基于主題式教學的單元教學設計與思考

韋存容

摘要：基于主題式教學的單元教學范式是發展學生學科核心素養的重要形式。以“電離與離子反應”單元為例，從主題情境選擇、教學目標確立、單元設計構思、學習活動設計等四個環節闡述基于主題式教學的單元教學設計過程，并對教學設計進行了思考。

關鍵詞：主題式教學；單元；教學設計；離子反應

文章編號：1008-0546（2022）12-0006-05

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.12.002

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》倡導“素養為本的教學，注重培養和發展學生的化學學科核心素養”[1]。單元教學設計是落實學科核心素養的基本單位，[2]其支點是構建契合單元目標的教學主題，開展跨課時的主題式教學。[3]因此，基于主題式教學的單元教學范式是發展學生學科核心素養的重要形式。筆者從自身的教學實踐出發，以“電離與離子反應”單元教學為例，闡述基于主題式教學的單元教學設計的過程與思考。

一、主題情境選擇

“離子反應”單元的主題情境選擇為“食鹽的秘密”，選擇該主題主要有以下幾個原因：

該主題承載化學核心知識。食鹽是學生非常熟悉的物質，按照“食鹽宏觀性質一微觀結構一粗鹽提純的本質反應一食鹽中常見離子的檢驗”的設計思路展開教學，將電離、離子反應、離子檢驗等知識包含其中，并通過有連續性和邏輯性的任務串聯起來，實現了知識的自主建構。

該主題蘊含化學學科思想。通過探索食鹽的幾何外形和溶解過程，建立從宏觀到微觀的認識視角；通過探尋粗鹽精制過程中發生的本質反應，建立水溶液中發生離子反應的認識思路；最后通過研究低鈉鹽與精制鹽的差異與鑒別方法，應用已經建立的認知視角和認識思路。這樣既符合學生的認知發展規律，又引導了學生建立從宏觀到微觀的新視角和思路，并解決了生產生活中的實際問題。

該主題弘揚化學學科價值。教學時提供的素材，如粗鹽中雜質鹽分對人體健康的危害、以范旭東為代表的化工先驅建立我國的鹽化工企業的化學史和高鈉鹽對人體健康的危害等，不僅可以激發學生化學學習興趣，還可以傳承和弘揚中華民族精神，[4]讓學生理解化學及其技術對人們生產生活的重要作用，對學生的素養發展有著重要的價值。

二、教學目標確立

“電離與離子反應”位于人教版高中化學必修第一冊第一章第二節。新課標對“電離與離子反應”的內容要求為：認識酸堿鹽等電解質在水溶液中或熔融狀態下能發生電離。通過實驗事實認識離子反應及其發生的條件，了解常見離子的檢驗方法。[1]在此之前學生已經學習了“物質的分類”，已經初步認識到從微觀角度認知物質可以更深入地接近事物的本質。“電離與離子反應”單元教學將進一步強化學生從微觀角度認識物質的思路。基于課標、教材和學生已有認知水平，確立本單元的教學目標（見圖1）。[5]

三、單元設計構思

圍繞“食鹽的秘密”單元主題和單元教學目標，設計課時主題，包括“食鹽的微觀世界”“從微觀視角看粗鹽精制”“低鈉鹽的秘密”。課時主題與課時目標、核心知識相匹配，將知識融合在真實情境中，為后續設計一系列挑戰性任務提供基礎。“食鹽的秘密”主題的“電離與離子反應”單元整體設計構思如圖2所示。

四、學習活動設計

第1課時食鹽的微觀世界

環節1：創設情境，引出概念

【情境】廚房常見調味品圖片。（鹽、味精、蔗糖、白酒、醋、醬油等）

【任務】對這些常見的調味品進行分類。討論氯化鈉、蔗糖的差異。

設計意圖：讓學生對廚房調味品進行物質的分類，激發學生的探究興趣，并引出化合物分類的新視角。

環節2：實驗探究，建構模型

【任務】運用顯微鏡觀察氯化鈉固體及其溶解過程，嘗試從微觀角度解釋氯化鈉的宏觀性質。

【學生活動】見圖3。

設計意圖：以氯化鈉固體的宏觀性質引導學生探秘微觀結構，使學生逐步形成宏觀一微觀一符號的認識思路，并引導學生利用該認識思路分析氯化鈉溶解過程的微觀變化。學生能夠通過數字化實驗直觀地看到電離的過程，從而初步建構電解質電離模型。

環節3：實驗拓展，完善模型

【信息1】相同濃度的葡萄糖溶液、酒精溶液、稀鹽酸、NaOH溶液、NaCl溶液的電導率。

【任務】從電解質的角度對葡萄糖、酒精、HCl、NaOH、NaCl進行分類，寫出電離方程式。從電離角度重新認識酸堿鹽。解釋葡萄糖不是電解質的原因。

【信息2】熔融氯化鈉導電視頻。

【任務】進一步完善電解質、電離的概念。

【學生活動】見圖4。

設計意圖：對比幾種常見物質的電導率，嘗試從宏微結合的角度對物質進行分類，使學生對酸堿鹽的認識到達離子層次。借助熔融氯化鈉的導電性實驗視頻，幫助學生深層次地理解不同狀態下微粒的存在形式，進一步完善電解質電離模型。

環節4：固化遷移，應用模型

【情境】脈動飲料的配料表。

【任務】找出配料表中的電解質。討論飲料中冰醋酸來調節口味而不加鹽酸的原因，設計實驗探究鹽酸與冰醋酸之間的差異。

設計意圖：引導學生運用電解質的相關知識分析運動飲料中的電解質，固化學生的化學認識思路。通過研究冰醋酸與鹽酸的差異，培養學生應用化學認識思路解決陌生情境下的復雜化學問題的能力，促進化學認識思路的遷移。

第2課時從微觀視角看粗鹽精制

環節1：創設情境，復習回顧

【情境】視頻：海水曬鹽

【信息】海水曬鹽得到的粗鹽常含有較多的雜質，如不溶的泥沙，可溶的CaCl2，MgCl2、Na2SO4等。

【任務】回憶粗鹽提純過程的主要步驟，討論過濾后的粗鹽溶液中所有溶質的存在形式。寫出Na2SO4、CaCl2、MgCl2的電離方程式。

設計意圖：在真實的情境中引導學生回顧電離、電解質的概念和電離方程式。

環節2：思考本質，實驗探究

【信息】粗鹽中含有硫酸鈉和硫酸鎂都會使鹽呈現苦味。食用含七水硫酸鎂的鹽易導致腹瀉。誤食氯化鋇，輕者惡心嘔吐，四肢麻木，腹瀉腹痛，周身疲軟乏力；重者腸胃痙攣，心跳加劇，血壓升高，數日而亡。[4]

【信息】粗鹽精制流程圖（見圖5）。

【任務】寫出粗鹽精制過程中真正發生的反應。

【學生活動】回答圖6所示的問題鏈，思考與交流粗鹽精制步驟①發生的真正的反應。

【學生活動】實驗探究向Na2SO4溶液中滴加BaCl2溶液電導率變化。根據圖7所示的問題鏈，思考實驗的結論。

設計意圖：以“粗鹽水精制食鹽”為情境，引導學生思考各提純步驟中發生的本質反應。借助數字化實驗手段，啟發學生進行微觀分析，驗證猜想，進而提出離子反應的概念。促使學生從原有認識“物質之間的反應”轉變為新認識“離子之間的反應”。

環節3：總結思路，符號表達

【任務】根據步驟①的離子方程式的書寫，總結水溶液中離子反應的分析思路，如圖8所示。完成步驟②③④的離子反應方程式。

【學生活動】書寫練習步驟②MgCl2和NaOH溶液、步驟③CaCl2和Na2CO3溶液、BaCl2和Na2CO3溶液、步驟④NaOH與HCI溶液、Na2CO3與HCl溶液反應的離子方程式。請學生進行板演，并請學生互評。

設計意圖：通過對“粗鹽精制”的步驟①的真實反應的再分析，幫助學生建立從微觀離子角度認識水溶液中電解質反應的分析思路。通過方程式的書寫強化對水溶液中離子反應的分析思路。

環節4：分析和判斷離子反應發生的依據

【任務】以粗鹽精制過程中發生的反應為例，思考如何分析和判斷酸堿鹽在水溶液中發生了復分解反應。

設計意圖：從微粒間相互作用的角度進一步揭示復分解反應的本質，幫助學生理解復分解型離子反應發生的條件。

第3課時低鈉鹽的秘密

環節1：創設情境，問題解決

【信息1】隨著人們生活質量的逐漸提升，高鈉鹽飲食成為了影響人們身體健康的隱患之一。當人們過量攝人鈉鹽，體內鈉離子過多時，會導致不良的生理反應甚至可能會引起某些疾癇。低鈉鹽是食用鹽的一種，它通過在普通鈉鹽中添加氯化鉀、硫酸鎂等物質，減少產品中鈉離子含量。

【信息2】精制鹽與低鈉鹽國家標準成分表（見表1）。

【任務】寫出低鈉鹽水中所有溶質的存在形式。

設計意圖：通過緊密聯系生活實際的情境的創設，引出低鈉鹽與精制鹽之間微觀差異的問題，既回顧了電離等知識，又讓學生認識到化學能夠創造出健康美好生活。

環節2：低鈉鹽成分檢測

【信息1】焰色試驗（見表2）。

【信息2】CI-的檢驗：滴加稀HNO3和AgNO3溶液，有白色沉淀。SO4-的檢驗：先加HCl酸化后，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀。Mg2+可與NaOH反應生成難溶Mg（OH）2沉淀。

【任務】討論檢驗低鈉鹽的方法。寫出檢驗過程中發生反應的離子方程式。討論離子方程式的意義。

【學生活動】見圖9。

設計意圖：以“檢驗是否為低鈉鹽”的問題引導學生思考幾種常見離子檢驗的原理，進一步強化溶液中離子反應的分析思路。通過尋找哪些反應可以用Ba2++So4==BaSO4↓表示，使學生認識到離子反應表示一類反應。

環節3：自制低鈉鹽

【任務】某興趣小組想自制低鈉鹽，使得其與市售的低鈉鹽所配成的鹽水成分相同。原料庫中有NaCl、MgCI2、K2SO4，請根據要求設計實驗方案。

【學生活動】見圖10。

設計意圖：通過自制低鈉鹽方案的設計，提高學生解決復雜問題的能力，提高學生的自我效能感。引導學生感悟宏觀與微觀、定性與定量相結合解決實際問題的方法。

五、思考

“食鹽的秘密”主題的“電離與離子反應”的單元教學設計已經經過2輪的教學實踐，并進行了多次教研組內討論與優化，具有較好的教學效果，主要體現在：

該主題式單元教學設計可以解決課時教學設計中存在的知識不連續、情境碎片化的問題。在“電離與離子反應”單元設計中，由單元主題“食鹽的秘密”設計了3個既相互聯系又相對獨立的課時主題，這些課時主題緊緊圍繞“食鹽”，既能將碎片化的知識連成整體，又創設出連續且層層遞進的真實問題與任務，促進學生自主建構知識框架。

該主題式單元教學設計注重知識、觀念的結構化設計，循序漸進地推進學生素養的發展。在“電離與離子反應”的主題式單元設計中，從固體到溶液，從單一物質到多種物質在水溶液中的變化的整體設計，逐步發展學生的高階思維，優化學生的認知結構，推動學生宏觀辨識與微觀探析核心素養的發展。

該主題式單元教學設計包含一系列連續的、有挑戰性的任務，有助于促進學生的深度學習。如為了解決第1課時的核心任務“從微觀角度看食鹽溶解”，設計了豐富的實驗探究任務：顯微鏡觀察食鹽固體、顯微鏡觀察食鹽溶解過程、電導率傳感器測食鹽溶解過程。學生在實驗探究的過程中持續深入思考，最終完成從微觀角度看食鹽的任務，并形成“從微觀的角度認識單一物質在水溶液中的行為”的化學認識思路。

基于主題式教學的單元教學設計以真實的單元主題來統領單元，以具有連續性與邏輯性的課時主題來串聯各課時，以具有挑戰性的任務來連接新舊知識與經驗，以豐富的學習活動來促進學生的深度思考。但這么多環節的設計對教師來說是一項非常復雜且嚴峻的挑戰。它需要教師在深入研究課程標準與教材的基礎上，大膽創新，對教學內容進行深度加工，長期地開展教學研究、實踐與思考，只有這樣才能推進單元教學的發展，推進素養為本的教學。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部．普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020．

[2] 楊玉琴．核心視域下的單元教學設計：內涵解析及基本框架[J]．化學教學，2020（5）：3-8，15.

[3] 葉依從，邵傳強．基于發展學生學科核心素養的有機高分子單元教學設計——以“防病毒口罩濾芯材料的設計與發展”為例[J]．化學教學，2021（1）：52-58.

[4]孫玉婷，彭偉橋，魏釗，“粗鹽提純”實驗的歷史背景及其教育價值[J].化學教育（中英文），2018，39（11）：77-80．

[5]胡久華，王磊，支瑤，等．促進學生認識發展的“電離和離子反應”專題的單元整體教學研究[J].化學教育，2013 （4）：44-49.