“素養(yǎng)為本”的高中化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究

馬艷輝 梅才宏

**本文系合肥市教研課題“‘素養(yǎng)為本的高中化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究”的研究成果，課題立項(xiàng)號(hào)為HJG21028。

摘要：隨著新課改在全國(guó)范圍內(nèi)的開(kāi)展，如何轉(zhuǎn)變教學(xué)模式從注重學(xué)生的知識(shí)獲取轉(zhuǎn)向注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的收獲及感想，如何在教學(xué)中滲透學(xué)科素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的學(xué)科能力成了當(dāng)下火爆的課題。本文以《硫及其化合物》教學(xué)為例，從單元教學(xué)內(nèi)容、單元教學(xué)目標(biāo)、單元評(píng)價(jià)目標(biāo)、單元教學(xué)過(guò)程等方面進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)及實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng) 單元教學(xué) 設(shè)計(jì)與實(shí)踐

引言

隨著新課程、新教材、新課改的全面推行，教師們對(duì)于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵及新課程的基本理念已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí)，但對(duì)于如何整合教材進(jìn)行結(jié)構(gòu)化單元教學(xué)設(shè)計(jì)并在實(shí)踐過(guò)程中滲透化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，使教學(xué)評(píng)價(jià)從注重學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解轉(zhuǎn)向注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步形成學(xué)科能力和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，還需要不斷地在教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)和探索。本文以人教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)第五單元《硫及其化合物》教學(xué)為例，談?wù)劸唧w單元教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐路徑。

一、單元教學(xué)內(nèi)容的分析

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中本單元教學(xué)要求：結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解硫及其重要化合物的主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)這些物質(zhì)在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

在學(xué)習(xí)本單元內(nèi)容前，學(xué)生已經(jīng)掌握了基本化學(xué)概念和化學(xué)用語(yǔ)的知識(shí)，具備運(yùn)用理論知識(shí)指導(dǎo)元素化合物學(xué)習(xí)的能力，能夠從硫的位置和結(jié)構(gòu)入手，分析和預(yù)測(cè)其主要性質(zhì)，具備一定的實(shí)驗(yàn)操作技能。但本單元教學(xué)設(shè)計(jì)以“工業(yè)制硫酸”為活動(dòng)主線(xiàn)，需在熟悉含硫物質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用所學(xué)知識(shí)對(duì)含硫物質(zhì)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，這將鍛煉學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮图僭O(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)試劑，如實(shí)觀(guān)察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析和推理，從而得出合理的結(jié)論的能力。

基于課標(biāo)對(duì)本單元的要求及學(xué)生學(xué)情，本單元教學(xué)采用真實(shí)的問(wèn)題情境：化學(xué)工程師如何設(shè)計(jì)制備硫酸的反應(yīng)路線(xiàn)？硫酸為何被稱(chēng)為“化工之母”？如何檢驗(yàn)溶液中存在硫酸根離子？根據(jù)硫酸的制備路線(xiàn)，其工業(yè)生產(chǎn)流程有哪些特點(diǎn)？如果說(shuō)硫酸的合成是人為控制含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化，那么，在自然界中、實(shí)驗(yàn)室中的含硫物質(zhì)又該如何轉(zhuǎn)化？學(xué)生在現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題或探究活動(dòng)中完成學(xué)習(xí)任務(wù)，在獲得化學(xué)知識(shí)的同時(shí)培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

第一課時(shí)：硫酸制備路線(xiàn)的設(shè)計(jì)與分析，根據(jù)硫原子結(jié)構(gòu)分析其可能的化合價(jià)，并結(jié)合所學(xué)物質(zhì)的分類(lèi)，繪制含硫物質(zhì)的價(jià)—類(lèi)二維圖。根據(jù)價(jià)—類(lèi)二維圖中的含硫物質(zhì)合理預(yù)測(cè)制備硫酸路線(xiàn)并對(duì)路線(xiàn)進(jìn)行可行性分析，由此展開(kāi)對(duì)硫、二氧化硫物理、化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)，再通過(guò)了解其在生活中的應(yīng)用，掌握結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途的思維方法，建立研究非金屬單質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)知模型。第二課時(shí)：探究硫酸被稱(chēng)為“化工之母”的原因，圍繞硫酸在化工生產(chǎn)中的重要應(yīng)用這一線(xiàn)索，探究不同濃度硫酸的性質(zhì)，特別是濃硫酸具有的三大特性——吸水性、脫水性、強(qiáng)氧化性，并對(duì)硫酸根離子進(jìn)行檢驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途的理解。第三課時(shí)：工業(yè)制硫酸——控制含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。硫酸合成的前提是合理控制含硫物質(zhì)轉(zhuǎn)化。基于硫酸工業(yè)生產(chǎn)路線(xiàn)進(jìn)行分析，能使學(xué)生認(rèn)識(shí)到含硫物質(zhì)轉(zhuǎn)化所需的條件，了解自然界中硫及其化合物的轉(zhuǎn)化、實(shí)驗(yàn)室中含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與創(chuàng)新意識(shí)”等化學(xué)核心素養(yǎng)。

依據(jù)課標(biāo)要求、學(xué)生學(xué)情、單元教學(xué)設(shè)計(jì)，確立本單元教學(xué)重點(diǎn)：硫、二氧化硫的性質(zhì)，可逆反應(yīng)，濃硫酸的特性，硫酸根離子的檢驗(yàn)，含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。本單元教學(xué)難點(diǎn)：根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、物質(zhì)類(lèi)別及所處價(jià)態(tài)等對(duì)物質(zhì)可能具有的性質(zhì)進(jìn)行合理預(yù)測(cè)并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，從化合價(jià)角度列舉不同含硫物質(zhì)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行轉(zhuǎn)化驗(yàn)證。

二、單元教學(xué)目標(biāo)與評(píng)價(jià)目標(biāo)的確立

（一）教學(xué)目標(biāo)

（1）通過(guò)分析硫的原子結(jié)構(gòu)，預(yù)測(cè)硫單質(zhì)可能的化學(xué)性質(zhì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，深入理解“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”。

（2）了解SO2的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，能說(shuō)出SO2的主要用途。

（3）通過(guò)SO2與H2O、O2反應(yīng)的學(xué)習(xí)，初步認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)。

（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解硫酸的酸性和濃硫酸的特性，能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)SO2-4。

（5）知道含不同價(jià)態(tài)硫元素的物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化，并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究或驗(yàn)證，強(qiáng)化氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用能力。

（6）能說(shuō)出含硫物質(zhì)進(jìn)入大氣的主要途徑，知道SO2進(jìn)入大氣會(huì)形成酸雨危害環(huán)境，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。

（二）評(píng)價(jià)目標(biāo)

（1）通過(guò)單質(zhì)硫物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)，診斷學(xué)生是否能依據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、檢驗(yàn)性質(zhì)和在一定條件下可能發(fā)生的化學(xué)變化，培養(yǎng)學(xué)生“宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析”的化學(xué)核心素養(yǎng)。

（2）通過(guò)SO2與H2O、SO2與O2這兩個(gè)可逆反應(yīng)，診斷學(xué)生是否能認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和變化是永恒的，是否能歸納物質(zhì)及其變化的共性和特性，培養(yǎng)學(xué)生“變化觀(guān)念與平衡思想”的化學(xué)核心素養(yǎng)。

（3）通過(guò)濃硫酸和蔗糖、濃硫酸和Cu的反應(yīng)，診斷學(xué)生是否能根據(jù)已學(xué)的相關(guān)知識(shí)分析濃硫酸的酸性、吸水性、脫水性及強(qiáng)氧化性，培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)核心素養(yǎng)。

（4）通過(guò)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化，診斷學(xué)生是否能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)方案選擇試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的化學(xué)核心素養(yǎng)。

（5）通過(guò)學(xué)習(xí)硫酸的制備，診斷學(xué)生是否具備理論聯(lián)系實(shí)際的觀(guān)念、將化學(xué)成果應(yīng)用于生產(chǎn)生活的意識(shí)、發(fā)現(xiàn)化學(xué)問(wèn)題并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)。

三、單元教學(xué)過(guò)程（以第三課時(shí) 工業(yè)制硫酸——控制含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化為例）

學(xué)習(xí)任務(wù)一 工業(yè)生產(chǎn)硫酸——人為控制含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。

新課引入：前面我們已經(jīng)設(shè)計(jì)了硫酸的制備路線(xiàn)并了解了硫酸的性質(zhì)。紙上得來(lái)終覺(jué)淺，今天，就讓我們一起走進(jìn)化工廠(chǎng)，去感受一下工業(yè)制硫酸。同學(xué)們?cè)谟^(guān)看完視頻后，完成學(xué)案中的工業(yè)制硫酸的工藝流程圖和方程式書(shū)寫(xiě)。

學(xué)生活動(dòng)：觀(guān)看工業(yè)制硫酸視頻，了解硫酸實(shí)際生產(chǎn)工藝，并完成學(xué)案。

教師小結(jié)：從物質(zhì)間相互轉(zhuǎn)化的角度來(lái)看，工業(yè)制硫酸就是人為控制反應(yīng)條件使含硫物質(zhì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。

學(xué)習(xí)任務(wù)二 自然界含硫物質(zhì)的存在及轉(zhuǎn)化。

教師過(guò)渡：在自然界中，含硫物質(zhì)又是如何轉(zhuǎn)化的？

圖片展示：自然界中硫元素的存在及轉(zhuǎn)化。

提出問(wèn)題1：觀(guān)察圖片并閱讀教材，嘗試分類(lèi)概括含硫物質(zhì)在地殼、大氣中的分布特點(diǎn)。

提出問(wèn)題2：嘗試說(shuō)明這些含硫物質(zhì)是如何在自然界中相互轉(zhuǎn)化循環(huán)的。

學(xué)生活動(dòng)：觀(guān)察圖片、閱讀資料并回答問(wèn)題。

學(xué)習(xí)任務(wù)三 探究不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。

教師過(guò)渡：自然界中的含硫物質(zhì)在一定條件下能夠相互轉(zhuǎn)化。那么，在實(shí)驗(yàn)室里如何實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化？

教師講解：化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)說(shuō)明。

學(xué)生聆聽(tīng)：了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及其原則、步驟等相關(guān)知識(shí)。

提出問(wèn)題1：嘗試列舉不同價(jià)態(tài)的硫元素所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)，并根據(jù)硫化合價(jià)的變化，分析各種物質(zhì)在氧化還原反應(yīng)中表現(xiàn)出的是氧化性還是還原性。

提出問(wèn)題2：從上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中選擇一種或幾種，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)化。

學(xué)生活動(dòng)1：實(shí)驗(yàn)室不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。

學(xué)生活動(dòng)2：分析討論實(shí)驗(yàn)方案的可行性，確定其中一種或幾種可行的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生活動(dòng)3：根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀(guān)察及現(xiàn)象記錄。

學(xué)生活動(dòng)4：分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并總結(jié)匯報(bào)。

教師點(diǎn)評(píng)：指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)并得出結(jié)論。

四、教學(xué)反思

（一）課堂的主角是學(xué)生，教師只是輔助者，助其發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)

課堂的主角是學(xué)生，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，借助教師提供的相關(guān)學(xué)習(xí)資料（如適宜的情境問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)器材等）自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并完成學(xué)習(xí)任務(wù)，因此，教師在課堂上應(yīng)積極做好輔助。例如，本單元的第三課時(shí)“工業(yè)制硫酸——控制含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化”教學(xué)中，教師在設(shè)計(jì)課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)和任務(wù)時(shí)，充分考慮了學(xué)生的主體作用和教師的輔助作用。學(xué)生借助教師提供的視頻、書(shū)面資料、實(shí)驗(yàn)器材等，分別從工業(yè)生產(chǎn)、自然界硫循環(huán)、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)與實(shí)驗(yàn)操作三個(gè)不同的視角，感受了不同含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。其一，學(xué)生借助視頻了解了工業(yè)制硫酸的實(shí)際生產(chǎn)流程，豐富了生產(chǎn)生活經(jīng)驗(yàn)，初步形成了理論聯(lián)系實(shí)際的觀(guān)念，具備了將化學(xué)研究成果應(yīng)用于生產(chǎn)生活的意識(shí)；其二，學(xué)生通過(guò)閱讀書(shū)面資料，了解含硫物質(zhì)進(jìn)入大氣的主要途徑，知道SO2進(jìn)入大氣能形成酸雨危害環(huán)境，增強(qiáng)了環(huán)境保護(hù)意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，培養(yǎng)了“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)；其三，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)小組互助協(xié)作的模式，經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方案可行性的討論與評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)方案的具體操作等完整的實(shí)驗(yàn)流程，提升了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作水平，培養(yǎng)了化學(xué)學(xué)科的關(guān)鍵能力，為其科學(xué)探究方面的終身發(fā)展奠定了良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

（二）單元教學(xué)設(shè)計(jì)有助于學(xué)生知識(shí)框架的構(gòu)建，是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)高階思維能力的必然途徑

所謂單元教學(xué)設(shè)計(jì)指教師在對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)、教材等教學(xué)指導(dǎo)性資源進(jìn)行深入學(xué)習(xí)后，根據(jù)自己對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況和特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行素材挖掘、知識(shí)整合、架構(gòu)重組等設(shè)計(jì)，從而形成一個(gè)相對(duì)完整的教學(xué)主題，并以該主題作為一個(gè)教學(xué)單元的設(shè)計(jì)。單元教學(xué)設(shè)計(jì)首先要求教師依托真實(shí)、具體的情境素材對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行知識(shí)脈絡(luò)的構(gòu)建，然后依據(jù)知識(shí)的邏輯層次和難易程度劃分成若干個(gè)子課時(shí)并確定子課時(shí)的情境主題，再根據(jù)子課時(shí)情境主題確定子課時(shí)的若干個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，最后結(jié)合不同的學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)置一系列“登山式”問(wèn)題（活動(dòng)）鏈。教師只有在課前將整個(gè)單元學(xué)習(xí)任務(wù)的框架和邏輯捋順，學(xué)生才可能構(gòu)建起知識(shí)的架構(gòu)，才能在此基礎(chǔ)之上發(fā)展化學(xué)高階思維能力，因此單元教學(xué)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)高階思維能力的必然途徑。

五、結(jié)語(yǔ)

新課程新教材單元教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐是一個(gè)需要持續(xù)積累和發(fā)揮集體智慧的過(guò)程。作為一線(xiàn)教師，我們需要不斷挖掘生活中可利用的情境素材，根據(jù)單元教學(xué)整體思路對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行整合并尋找切入點(diǎn)，提出階梯式問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考，將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)落實(shí)到化學(xué)課堂。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2]人民教育出版社課程教材研究所化學(xué)課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.普通高中教科書(shū)教師教學(xué)用書(shū)化學(xué)必修第二冊(cè)[M].北京：人民教育出版社，2019.

[3]王磊，黃燕寧.單元教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐與反思——以“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)單元為例[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2009（3）：9.

責(zé)任編輯：黃大燦