核心素養導向下的單元教學實踐研究

周玉燕

摘? ?要：現有的教學主要側重于課時目標的落實，缺乏課時之間的相互關聯。單元教學設計的目的，在于通過情境設置引導學生構建概念獲得完整的知識體系，以高中化學“從化學鍵的角度認識物質及其轉化”為例，提出發展學生變化觀念和模型認知的素養為導向，以“水”為載體，將學科關鍵性知識，核心素養進行有效整合，并對單元測試作業結果進行初步分析。

關鍵詞：單元教學;化學鍵;物質轉化

1? 研究背景

20世紀，美國教育學者杜威提出了單元教學的教學模式;布魯姆提出了以教學目標控制單元的教學活動以此提高教學效率[ 1 ]。20世紀20年代，“單元教學”進入我國教育工作者的視野，并在國內經歷了較長時間的探索[ 2 ]。

《普通高中化學課程標準（2017年版）》（以下簡稱新課標）指出：發展學生化學學科核心素養是高中化學教學的核心目標[ 3 ]。而現有的教學主要側重于課時目標的落實，零星知識和符號的教學，缺乏課時之間的相互關聯，鮮有對學科核心素養發展的頂層設計。基于此，實現核心素養的培養目標對現有的教學提出了新的要求。單元教學設計是教師運用系統方法，建構各課時之間的知識點關聯的過程性設計，其目的在于改變側重記憶零星知識和符號的教學，強調學生通過構建概念獲得完整的知識體系，教師重視每個課時之間的學習情境中的關系，從而達成發展學生學科核心素養的目標[ 3 ]。

單元教學設計流程主要包含單元規劃、單元教材教法分析與目標設計、單元教學活動與評價[ 4 ]。

2? 單元教學實踐研究

“傳統”教學通常將教學知識內容作為“單元”劃分的依據，因此主要以知識的獲取、應試水平的提高為目標進行教學活動。本文提及的單元整體設計不再僅僅拘泥于以教學知識內容劃分，而是以核心素養為目標，構建學生完整的知識體系。本研究主要以“從化學鍵的角度認識物質及其轉化”的單元教學為例進行教學實踐。

2.1? 單元教學規劃

為了更好的開展“素養為本”的化學教學，打破傳統單課時教學的瓶頸，課題小組將《新課標》中必修課程“化學鍵”“化學反應與能量轉化”“化學反應與電能”中關于電解的基本原理，規整為“從化學鍵的角度認識物質及其轉化”進行單元整體教學。

該單元主要以“變化觀念”和“模型認知”為發展核心素養目標進行教學設計。以魯科版（2019年）為例，本單元的必備知識主要分布于化學必修2的主題3和選擇性必修1的主題1 以及在后續的有關化學反應原理的學習中，知識點分布如表1所示。該版本將電解這部分內容調整在選擇性必修1 中進行學習，割裂了能量轉化這部分內容的整體性，不利于學生圍繞“能量轉化”主題構建物質的變化的模型和發展變化觀念這一核心素養。因此將電解的基本原理整合至本單元整體教學設計中，對于電解的應用只要求學生利用電解模型解決必修1中涉及的化學工業生產，其余不做深入探討。

2.2? 單元教學目標與課時目標

基于學科核心素養取向的單元教學設計，旨在促進學生能從不同角度認知化學變化的多樣性，能運用定性、定量結合的方式和對立統一思想，揭示化學變化的本質特征。《新課標》中關于本單元的內容要求和學業要求，以及相應的學科核心素養的發展，如表2所示。在單元目標定位的基礎上設計遞進的5個課時目標，如圖1 所示。

2.3? 單元的教學活動設計

基于對整體目標和課時目標關系的分析，本單元重點在于發展學生能從微觀和宏觀的角度，結合數據和實驗事實認識化學變化的本質特質，能用符號表示微觀過程;構建對化學能與電能相互轉化的原理和裝置的認識模型，并能基于該認識模型，分析生產、生活實際中的化學變化。

2.3.1? 基于情境素材的關鍵性知識、學科關鍵能力的有效整合

情境素材是整個單元的載體，也是實現學科關鍵能力的要素之一。單旭峰將情境素材依次分為“生活應用情境、化學歷史情境、工業生產情境、科學研究情境”[ 5 ]。本單元的內容較為抽象，學生不易理解，選擇真實的化學情境有利于拉近學生的學習距離，促使學生能夠從化學的角度分析解決“司空見慣”的生活常識，更重要的是在解決問題的過程中發展了不同水平層次的學科關鍵能力。

以此為基礎，對于該單元的教學設計我們參照了俞建峰提出的設計流程結合本校生源課題組主要采取以下方式[ 6 ]：確定單元整體教學設計主要取向于哪一種或者哪幾種核心素養，再依據每個單元特點以情境素材為載體進行關鍵性知識和學科關鍵能力的有效整合。本單元的教學內容的整合思路依據化學學科關鍵能力測試維度進行設計，如圖2 所示[ 7 ]。對于必修階段的能量變化的教學，其關鍵性知識是化學鍵、能量變化、電解池、化學電源等模型的構建，按照圖2的方式進行知識整合，并設計學生活動線索以及評價問題。

2.3.2? 基于學科關鍵能力的教、學、評一致性的單元學習活動設計

在本單元的教學整體教學設計中，圍繞著生活中熟悉的“水”展開，注重單元教學的一致性，從微觀的視角切入，研究“構成水分子的微粒間，水分子之間的相互作用”，微粒相互作用的變化以能量變化的形式呈現出來，進而從宏觀角度研究“氫氣燃燒生成水的能量變化，反應產生的能量如何轉化成電能服務于生產生活”。在具體的教學環節中，引導學生進行相關思考，評價學生的核心素養水平的層次。

根據以上兩點認識，本單元的整體教學設計的構思以“水”為情境線索，貫穿學習“化學鍵、能量變化、電解池、化學電源”關鍵性知識，以證據推理、變化觀念、模型認知、符號表征為主要能力線索及認知層次，學習過程中結合證據推理模型認知和實驗探究為主要核心素養，將“從化學鍵的角度認識物質及其轉化”劃分為3個任務主題，5個課時，其整體構思如圖3所示。

2.4? 單元教學的評價

本單元測試作業的考查內容依據圖4所示的模型進行設計，雙向細目表如表3所示。以下選取學生較薄弱的兩道選擇題進行分析。

例1：中科院金屬研究所在新型 氨硼烷化合物（NH3BH3）儲氫材料研究方面取得了重要進展。研究小組還提出了一種新化學活化方法，將NH3BH3與適量氫化鎂（MgH2）混合球靡可顯著改善材料的放氫性能。下列有關表述不正確的是（? ? ? ? ? ）

A.NH3BH3是共價化合物

B.MgH2中存在離子鍵和共價鍵

C.MgH2中H的化合物為-1價

D.MgH2是離子化合物

以學術情境為背景，主要考查學生對陌生物質新型氨硼烷化合物（NH3BH3）和氫化鎂（MgH2）分析解釋的能力，A、D選項考查從化學從定量角度的角度判斷陌生物質的類型，C選項考查氫特殊的化合價，B選項考查化學鍵的類型。該題學生對于氫化鎂（MgH2）的判斷可借助氫化鈉（NaH）進行類比遷移，從而解決問題。

例2：氫燃料電池的工作原理如圖5所示，質子交換膜的作用是只允許H+通過，不允許其他離子通過。下列說法不正確的是（? ? ）

A.B電極表面發生還原反應

B.①表示的是氫氣分子

C.A電極表示的是陽極

D.當電路中有4 mol電子通過時，消耗的氧氣的質量為32 g

該題以燃料電池工作原理示意圖為情境，側重考查學生對于圖形的辨析能力，落實基礎性要求。A、B、C選項側重考查燃料電池的基本原理，質子交換膜對于學生比較陌生，在必修2 的學習中不做要求，但是學生可以根據題目所給信息進行有效整合，從而做出分析和解釋。選項D從定量角度考查學生分析解釋的能力。

3? 單元教學實踐的反思

基于核心素養導向的單元教學設計和傳統的按課時進行教學的最大區別在于，教師首先根據必備知識中的學科關鍵性知識進行整合，然后再以單元教學內容為載體確定該關鍵知識有利于發展學生哪些核心素養，最后挖掘適合該素養發展的情境進行單元整體教學設計。從本單元的教學實踐中和單元測評的數據分析，以下幾對關系需要引起關注。

3.1? 發展學生核心素養和關鍵性知識的關系

在進行單元教學設計時，首先要確立單元目標和課時目標之間的關系，畫出關鍵性知識和學生活動線索之間的關系，明確情境線索、知識線索、能力線索之間的遞進關系和層次劃分，如何為發展核心素養服務。

3.2? 發展學生核心素養之間的關系有所側重

“從化學鍵的角度認識物質及其轉化”這一單元，是發展學生“變化觀念”和“模型認知”的好素材，因此在單元整體教學設計中主要突出變化、模型構建、符號表征的素養發展。其他素養，例如由學生收集證據進行能量變化的實驗設計，顯然這和發展學生實驗創新核心素養有關。3.3? 情境線索和單元整體目標的關系

對于新授課，情境線索的選擇側重于學生熟悉的物質入手，在已知知識的基礎上進行深挖，盡可能將單元幾個課時之間的情境串聯在一起，突出有價值的整體的情境。例如本單元的教學設計，由學生熟悉的“水”為情境，從電解水的微觀角度切入構建化學鍵的概念，再依托氫氣燃燒由鍵能計算反應的能量變化，接著氫氣和氧氣反應的化學能轉變為電能進行電池的學習。通過設計情境線索，將單元整體目標，關鍵性知識和核心素養有機的整合在一起。

參考文獻：

[1]? 陳寅，宋蕊.基于發展學生學科核心素養的化學單元教學設計——以“晶體的結構與性質”為例[J].化學教學，2020，（1）31-36.

[2] 張芹芹.小學語文單元教學問題與策略研究[D].北京：首都師范大學，2013.

[3] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[4] 上海市教育委員會教學研究室.中學化學單元教學設計指南[M].北京：人民教育出版社，2018.

[5] 單旭峰.從實體命制和能力考查的角度看中學化學教學[J].中學化學教學參考，2018（1-2）：50-53.

[6] 俞建峰.基于宏微結合導向下的“離子反應”單元整體教學[J].化學教育（中英文），2018，39（1）：43-47.

[7] 江合佩.高中化學學科關鍵能力的測評及教學建議[J].教學測量與評價，2019（6）：42-49.

[8] 王磊.學科能力構成及其表現研究——基于學習理解、應用實踐與遷移創新導向的多維整合模型[J].教育研究，2016（9）：83-92.