素養(yǎng)導(dǎo)向的高中化學(xué)大單元教學(xué)設(shè)計與實踐

葉桂英

【摘? 要】以“物質(zhì)及其變化”學(xué)科大概念統(tǒng)領(lǐng)，高三化學(xué)復(fù)習(xí)課開展“新能源汽車電池回收利用”大單元教學(xué)。整合元素化合物、氧化還原、化學(xué)動力學(xué)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)實驗等高中化學(xué)重點知識；構(gòu)建單元教學(xué)框架，制訂單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)真實情境，通過大問題、大任務(wù)，教師搭建腳手架，學(xué)生開展自主探究、合作交流活動、反思總結(jié)，促進學(xué)生高階思維能力發(fā)展，促進深度學(xué)習(xí)，對提高高三化學(xué)復(fù)習(xí)的精準(zhǔn)度和有效性有很大的意義。

【關(guān)鍵詞】大單元教學(xué)；核心素養(yǎng)；高中化學(xué)

“拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)”“發(fā)展核心素養(yǎng)”“大單元教學(xué)”是當(dāng)今社會和教育領(lǐng)域普遍關(guān)注的熱點問題。如何在核心素養(yǎng)導(dǎo)向下實施大單元教學(xué)，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才做準(zhǔn)備，這是我國基礎(chǔ)教育課程改革所面臨的重大課題。核心素養(yǎng)指學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，突出強調(diào)個人修養(yǎng)、社會關(guān)愛、家國情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實踐。發(fā)展核心素養(yǎng)與培養(yǎng)創(chuàng)新人才緊密聯(lián)系，具有核心素養(yǎng)的人才有可能成長為拔尖創(chuàng)新人才。高三化學(xué)復(fù)習(xí)所要面臨的問題：知識點多、容易遺忘；題目的綜合性及難度加大。復(fù)習(xí)過程如果只重視知識的傳授和答題技能的訓(xùn)練，輕視學(xué)習(xí)邏輯思維的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)內(nèi)容與生產(chǎn)生活實踐脫節(jié)，這種基于知識記憶的淺層復(fù)習(xí)容易造成知識的碎片化、理解的膚淺化、思維的呆板化。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)過度注重知識講授，而忽視了學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，于是有了著名的“錢學(xué)森之問”。新版課標(biāo)強調(diào)大單元教學(xué)，其主要目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，培養(yǎng)分析問題、解決問題能力和高階思維能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才做準(zhǔn)備。通俗地講，通過大單元教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的適應(yīng)未來社會的 “大”的學(xué)習(xí)能力、“大”的分析解決問題能力、“大”的思維創(chuàng)新能力“、大”的家國情懷和道德品質(zhì)等。

一、重組教材內(nèi)容，提煉大單元主題

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》指出要選擇體現(xiàn)基礎(chǔ)性和時代性的化學(xué)課程內(nèi)容，結(jié)合人類探索物質(zhì)及其變化的歷史與化學(xué)科學(xué)發(fā)展的趨勢，引導(dǎo)學(xué)生進一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基本原理和方法，形成化學(xué)學(xué)科的核心觀念;結(jié)合學(xué)生已有的經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人類面臨的與化學(xué)有關(guān)的社會問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、參與意識和決策能力。

（一）大概念引領(lǐng)，結(jié)構(gòu)化組織大單元

以國家工信部發(fā)布新能源汽車電池回收鎳、鈷、錳創(chuàng)設(shè)情境，提出工業(yè)制備MnCO3為大問題，將學(xué)生置身于真實情境中，設(shè)置進階性學(xué)習(xí)任務(wù)，從物質(zhì)轉(zhuǎn)化、反應(yīng)機理、條件控制、分離提純、純度測定、微觀探析層層深入，學(xué)生在解決問題過程形成“知識關(guān)聯(lián)→認(rèn)識思路→核心觀念”結(jié)構(gòu)化認(rèn)識。

（二）制訂單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，融通大單元實施環(huán)節(jié)

（1）能對復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)、抽象的化學(xué)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等知識進一步融合，建立各模塊知識體系的關(guān)系，形成知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化。

（2）對陌生的真實情境進一步形成主動基于多認(rèn)識角度或多變量關(guān)系進行邏輯推理的能力，形成認(rèn)識思路結(jié)構(gòu)化。

（3）掌握解決真實情境下物質(zhì)轉(zhuǎn)化問題的一般思路。通過創(chuàng)設(shè)真實的問題情境培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力，提升綜合解題能力，促進學(xué)生建構(gòu)和形成學(xué)科核心觀念，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

（4）形成綠色化學(xué)思想和保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識。

二、構(gòu)建大單元教學(xué)框架，實現(xiàn)思維進階

2022版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)部分明確提出：要基于核心素養(yǎng)要求，遴選重要觀念、主題內(nèi)容和基礎(chǔ)知識技能，精選、設(shè)計課程內(nèi)容，優(yōu)化內(nèi)容組織形式；設(shè)立跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動，加強學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)，帶動課程綜合化實施。結(jié)合課標(biāo)要求，遴選“新能源動力電池回收利用”主題，提出“變化觀念”“平衡思想”“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”大概念統(tǒng)攝下的學(xué)科核心知識，將其轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的驅(qū)動性問題，具體課時安排是：基于廢舊電池化合物轉(zhuǎn)化的可能性，通過物質(zhì)價類二維圖的建立，利用反應(yīng)原理的相關(guān)理論深入探析，建立起基于物質(zhì)類別、價態(tài)視角認(rèn)識物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的一般思路；基于從廢舊電池中如何去除雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為碳酸錳等反應(yīng)的調(diào)控幫助學(xué)生建立起基于方向、速率、限度等三個視角綜合調(diào)控反應(yīng)條件的一般思路；基于工業(yè)提純碳酸錳，帶領(lǐng)學(xué)生凝練出基于環(huán)保、成本、循環(huán)利用、安全等角度認(rèn)識物質(zhì)提純的一般思路；基于碳酸錳含量的測定，帶領(lǐng)學(xué)生建立真實情境下，中和滴定原理的遷移應(yīng)用的基本思路；基于從微觀的視角探析MnCO3的制備，引領(lǐng)學(xué)生用物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析解釋相關(guān)化學(xué)問題的思路，將“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”具體化。強化物質(zhì)轉(zhuǎn)化中“實驗探究能力與創(chuàng)新精神”和“綠色化學(xué)思想”，形成“轉(zhuǎn)化有條件、條件可調(diào)控”。最后，結(jié)合我國在新能源領(lǐng)域的成就——寧德時代給特斯拉下“錳”藥，將愛國主義情懷厚植于課堂教學(xué)，彰顯民族自信，凸顯化學(xué)學(xué)科的育人功能。融合科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)等相關(guān)學(xué)科內(nèi)容，培養(yǎng)社會責(zé)任感，促進知、意、行的統(tǒng)一。

大單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)涉及學(xué)科核心素養(yǎng)的各個方面，學(xué)習(xí)內(nèi)容豐富，具有多維度、多層次、多視角的特點，學(xué)習(xí)廣度較大，知識深度、思維深度都有一定跨度。教師進行大單元設(shè)計時要依據(jù)教學(xué)內(nèi)容的邏輯順序和學(xué)習(xí)進階，分階段、分課時設(shè)計教學(xué)進程，考慮組織各學(xué)習(xí)階段的教材銜接，教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，教學(xué)活動的組織形式等。

三、實施單元教學(xué)，激發(fā)學(xué)生積極思考

本項目在高三年進行教學(xué)實踐。由于篇幅所限，以第5課時“微觀探析MnCO3的制備”為例呈現(xiàn)實施具體過程。

1.情境導(dǎo)入：觀看新聞頻道社會熱點話題—“退役汽車動力電池回收利用”創(chuàng)設(shè)問題情境，并結(jié)合工信部提出的回收要求，明確研究方向。

2.教學(xué)流程：從微觀的視角分析MnCO3的制備工藝。具體安排是：識“錳”—集“錳”—洗“錳”—用“錳”四個環(huán)節(jié)進行知識關(guān)聯(lián)，通過問題的解決，建立基

于“位—構(gòu)—性”的系統(tǒng)思維框架。教學(xué)流程如圖2

所示。

大單元教學(xué)一個項目學(xué)習(xí)活動結(jié)束后，教師要引導(dǎo)學(xué)生進行階段性反思總結(jié)：完成任務(wù)所學(xué)到知識、解決問題的方法和技巧、學(xué)習(xí)過程經(jīng)驗和教訓(xùn)，使所學(xué)知識和方法形成整體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，改進學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)效能。教師還要借助反饋練習(xí)，檢測學(xué)生掌握情況，拓展學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生做好反思遷移，有效促進學(xué)生高階思維能力的發(fā)展，形成核心素養(yǎng)。

四、教學(xué)效果及反思

（一）創(chuàng)設(shè)真實問題情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“倡導(dǎo)真實問題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。”《中國高考報告（2023）》中指出：“無情境，不成題。”真實的問題情境有助于幫助學(xué)生突破知識與生活的壁壘，選擇與生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系的教學(xué)素材，創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，從真實情境入手，設(shè)置一系列挑戰(zhàn)性任務(wù)，拋出多個問題引發(fā)學(xué)生深度思考，重構(gòu)基礎(chǔ)知識模型；學(xué)生借助情境支架和問題拾級而上，既豐富了主題內(nèi)容，也培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力、批判性和創(chuàng)新性思維等關(guān)鍵能力，解決新情境下的復(fù)雜問題。學(xué)生的核心素養(yǎng)在解決情境問題中不斷地形成、抽象、遷移和轉(zhuǎn)化。

（二）開展持續(xù)性評價，促進“教、學(xué)、評”一體化

1946年，美國學(xué)者埃德加·戴爾提出了“學(xué)習(xí)金字塔”理論，主張“多用討論、實踐、互評的方式，讓學(xué)生從一般的聽講、閱讀等被動的學(xué)習(xí)方式切實轉(zhuǎn)化為實踐體驗的主動學(xué)習(xí)方式，從而更好地達成學(xué)習(xí)目標(biāo)，產(chǎn)生學(xué)習(xí)效能”。在實施“教、學(xué)、評”一體化過程中，思考怎樣引入更多元、更有效的評價體系。從教學(xué)目標(biāo)的制訂嚴(yán)格根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的“內(nèi)容要求”“學(xué)業(yè)水平要求”“教學(xué)提示”“學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”，確保教學(xué)每個環(huán)節(jié)都圍繞教學(xué)目標(biāo)開展。教學(xué)設(shè)計將教學(xué)內(nèi)容融入具體的問題情境：“新能源廢舊電池的回收利用”，通過設(shè)計有挑戰(zhàn)性的任務(wù)和活動，鼓勵學(xué)生開展自主探究和小組合作學(xué)習(xí)；通過情境與信息、任務(wù)與活動、展示交流與評價反思等形式的活動，將教師的導(dǎo)與學(xué)生的學(xué)和對學(xué)生的評價融為一體，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，也提高了教學(xué)效果；評價方式從教師評價到小組評價以及學(xué)生之間的評價，評價角度從只考慮學(xué)生知識獲取到即關(guān)注知識的獲取又關(guān)注技能與核心素養(yǎng)的達成。新課程強調(diào)“教學(xué)是教與學(xué)的交往、互動，師生雙方相互交流、相互溝通、相互啟發(fā)、相互補充，在這個過程中教師與學(xué)生分享彼此的思考、經(jīng)驗和知識，交流彼此的情感、體驗與觀念，豐富教學(xué)內(nèi)容，求得新的發(fā)現(xiàn)，從而達到共識、共享、共進，實現(xiàn)教學(xué)相長和共同發(fā)展”。

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