基于初中化學“教—學—評”一體化的大單元教學設計

楊雅茹 馬智慧

摘要：大單元教學是培養學生核心素養的抓手。《義務教育化學課程標準（2022年版）》強調要重視課程內容的結構化，重視以主題為引領，使課程內容情境化。教師應深入思考化學知識背后的本質和內涵，將知識內容結構化，基于“教—學—評”一體化，發揮教學目標的核心導向功能，實現教學由知識為本向素養為本的轉化，促進學生化學核心素養的發展。

關鍵詞：核心素養；大單元教學；教學設計

《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下通稱“新課標”）強調實施大單元整體教學，關注知識的整體性、系統性和發展性，避免單一課時教學設計導致的教學內容碎片化、教學目標孤立化及育人目標淺表化的問題。基于“教—學—評”一體化進行大單元整體教學可以更好地建立系統化的課程觀和學生發展觀，促使學生深入思考知識背后的本質和內涵。

一 、大單元主題內容分析

筆者從新課標、教材、學情角度對大單元主題內容進行分析。

（一）新課標分析

“水和溶液”大單元在新課標中對應的一級主題為“物質的性質與應用”“物質的組成與結構”，二級主題為“水和溶液”“物質的多樣性”及“物質的組成”。同時，通過對比新課標和《義務教育化學課程標準（2011年版）》筆者發現：新課標中對于“水和溶液”相關內容并未進行大的刪減，而是更多突出化學學科的本質，將知識整體化；同時更加注重認識物質性質的思路和方法，特別是培養水等自然資源的可持續發展意識和社會責任感；在學生必做實驗部分新增“水的組成及變化”的探究。

（二）教材分析

筆者對比分析了不同版本的教材，其中“水和溶液”的相關知識分布有所不同，特別是人教版教材將兩部分分散在了兩個不同的單元。這樣設計，一定程度上可以幫助學生從不同的視角、逐步深入地認識水和溶液，但是也存在難以建立知識的完整結構與體系的困難。為此，教師要從知識間的內部聯系入手，結合學生學情，立足教材，對“水和溶液”單元進行整合。

（三）學情分析

從知識角度分析：學生已形成了元素、分子、原子等基本概念，能畫出單質分子的簡單模型圖；已學習了氧氣，具備了氣體收集、檢驗等基本實驗技能；同時，對水這種物質在生活與生產中的應用有了一些感性的認識。從實驗技能角度分析：學生初步具備一定的實驗操作技能，但在實驗過程中仍缺乏嚴謹性和創新意識，缺乏將實際問題轉化成化學問題的能力。從思維角度分析：學生對元素守恒、分子由原子構成等宏觀及微觀的認識都是相互孤立的，也沒有形成定性與定量分析相結合的思維路徑；特別是探究物質組成、性質、用途的一般思路和方法還沒有形成，缺少從化學學科視角認識物質的能力。

二、大單元整體教學設計規劃

化學課堂教學評價目標的制訂需要教師圍繞教學目標，合理規劃學習任務和學習活動，依據學習活動承載的素養功能和水平，結合相關學業質量水平的要求，準確定位評價角度和評價水平。

（一）單元教學目標

1.通過“解決太空用水的來源”這個真實問題情境，了解沉淀、過濾、吸附等凈水方法，初步學會過濾操作；通過學習水的凈化方法與體驗太空用水的凈化流程，閱讀資料、觀看視頻，了解水體污染的來源及危害，感受凈水不易，樹立珍惜水資源的意識，養成節約用水的好習慣，增強保護環境的社會責任感。

2.了解硬水的危害，認識硬水軟化在生產和生活中的意義，掌握硬水軟化的常用方法；初步學會用蒸餾的方法對太空中的水進行分離，學習并練習蒸餾的基本實驗操作；通過測定太空凈化水樣的TDS值，能判斷凈化后的水質是否達標；初步掌握物質分離、物質檢驗的實驗探究思路和方法，學習控制變量和對比實驗的設計方法。

3.能從微觀視角對水的構成進行解釋，并能通過宏觀的實驗現象進行具體分析，初步建立宏觀與微觀相結合視角探究物質的科學思維；通過實驗探究，能根據太空水通電分解供氧的事實和已有知識對實驗結果進行分析，形成科學探究能力。

4.通過太空用水的實際應用，結合生活經驗，認識溶解現象，知道水是重要的溶劑；通過探究溶液性質的小組活動，初步學會設計探究實驗方案，并能完成一些簡單的化學實驗；初步體會物質的性質決定用途的學科思想，最終解決“制訂航天員太空循環用水方案及實施”這個真實問題。

（二）課時規劃及實施流程

從義務教育階段化學培養目標考慮，在教學中既要體現學科的知識價值，又要體現學科的育人價值。為此，在大單元整合的教學設計中，教師應以真實問題情境為載體，貫徹整個單元教學課程。真實情境不僅要能承載本單元的核心知識，還要能彰顯學科育人價值。空間站中的水循環是將尿液、汗液凈化或通過氫氧燃料電池得到飲用水，同時利用電解水系統得到供給人呼吸的氧氣這樣一套水循環系統，剛好可以承載本單元教學內容。我國科學家自主研發的空間站凈水系統的科學精神及空間站中有限的水資源承載著本主題下的學科育人價值。整合后的課時規劃及單元教學構架如下頁圖1所示。

三、大單元整體教學設計實施方案

大單元整體教學設計以問題線、活動線、知識線、能力線、評價線為實施流程。問題線包括：水通電分解來供宇航員呼吸與水的組成有什么關系？空間站為什么可以使用燃料電池生成水？空間站使用的純凈水的內部結構是什么？歷史上是如何探究出水的組成的？活動線包括：整合信息，厘清思路；小組合作，實驗探究；動手操作，推理演示；學習化學史。知識線包括：電解水實驗操作、結論；氧氣和氫氣的檢驗方法；水分子微觀構成；研究物質思路模型。能力線包括：變化觀、元素守恒觀；實驗設計、探究思維；宏微結合、模型建構；遷移應用。評價線包括：課堂問答；實驗過程性評價量表；課后習題、生活實例。

（一）創設情境，梳理思路

【引言】水是自然界最常見的物質之一，它的用途也十分廣泛。我國在空間站有一套水循環系統，可滿足宇航員的太空用水，讓我們一起通過視頻來了解一下。

【播放】《空間站中的水循環》視頻。

師：為什么空間站可以通過水循環系統分解產生氧氣，進一步供給宇航員呼吸？這與水的組成有怎樣的關系？探究水的組成應該依據什么原理進行實驗設計呢？

師：我們一起回顧拉瓦錫測定空氣中氧氣含量的實驗原理，你們能獲得什么啟發？

生：我們發現，在反應前后元素的種類是不發生改變的，所以我們可以嘗試通過化學方法將水分解，再通過探究其生成物的元素組成進一步推斷水的組成。

師：從反應類型看，這兩個反應分別是化合反應和反應，我們想要探究一個純凈物的元素組成就要通過化學變化實現對它的拆分和組合。通過設計實驗、觀察現象、收集證據從而得到結論。

【設計意圖】從學生已有的知識經驗入手，尋找新的知識增長點，通過元素守恒的化學思想，逐步推理出水的組成的實驗探究路徑。

【評價任務】通過學生的表述，診斷并發展學生的前認知水平和類比推理能力水平。

（二）小組合作，初探水的組成

師：請大家自主閱讀教材和霍夫曼水電解器的使用說明書，小組合作設計實驗方案，并將實驗現象和結論記錄在實驗報告單中。提醒大家一下，為了增強水的導電性，我們已經在電解器中加入了一定濃度的硫酸鈉溶液。

（學生設計方案，進行實驗）

師：哪位同學愿意和大家分享你們的探究成果？

生：我們連通電源和正負極后，觀察到兩極均有氣泡產生，但負極比正極冒出氣泡的速率快。一段時間后，切斷電源，發現正極和負極氣體的體積比大約是1∶2。

師：為了得到更加科學、準確的結論， 我們對比其他小組的數據，發現得到的也是相同的結論。但是，為什么正極氧氣的量會偏小呢？這可能是因為正極產生的氣體與電極材料發生反應導致消耗了一部分氣體。所以，我們對于實驗過程和現象的反思也是十分重要的，只有形成嚴謹的科學態度，才能無限靠近真理。

（三）匯報評議，再探水的組成

師：那么，兩極產生的氣體到底是什么呢？

生：我們將燃燒的木條放在正極端，發現木條燃燒得更劇烈了；而將燃燒木條放在負極端時，發現有黃色火焰產生，由此我們推測正極和負極產生的氣體分別是氧氣和氫氣，進一步得出水是由氫、氧元素組成的結論。

師：氫氣燃燒的火焰為什么看上去是黃色的？

【演示實驗】視頻展示氫氣燃燒改進實驗。

【設計意圖】引導學生初步形成從“合成”角度認識水的元素組成，體會探索物質成分的學科思維方式。同時，通過對“氫氣燃燒”時火焰顏色的討論，以及對實驗的創新改進，使學生體會尊重客觀事實、敢于質疑、勇于創新的科學精神。

【評價任務】通過實驗，學生能夠較完整地描述氫氣的性質和氫氣燃燒的實驗現象，無明顯錯誤。學生依據元素守恒觀能準確推斷出水的組成，但缺少對實驗嚴謹性的質疑。

師：目前的證據足以說明水只是由氫、氧兩種元素組成的嗎？

生：不能，我們還要從定量的角度進行分析。

師：其實拉瓦錫很早就考慮到這個問題了，他將135格令的水通電分解，得到了15格令的氫氣，和120格令氧氣，由此我們就可以得到水只是由氫、氧元素組成的科學結論了。

【設計意圖】通過水的電解實驗再次認識水的組成，嘗試從定性、定量兩個角度去觀察實驗現象。

【評價任務】通過宏觀實驗的探究，診斷并發展學生對化學變化的現象的認識水平及實驗探究水平。通過描述實驗現象，得出實驗結論，診斷學生是否有證據意識；通過對氫氣燃燒結論的分析，診斷學生證據推理能力；通過概括探究水的組成的方法——合成法，診斷學生是否有歸納總結能力。

（四）宏微結合，深探水的組成

師：確定空間站經過凈化后的液體是由氫、氧元素組成，那么能確定該液體是水嗎？

生：不能，因為過氧化氫也是由氫、氧元素組成的純凈物，所以還要探究水的構成和化學式。

【出示資料】同溫同壓下，氣體的體積之比等于氣體分子數之比。

生：在同溫同壓下，同體積的氣體分子個數相同。氫氣體積是氧氣體積的2倍，所以，氫分子個數是氧分子的 2 倍。又因為一個氫分子含有2個氫原子，一個氧分子也含有2個氧原子，可推知水分子中氧原子和氫原子個數比是2：1，所以水的化學式為H2O。

師：你能用模型表示水電解的微觀過程嗎？你有哪些發現？

（學生推理水分解的微觀過程）

【播放視頻】“水的組成”化學史微課。

學生觀看微課視頻，教師組織學生討論、反思、總結研究物質成分的一般過程。

【設計意圖】通過畫圖并分析模型，從“宏觀、微觀、符號”相結合的角度認識物質的組成。通過探究活動發展學生探究實踐能力，由宏入微，構建認識水及其變化的微觀模型，促進學科核心素養的進一步落實和發展；通過化學史感受知識的生成性過程，培養科學態度與創新意識。

【評價任務】通過探究活動，構建水電解過程的微觀模型，診斷并發展學生“宏、微、符”三重表征的認識水平。

整合后的單元設計以單元大任務為引領，在各個課時切割成小任務并結合教學內容進行分析解決，在整體優化的基礎上，從具體情境中進行知識的遷移和應用，更利于學生核心素養的發展。

參考文獻：

［1］姜建文，王麗珊.“教—學—評”一體化的化學課堂教學評價目標設計［J］.化學教育（中英文），2020（21）.

［2］沈旭東.從“為情而境”到“由境生情”：化學教學中真實情境創設概論［J］.化學教學，2019（7）.

（責任編輯：楊強）