基于學(xué)科核心素養(yǎng)的化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計

沈偉藝

摘要：單元設(shè)計是在整體觀下對學(xué)習(xí)主題、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)活動、持續(xù)性評價等要素的系統(tǒng)性設(shè)計。以“酸和堿”主題為例，闡述基于學(xué)科核心素養(yǎng)的單元教學(xué)設(shè)計流程，發(fā)揮化學(xué)核心概念的統(tǒng)攝作用，對化學(xué)知識的素養(yǎng)功能價值及其學(xué)科觀念進行梳理和概括，使化學(xué)學(xué)習(xí)由“散點”變成結(jié)構(gòu)化，實現(xiàn)化學(xué)知識的功能化和素養(yǎng)化。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);單元教學(xué);教學(xué)設(shè)計

文章編號：1008-0546（2020）11-0042-03 中圖分類號：G632.41 文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.11.011

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是指化學(xué)教學(xué)給予學(xué)生未來發(fā)展所需要的關(guān)鍵能力、必備品格與價值觀念。課堂教學(xué)是達成素養(yǎng)目標(biāo)的重要途徑，“素養(yǎng)為本”的教學(xué)倡導(dǎo)單元設(shè)計。單元設(shè)計是在整體觀下對學(xué)習(xí)主題、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)活動、持續(xù)性評價等要素的系統(tǒng)性、發(fā)展性設(shè)計，通過對化學(xué)知識的素養(yǎng)功能價值及其學(xué)科觀念的梳理和概括，形成從基本概念到核心概念的知識建構(gòu)，使化學(xué)學(xué)習(xí)由“散點”變成結(jié)構(gòu)化，從而實現(xiàn)化學(xué)知識的功能化和素養(yǎng)化。

一、主題的解讀

“單元學(xué)習(xí)主題”是指依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生經(jīng)驗，圍繞化學(xué)核心知識組織起來的，體現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的主題。“酸和堿”是《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》身邊的化學(xué)物質(zhì)（一級主題）下的生活中常見的化合物（二級主題）的重點內(nèi)容，包括溶液的酸堿性、常見的酸和堿及其反應(yīng)等內(nèi)容。整體而言，“酸和堿”承接金屬內(nèi)容，關(guān)聯(lián)后續(xù)鹽單元的學(xué)習(xí)，關(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn)中的物質(zhì)構(gòu)成的奧秘、物質(zhì)的化學(xué)變化、科學(xué)探究、化學(xué)與社會發(fā)展等內(nèi)容專題，可構(gòu)建形成學(xué)習(xí)主題。

從化學(xué)學(xué)科價值看，酸和堿是常見的兩類物質(zhì)。它的功能與價值體現(xiàn)在：第一，從定性到定量。定性認(rèn)識酸具有酸性、堿具有堿性;然后通過用pH試紙測酸堿度，初步從定量角度認(rèn)識酸堿性的強弱。第二，從宏觀到微觀。從具體酸和堿的性質(zhì)入手，歸納共性，然后從微觀角度進行解釋，體現(xiàn)了物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。第三，從性質(zhì)到用途。在重點介紹酸和堿性質(zhì)基礎(chǔ)上，強調(diào)其性質(zhì)與用途的關(guān)系，體現(xiàn)知識運用。因此，通過“酸和堿”單元的學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生開展以實驗為主的多種探究活動，從宏微結(jié)合、變化守恒的視角，運用證據(jù)推理與模型認(rèn)知的思維方式解決實際問題，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任，促進化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

二、單元素養(yǎng)目標(biāo)分析

在學(xué)科知識層面，學(xué)生關(guān)于酸堿的已有認(rèn)識：家庭調(diào)味品食醋中的醋酸;稀酸與鎂、鋅、鐵、銅等金屬反應(yīng)的異同;澄清石灰水中的溶質(zhì)氫氧化鈣等等，但對酸堿性質(zhì)、反應(yīng)化學(xué)方程式和類型等方面認(rèn)識存在不完整性和錯誤。

在學(xué)科能力層面，學(xué)生具備一定的預(yù)測一現(xiàn)象一結(jié)論的能力。但是，由于很多酸堿反應(yīng)看不到明顯現(xiàn)象，怎么證明反應(yīng)發(fā)生了呢？多數(shù)同學(xué)缺乏實驗方案的設(shè)計角度和思路。尤其當(dāng)面對復(fù)雜的實際問題時，不能運用其中涉及的酸堿性質(zhì)，更無法充分考慮各種因素，進行有層次的分析和論證。

在學(xué)科思維層面，通過前面學(xué)習(xí)，學(xué)生初步從微觀層面認(rèn)識“物質(zhì)具有不同性質(zhì)的原因是什么”“物質(zhì)之間為什么會發(fā)生各種變化”等問題，也認(rèn)識到金屬等類物質(zhì)的學(xué)習(xí)方法。然而，從類別的角度系統(tǒng)認(rèn)識一類物質(zhì)性質(zhì)的意識有待加強，對化學(xué)變化的認(rèn)識角度和思路有待豐富，根據(jù)物質(zhì)的類別說明或預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)能力有待提升。

基于以上分析，酸和堿的學(xué)習(xí)重點是發(fā)展學(xué)生“宏微結(jié)合”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，同時使學(xué)生的“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“變化觀念”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等素養(yǎng)也都得到相應(yīng)發(fā)展。本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)如表1所示。

三、單元主題教學(xué)規(guī)劃

“酸和堿”以學(xué)生認(rèn)識能力發(fā)展為整體目標(biāo)。引導(dǎo)學(xué)生按“酸堿是什么一酸堿有什么性質(zhì)一酸堿反應(yīng)有什么用”的思路，通過多課時教學(xué)逐漸建立對酸和堿從定性到定量、從宏觀到微觀、從孤立到系統(tǒng)的認(rèn)識水平，形成運用類別觀認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)的方法。

本主題需要5課時完成（見表2）。第1課時通過指示劑和pH試紙檢驗溶液的酸堿性，基于實驗事實為證據(jù)對酸堿性的論證。論證鏈條如：石蕊變紅一溶液呈酸性→酸→H⁺（導(dǎo)電性實驗），pH試紙測pH→酸堿性→酸堿性強弱等。第2、3課時分別通過對常見酸和堿的性質(zhì)和變化進行描述和多重表征，從微觀層面說明同類物質(zhì)的共性和不同類物質(zhì)性質(zhì)差異的原因。第4課時通過如何證明“看不見”的氫氧化鈉溶液和鹽酸發(fā)生反應(yīng)的問題解決，通過提出假設(shè)，設(shè)計實驗方案并進行操作，收集實驗證據(jù)，基于實驗事實得出結(jié)論，從微觀角度建立中和反應(yīng)的認(rèn)識模型（H⁺+OH^-=H2O），形成對特定化學(xué)問題分析的思維過程。第5課時通過運用所學(xué)的酸堿反應(yīng)的知識和方法，對人體健康、社會可持續(xù)發(fā)展可能帶來的影響問題，提出處理或解決問題的方案。

四、單元教學(xué)設(shè)計反思

1.發(fā)揮核心概念的統(tǒng)攝作用

在教學(xué)中，應(yīng)發(fā)揮酸和堿、中和反應(yīng)等核心概念的統(tǒng)攝作用，引導(dǎo)學(xué)生形成基于類別、反應(yīng)等角度認(rèn)識酸堿性質(zhì)的關(guān)鍵能力。比如，從溶液導(dǎo)電性認(rèn)識酸、堿→借助工具（指示劑、pH試紙）區(qū)分酸堿→借助溶解性表認(rèn)識酸堿的組成特點等。在學(xué)習(xí)酸的性質(zhì)時，有序建構(gòu)酸的性質(zhì)框架，即酸能和哪些類別的物質(zhì)反應(yīng)一依法寫出化學(xué)方程式（置換反應(yīng)“單換單”，復(fù)分解反應(yīng)“相互交換、價態(tài)不變”）一從共性到個性（相同的H→⁺，不同的酸根離子）。再如，HCI和H2SO4在水溶液中都存在H+，溶液都呈酸性。NaOH和ca（OH）2的水溶液中都存在OH^-，都呈堿性。酸是一類“有個性”的物質(zhì)（含有H+），堿也是一類“有個性”的物質(zhì)（含有OH^-），二者混合后，酸中的H⁺和堿中的OH-發(fā)生中和反應(yīng)，生成穩(wěn)定的水，所以中和反應(yīng)的動力是有水生成。

2.開展實驗活動，提升探究能力水平

組織和開展學(xué)生實驗活動，引導(dǎo)學(xué)生進行性質(zhì)預(yù)測、方案設(shè)計、概括解釋等活動，不斷提升探究水平。酸和堿之間的反應(yīng)是酸堿化學(xué)性質(zhì)的核心，當(dāng)氫氧化鈉和鹽酸混合無現(xiàn)象時，學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，氫氧化鈉與鹽酸是否反應(yīng)？怎么證明？→它們能發(fā)生什么反應(yīng)？有何依據(jù)？→中和反應(yīng)在實際中有何應(yīng)用？充分發(fā)揮學(xué)生的主體性和主動性，提升探究水平。學(xué)習(xí)堿的性質(zhì)可按以下實驗對比認(rèn)識：分別取NaOH和ca（OH）2兩種固體放在表面皿上觀察，一段時間后再觀察→分別取250 mL的兩個燒杯，大量水溶解少量ca（OH）2，少量水溶解大量NaOH，并觸摸燒杯外壁一取三個充滿CO2的塑料瓶，分別加入等量的澄清石灰水、NaOH溶液、水，觀察→向吸收CO2后的NaOH溶液滴加稀鹽酸，另取氫氧化鈉溶液加稀鹽酸對→向表面皿上久置的NaOH固體加稀鹽酸，向新取的NaOH固體中加稀鹽酸對比。

3.創(chuàng)設(shè)真實情境，增強問題解決能力

創(chuàng)設(shè)源于生產(chǎn)和生活實際的真實問題情境，幫助學(xué)生體驗物質(zhì)性質(zhì)及其變化的應(yīng)用。比如，酸的性質(zhì)教學(xué)時，可創(chuàng)設(shè)以下問題情景：將一粒vc泡騰片放進水中，產(chǎn)生氣泡，其水溶液有酸味口感一猜想、設(shè)計實驗檢驗產(chǎn)生的氣體一猜想、設(shè)計實驗檢驗vc泡騰片的水溶液是否呈酸性→從分類角度小結(jié)（指示劑法或pH試紙、金屬法、金屬氧化物法、堿法、碳酸鈉溶液即鹽法）→歸納出酸的5個通性。再如，解決酸堿性強弱與pH大小之間的關(guān)系問題：取10%的稀鹽酸5mL，命名為A溶液一取1滴A溶液滴人5mL水中，得B溶液一取1滴B溶液滴入5mL水中，得c溶液，3種溶液酸性強弱順序為A>B>C→分別測出A、B、c三種溶液的pH→得出“溶液酸性越強，pH越小”的結(jié)論。同理，也可得出“溶液堿性越強，pH越大”的結(jié)論。通過真實情境問題的解決，把知識的獲得、方法的習(xí)得、觀念的悟得等寓于過程之中，提升解決問題的綜合能力，切實把培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)落到實處。