化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為本的單元教學(xué)設(shè)計(jì)

朱鵬飛 陳敏

摘要：以蘇教版化學(xué)1“研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法”為例，從單元主題的確定、教學(xué)內(nèi)容分析、教學(xué)策略、教學(xué)設(shè)計(jì)思路、教學(xué)過程等方面闡述了開展單元教學(xué)的實(shí)踐及思考。實(shí)踐表明相比于課時教學(xué)設(shè)計(jì)，單元教學(xué)設(shè)計(jì)能夠更好地發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)方法;青蒿素;溶液的配制;化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

文章編號：1008-0546（2020）01-0006-04 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.01.002

一、對單元教學(xué)內(nèi)容的思考及其與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)聯(lián)

課堂教學(xué)是發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的主陣地，開展相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)研究及實(shí)踐是落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求的重要途徑。基于學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)需要教師由“課時主義”轉(zhuǎn)向“單元教學(xué)”，因?yàn)榛瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵豐富，教師很難在一節(jié)課中完成相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)。“單元教學(xué)”是指教師在對課程標(biāo)準(zhǔn)、教材等教學(xué)指導(dǎo)性資源進(jìn)行深入地解讀和剖析后，根據(jù)自己對教學(xué)內(nèi)容的理解，以及學(xué)生的情況和特點(diǎn)，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析、整合、重組，形成相對完整的教學(xué)主題，并以一個完整的教學(xué)主題作為一個教學(xué)單元的教學(xué)。教師可以選擇一個教材單元來作為單元教學(xué)設(shè)計(jì)，因?yàn)榻滩膯卧墙滩木幹普咭罁?jù)相關(guān)理論和學(xué)科本質(zhì)編制的教學(xué)單元;同時教學(xué)單元也可以是教師根據(jù)學(xué)情，結(jié)合自己對教學(xué)內(nèi)容的理解，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析和重組形成較為完整的教學(xué)主題。學(xué)科核心素養(yǎng)視域下的單元教學(xué)需要教師以“學(xué)科大概念”為引導(dǎo)，分析知識內(nèi)容與素養(yǎng)的關(guān)聯(lián)，以相關(guān)主題為單元教學(xué)的串聯(lián)引線。

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的重要特征，也是發(fā)展“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)最佳的教學(xué)載體。2017年版高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)在“必修課程主題1：1.3化學(xué)實(shí)驗(yàn)”指出，學(xué)生需要認(rèn)識化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究和學(xué)習(xí)物質(zhì)及其變化的基本方法，是科學(xué)探究的一種重要途徑;初步學(xué)會物質(zhì)檢驗(yàn)、分離、提純和溶液配制等化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)技能;學(xué)習(xí)研究物質(zhì)性質(zhì)，探究反應(yīng)規(guī)律，進(jìn)行物質(zhì)分離、檢驗(yàn)和制備等不同類型化學(xué)實(shí)驗(yàn)及探究活動的核心思路與基本方法。而蘇教版必修1第二單元“研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法”主要內(nèi)容包括物質(zhì)的分離與提純、常見物質(zhì)的檢驗(yàn)、溶液的配制及分析三個部分。可以發(fā)現(xiàn)盡管蘇教版的教材是根據(jù)03年版高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)制定的，但同樣與2017版課標(biāo)實(shí)驗(yàn)部分的內(nèi)容比較吻合。筆者以教科書該部分內(nèi)容為主體并進(jìn)行優(yōu)化進(jìn)而開展單元教學(xué)設(shè)計(jì)研究。

科學(xué)家如何利用實(shí)驗(yàn)的方法研究物質(zhì)，其首先需要開展物質(zhì)的分離與提純工作，從混合物中獲得純凈物或相應(yīng)的目標(biāo)物質(zhì)，然后需要測定物質(zhì)的組成，確定它是哪種物質(zhì)，進(jìn)行物質(zhì)的檢驗(yàn)，在物質(zhì)分離、提純、檢驗(yàn)過程中都需要進(jìn)行溶液的配制工作。可見蘇教版在這一部分內(nèi)容的編排體現(xiàn)了科學(xué)家利用實(shí)驗(yàn)方法研究物質(zhì)經(jīng)歷的過程。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（解讀）》指出科學(xué)探究能力培養(yǎng)的內(nèi)涵包括基本認(rèn)識、基本技能、基本經(jīng)驗(yàn)，而該部分內(nèi)容的基本認(rèn)識是要求引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究物質(zhì)的基本方法，基本技能要求學(xué)生初步學(xué)會化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識和技能，基本經(jīng)驗(yàn)要求學(xué)生學(xué)習(xí)研究不同類型化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動的核心思路和探究方法，可見其具有豐富的“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)發(fā)展價值。同時，無論是物質(zhì)的分離與提純、物質(zhì)的檢驗(yàn)還是溶液的配制，都要求學(xué)生從微粒的角度看待水溶液中發(fā)生的反應(yīng)或變化，因此該部分內(nèi)容也具有較強(qiáng)的“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)發(fā)展價值。此外實(shí)驗(yàn)過程中使用的四氯化碳、苯為有毒的試劑，教師對它們的正確使用、回收處理也能夠引導(dǎo)學(xué)生樹立安全意識和環(huán)保意識，形成良好的實(shí)驗(yàn)工作習(xí)慣，逐步發(fā)展“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”素養(yǎng)。

該單元教學(xué)內(nèi)容需要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的探究教學(xué)功能，培養(yǎng)其動手實(shí)踐能力，幫助學(xué)生深度學(xué)習(xí)和理解核心知識，促進(jìn)科學(xué)探究活動與科學(xué)概念理解的相互融合統(tǒng)一。同時需要指出的是，由于實(shí)驗(yàn)室條件、課時的限制，不可能所有的實(shí)驗(yàn)都設(shè)計(jì)為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師的演示實(shí)驗(yàn)也能夠發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，這就需要設(shè)計(jì)具有驅(qū)動性、有價值的問題和學(xué)習(xí)任務(wù)，幫助學(xué)生建構(gòu)核心觀念。

二、單元教學(xué)策略和整體設(shè)計(jì)思路

筆者在日常教學(xué)中發(fā)現(xiàn)該部分內(nèi)容在教學(xué)實(shí)踐中存在以下突出問題：（1）缺乏整體規(guī)劃，教學(xué)過程中并未將三個環(huán)節(jié)的內(nèi)容打通進(jìn)行教學(xué)，這一點(diǎn)也可以從各大期刊發(fā)表的相關(guān)文章看出，研究者大多僅就其中的一部分展開研究，目前還未有該部分單元教學(xué)設(shè)計(jì)的成果發(fā)表;（2）典型實(shí)驗(yàn)及探究活動開展的不充分，教材中開設(shè)的實(shí)驗(yàn)做得較少，或?qū)?shí)驗(yàn)探究看成簡單動手做實(shí)驗(yàn);（3）教師教學(xué)過程比較關(guān)注實(shí)驗(yàn)操作過程，對于不同化學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)所用的核心方法強(qiáng)調(diào)不夠，例如教師在物質(zhì)分離、提純、檢驗(yàn)這部分內(nèi)容講授時，比較強(qiáng)調(diào)蒸餾、萃取、分液等實(shí)驗(yàn)儀器及操作實(shí)驗(yàn)事項(xiàng)，而較少強(qiáng)調(diào)選擇物質(zhì)分離的實(shí)驗(yàn)方法是根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)的差異，進(jìn)行物質(zhì)檢驗(yàn)選擇檢驗(yàn)試劑的依據(jù)是物質(zhì)的特征反應(yīng)和干擾因素，而這恰是2017年版課標(biāo)該部分內(nèi)容學(xué)業(yè)要求所重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的;（4）教師對于學(xué)生微粒觀的培養(yǎng)重視不夠，通常認(rèn)為微粒觀應(yīng)在后續(xù)“電解質(zhì)、離子反應(yīng)”教學(xué)中重點(diǎn)培養(yǎng)，事實(shí)上“物質(zhì)的分離與提純、常見物質(zhì)的檢驗(yàn)、溶液的配制”也具有豐富的發(fā)展學(xué)生微粒觀價值。針對上述問題，2017年版課標(biāo)提出了相應(yīng)的教學(xué)策略：整體規(guī)劃實(shí)驗(yàn)及探究教學(xué)，發(fā)揮典型實(shí)驗(yàn)探究活動的作用;選取真實(shí)的、有意義的、引發(fā)學(xué)生興趣的探究問題;改變在實(shí)驗(yàn)中注重動手但缺少思考的現(xiàn)狀，強(qiáng)調(diào)高級思維過程。課標(biāo)提出的教學(xué)策略是較上位的指導(dǎo)意見，如何將上述教學(xué)策略具體化落實(shí)到教學(xué)中，筆者進(jìn)行了初步探索。

首先，在“選取真實(shí)的、有意義的、引發(fā)學(xué)生興趣的探究問題”方面，筆者選擇“青蒿素的發(fā)現(xiàn)、研究之旅”和“粗鹽的提純”兩個主題貫穿單元教學(xué)的全過程。中國科學(xué)家對青蒿素的研究歷程蘊(yùn)含了“研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法”要素，如屠呦呦使用乙醚來提取青蒿中的有關(guān)物質(zhì)，科學(xué)家利用多種技術(shù)研究青蒿素的結(jié)構(gòu)。這些素材的使用既突出時代性又具有中國特色，增強(qiáng)學(xué)生文化自信。而“粗鹽的提純”是學(xué)生較為熟悉的學(xué)習(xí)主題，以往教學(xué)大多將該主題僅用在“物質(zhì)分離與提純”教學(xué)過程中，筆者嘗試進(jìn)一步拓展延伸該素材的教學(xué)價值，設(shè)計(jì)問題“如何檢驗(yàn)提純后的食鹽中含有雜質(zhì)SO4^2-、如何檢驗(yàn)其中的Na⁺、CI^-、如何檢驗(yàn)加入的鹽酸是否過量、如何配制一定物質(zhì)的量濃度的NaCI溶液、配制的NaCI溶液在科學(xué)研究中有哪些應(yīng)用”。這樣的拓展使得該素材的使用能夠貫穿整個單元教學(xué)過程。除了上述兩個主問題外，還設(shè)計(jì)了“高度白酒如何釀制得到”等多個生活化、引發(fā)學(xué)生興趣的問題。