教學(xué)渾然一體，既符合學(xué)生的認知規(guī)律，又蘊含著學(xué)科思維。

（4）以“物質(zhì)轉(zhuǎn)化”為抓手，打通物質(zhì)間的聯(lián)系，將知識結(jié)構(gòu)化。

本單元的物質(zhì)種類較多，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系較復(fù)雜，這些轉(zhuǎn)化關(guān)系不僅體現(xiàn)了物質(zhì)各自的化學(xué)性質(zhì)，還為物質(zhì)的制備提供了理論支持。在教學(xué)中，教師可經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生單一課題的化學(xué)方程式掌握得不錯，但一到單元綜合就出現(xiàn)“張冠李戴”、混淆不清的現(xiàn)象，這是學(xué)生的記憶缺少聯(lián)結(jié)通道、知識碎片化的結(jié)果。因此單元整體教學(xué)就必須打通物質(zhì)間的聯(lián)系，使學(xué)生的知識得以結(jié)構(gòu)化，那么最有效的方法就是用思維導(dǎo)圖（見圖4）幫助學(xué)生梳理物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。在教學(xué)中，我們可讓學(xué)生從物質(zhì)類別的角度回憶本單元學(xué)過的含碳元素的物質(zhì)，如單質(zhì)、氧化物、酸、鹽，之后思考它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系并用箭頭表示，接著要求學(xué)生以物質(zhì)為中心聯(lián)系各自的化學(xué)性質(zhì)反思轉(zhuǎn)化關(guān)系是否完整、轉(zhuǎn)化方法有哪些，最后用化學(xué)方程式進行例證說明。

單元整體教學(xué)能使原本分散的知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，教師要從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的視角，從科學(xué)認知、化學(xué)實驗和科學(xué)探究、科學(xué)與人文教育三個維度分析、梳理、把握教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計有思維容量的問題鏈，采用多樣的教學(xué)策略，促成深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。