[摘 要]

單元教學(xué)是發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)、促進(jìn)課堂教學(xué)轉(zhuǎn)型的教學(xué)形式，有利于促進(jìn)知識體系結(jié)構(gòu)化?！昂Ｑ蠡瘜W(xué)資源的綜合利用”這一單元的教學(xué)設(shè)計具體包括單元的規(guī)劃、教材教法分析、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計、學(xué)習(xí)活動設(shè)計和評價目標(biāo)設(shè)計，遵循“問題情境→分析推理→原理分析→實驗探索、數(shù)據(jù)分析→形成流程”的思路，圍繞發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)這一主旨，有利于達(dá)成發(fā)展學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的教學(xué)目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]

高中化學(xué);核心素養(yǎng);單元教學(xué)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出以“發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”為主旨，課堂作為傳播知識的場所，是落實核心素養(yǎng)的前沿陣地。核心素養(yǎng)的落實是持續(xù)的、跨課時的，甚至是跨學(xué)期、跨學(xué)年的。長期以來，一線教師在課堂教學(xué)中主要重視課時教學(xué)，關(guān)注課時目標(biāo)的達(dá)成，知識的系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)性不足。要改變這種現(xiàn)狀，迫切需要教育工作者研究和探索發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)更為有效的途徑。單元教學(xué)作為發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)、促進(jìn)課堂教學(xué)轉(zhuǎn)型的教學(xué)形式已引起廣泛關(guān)注。教師應(yīng)基于核心素養(yǎng)，按照知識邏輯、學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，以相關(guān)主題與任務(wù)為線索對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析重整，形成結(jié)構(gòu)單元，進(jìn)行單元教學(xué)。核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的單元教學(xué)設(shè)計克服了課時設(shè)計可能存在的知識的不連續(xù)性問題，促進(jìn)了知識體系結(jié)構(gòu)化，整體規(guī)劃了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，循序漸進(jìn)地推進(jìn)了學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的形成。

單元教學(xué)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括單元規(guī)劃、單元教材教法分析、單元教學(xué)目標(biāo)設(shè)計、單元學(xué)習(xí)活動設(shè)計、單元作業(yè)分析、單元教學(xué)評價設(shè)計、

單元資源設(shè)計，如圖1所示[1]8。

筆者以蘇教版新教材必修一專題三第三單元“海洋化學(xué)資源的綜合利用”的內(nèi)容為教學(xué)素材，進(jìn)行了單元規(guī)劃、單元教材教法分析、單元教學(xué)目標(biāo)設(shè)計、單元學(xué)習(xí)活動設(shè)計和單元評價目標(biāo)設(shè)計（暫不包括單元作業(yè)設(shè)計和單元資源分析），從整個單元出發(fā)，嘗試有效重組、整合教學(xué)內(nèi)容，整體設(shè)計單元教學(xué)，重點培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”這一化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、單元規(guī)劃

“海洋化學(xué)資源的綜合利用”這一單元的教學(xué)內(nèi)容主要包括：粗鹽提純、從海水中提取溴、從海水中提取鎂、從海帶中提取碘，具有較強的關(guān)聯(lián)性、結(jié)構(gòu)性。該單元的教學(xué)內(nèi)容是發(fā)展“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)的知識載體，實驗設(shè)計和流程建構(gòu)有利于培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)，從海水資源的開發(fā)和利用到認(rèn)識化學(xué)在科技發(fā)展和社會文明等方面的貢獻(xiàn)這部分內(nèi)容，有利于使學(xué)生形成“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。

本單元規(guī)劃思路如圖2所示。主要的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科核心素養(yǎng)，使學(xué)生通過對“工業(yè)上從自然資源到產(chǎn)品”一般工藝流程環(huán)節(jié)的認(rèn)識，形成分析和討論化工生產(chǎn)問題的“綠色化學(xué)”思想，提高學(xué)生將化學(xué)理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用的能力。筆者梳理、重整了教學(xué)內(nèi)容，使各部分教學(xué)設(shè)計遵循“問題情境→分析推理→原理分析→實驗探究、數(shù)據(jù)分析→形成流程”的思路，以達(dá)成發(fā)展學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的教學(xué)目標(biāo)。

二、單元教材教法分析

在發(fā)展“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)的目標(biāo)指導(dǎo)下，筆者鼓勵學(xué)生：思考、尋找多種實驗方案，運用實驗進(jìn)行驗證，得出可行的實驗方案;掌握實驗流程及工藝流程的解題和設(shè)計方法，構(gòu)建流程題的解題思維模型，強化遷移運用模型解決實際問題的能力;關(guān)注原料的富集濃縮、物質(zhì)的循環(huán)使用、資源的就近利用、節(jié)約成本等化學(xué)學(xué)科思想。經(jīng)過學(xué)情分析，筆者認(rèn)為，雖然學(xué)生學(xué)習(xí)了物質(zhì)分離提純的方法及氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)等基礎(chǔ)知識，能夠利用氧化還原反應(yīng)或離子反應(yīng)實現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和制取，依據(jù)物質(zhì)所具有的性質(zhì)選擇合適的轉(zhuǎn)化試劑及去除雜質(zhì)獲得純凈物的方法，但是缺乏對“工業(yè)上從自然資源到產(chǎn)品”一般工藝流程環(huán)節(jié)的認(rèn)識，缺乏分析和討論化工生產(chǎn)問題的“綠色化學(xué)”思想，化學(xué)理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用的能力薄弱。為此，筆者在本單元的教學(xué)設(shè)計中強化了原理、概念對元素化合物知識學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用，以利于學(xué)生整合建構(gòu)知識，形成知識體系，并且讓學(xué)生親身經(jīng)歷實驗探究的過程，體驗化學(xué)與生活、生產(chǎn)實際的聯(lián)系。

三、單元教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

單元教學(xué)目標(biāo)是落實化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)、整體落實三維目標(biāo)、實現(xiàn)“目標(biāo)—教學(xué)—評價”的一致性、將課程標(biāo)準(zhǔn)具體化為課時教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵[1]。本單元主要發(fā)展“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”，同時培育學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”和“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。筆者結(jié)合學(xué)生學(xué)情，依據(jù)課程目標(biāo)，確定了以下單元教學(xué)目標(biāo)：（1）能根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計合理流程，除去粗鹽中含有的可溶性雜質(zhì)，評價、討論、得到不同的設(shè)計方案，實施實驗方案（科學(xué)探究與創(chuàng)新意識）;（2）探究海水中提取鎂的方法、流程，建構(gòu)物質(zhì)提取的一般流程（證據(jù)推理與模型認(rèn)知）;（3）能運用氧化還原反應(yīng)的知識，實現(xiàn)溴、碘離子轉(zhuǎn)化為單質(zhì)，類比海水中提取鎂流程，建立提取溴、碘的模型（科學(xué)探究與創(chuàng)新意識;證據(jù)推理與模型認(rèn)知）;（4）能從海水資源的開發(fā)和利用方面，認(rèn)識化學(xué)在科技發(fā)展和社會文明等方面的貢獻(xiàn)，形成資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)、海洋經(jīng)濟等可持續(xù)發(fā)展的理念（科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任）;（5）能遷移、運用已建構(gòu)的流程題解題思維模型，解決實際問題（證據(jù)推理與模型認(rèn)知）。

四、單元評價目標(biāo)設(shè)計

評價目標(biāo)以教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)目標(biāo)為依據(jù)，方能有利于教師進(jìn)行評價規(guī)劃。教師應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)脑u價方式來設(shè)計評價任務(wù)，用評價來引導(dǎo)自己的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)，實現(xiàn)“教—學(xué)—評”一體化。因此，筆者確定了本單元評價目標(biāo)：（1）通過自主設(shè)計除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)流程及實驗方案的實施，診斷并提升學(xué)生實驗探究、實驗設(shè)計、操作方法及實驗評價能力與水平，發(fā)展學(xué)生的質(zhì)疑思辨水平和創(chuàng)新意識;（2）通過實驗探究、信息分析、設(shè)計從海水中提取鎂的方法及流程模型，診斷學(xué)生獲取信息、分析信息、建立解決問題模型的能力，發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理、科學(xué)探究的素養(yǎng);（3）通過溴、碘提取的流程建構(gòu)，診斷學(xué)生氧化還原反應(yīng)知識的運用水平，診斷并發(fā)展學(xué)生使用已有的模型解決實際問題的能力，發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的素養(yǎng);（4）通過海水資源開發(fā)利用的學(xué)習(xí)，診斷并提升學(xué)生從可持續(xù)發(fā)展、學(xué)科價值視角認(rèn)識化學(xué)學(xué)科價值的水平。

五、單元學(xué)習(xí)活動設(shè)計

筆者根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生認(rèn)知水平，將本單元設(shè)置為五個課時。每個課時按“問題情境→分析推理→原理分析→實驗探究、數(shù)據(jù)分析→形成流程”的思路進(jìn)行學(xué)習(xí)活動設(shè)計，在教材原有課時基礎(chǔ)上增加第五課時，構(gòu)建流程題解題思路，形成思維模型，提高學(xué)生綜合運用能力，發(fā)展核心素養(yǎng)。

本單元以課時活動為主，以下是筆者對每個課時的課時活動進(jìn)行的總體規(guī)劃，并將具體的細(xì)化設(shè)計體現(xiàn)于課時教學(xué)案例中。

【課時活動1】引用我國古代制鹽的相關(guān)史料，創(chuàng)造真實情境，引發(fā)學(xué)生思考;分析粗鹽中所含的可溶性雜質(zhì)離子，鞏固硫酸根離子的檢驗方法;設(shè)計實驗方案，形成實驗流程;分析、評價實驗設(shè)計方案，培養(yǎng)實驗設(shè)計過程中的邏輯思維。

問題1：古代制鹽方法中“煎”“曬”類似分離提純中的什么方法？粗鹽中的不溶性雜質(zhì)該如何除去？描述相關(guān)的實驗操作。

[資料] 5000多年前的中國采用刮取海濱咸土、淋鹵煎鹽的方法獲取食鹽。四川在戰(zhàn)國末期采用“掘井、汲鹵、煎鹽”法獲取井鹽。隋、唐之際，山西形成“墾畦澆曬”的新工藝生產(chǎn)湖鹽;宋、元之際，福建采用曬鹽法生產(chǎn)海鹽[2]。

問題2：粗鹽中還含有哪些可溶性雜質(zhì)離子？如何檢驗硫酸根離子？如何除去可溶性雜質(zhì)離子？

問題3：設(shè)計實驗方案，形成實驗流程;分析、評價實驗設(shè)計方案。

【課時活動2】利用問題幫助學(xué)生分析數(shù)據(jù)材料，使學(xué)生學(xué)會比較分析方法，提高數(shù)據(jù)解讀能力;利用實驗探究依據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論，發(fā)展學(xué)生“證據(jù)推理”的核心素養(yǎng);利用與工業(yè)流程的對比，幫助學(xué)生體會化學(xué)是通過技術(shù)實現(xiàn)價值，形成資源綜合利用、循環(huán)經(jīng)濟的觀念。

[情境]視頻展示節(jié)日的焰火、野外生存的點火棒、飛機、汽車、導(dǎo)彈，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入“鎂”的世界。

問題1：鎂單質(zhì)及其合金在多個領(lǐng)域被廣泛地運用。鎂在自然界中以何種形式存在？如何獲取鎂單質(zhì)？

[資料]鎂在自然界中的存在形式。鎂在地殼中的存在：菱鎂礦、白云石、光鹵石等各種礦石形式;鎂在海洋中的總儲量約為1.8×1015 t，濃度約為1.3 g·L-1。

問題2：從海水中提取鎂比從礦石中提取鎂更合適的理由？海水中鎂的存在特點？

問題3：你能否利用提供的資料設(shè)計從海水中提取鎂的方案？

[資料]見表1～2。

[學(xué)生實驗]分別往0.05 mol·L-1 MgCl2 溶液（模擬海水）和2.4 mol·L-1 MgCl2溶液（模擬曬鹽后的母液）中加入較濃的NaOH溶液，對比實驗現(xiàn)象。

問題4：如何實現(xiàn)Mg（OH）2轉(zhuǎn)化為單質(zhì)鎂？請設(shè)計可能的途徑。假設(shè)你是化工廠的技術(shù)人員，你還需考慮哪些問題？與教材中的流程對照尋找不同點，你能獲得什么思想？

[資料]見表3～4。

[對比分析]自主建構(gòu)從自然界中獲取物質(zhì)的一般思路，形成建構(gòu)工藝流程的初步意識，建立解決問題的思維模型，形成綜合運用、循環(huán)利用、綠色化學(xué)的學(xué)科素養(yǎng)。

[流程建構(gòu)]

【課時活動3】通過資料整合，發(fā)展學(xué)生信息能力，幫助學(xué)生從宏觀和微觀的視角了解物質(zhì);通過實驗探究，從實驗現(xiàn)象推知氯、溴、碘單質(zhì)氧化性強弱，形成提取溴、碘的初步方案;類比從海水中提取鎂的流程，嘗試運用此模型解決新問題，落實學(xué)生“模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)的發(fā)展。

問題1：從資料中獲取信息，由溴、碘的原子結(jié)構(gòu)示意圖預(yù)測溴、碘可能具有的性質(zhì)。

[資料]“海洋元素”溴99%以上蘊藏在大海中，海水中溴的總儲量高達(dá)1×1014 t，海水中Br-的濃度約為67 mg·L-1。海水中含有豐富的碘元素，碘的總量達(dá)8×1010 t，海水中I-的濃度約為0.06 mg·L-1 [4]。

問題2：從身邊的物質(zhì)了解溴、碘的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，了解以Br2、I2為原料生產(chǎn)的化合物，知道提取溴、碘的目的。

問題3：通過實驗探究，從實驗現(xiàn)象推知氯、溴、碘單質(zhì)氧化性強弱，應(yīng)用氧化還原反應(yīng)原理知識實現(xiàn)離子向單質(zhì)的轉(zhuǎn)化。

[實驗探究]提供新制氯水、NaBr溶液、KI溶液、CCl4、淀粉KI試紙。學(xué)生分組討論、設(shè)計實驗方案，合作完成分析實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論。

問題4：設(shè)計提取溴、碘的初步方案，分析資料，類比從海水中提取鎂的流程，并設(shè)計相應(yīng)流程。

[資料]曬鹽后的母液中溴、碘離子的濃度：Br-的濃度約為2500～3000 mg·L-1，I-的濃度約為1.23 mg·L-1;海帶中碘的含量為3000～7000 mg·kg-1 [4]。

[流程建構(gòu)]見圖4。

問題5：與教材中的流程對照尋找不同點，你能獲得什么思想？

[對比分析]進(jìn)一步建立從自然界中獲取物質(zhì)一般步驟的模型：原料的富集、核心制備、產(chǎn)品的分離提純。形成工藝流程的建構(gòu)思路，建立解決問題的思維模型，形成運用模型解決問題的“模型認(rèn)知”學(xué)科素養(yǎng)。

【課時活動4】整理、歸納上述活動所得到的認(rèn)識，比較系統(tǒng)地理解掌握工藝流程設(shè)計的經(jīng)濟化和綠色化思想，構(gòu)建流程題解題思路，形成思維模型。

問題1：工藝提取某種產(chǎn)品需要考慮哪些問題？

問題2：工藝流程題的解題思路方法。

問題3：如何設(shè)計簡單的工藝流程？

【課時活動5】運用思維模型，提高綜合能力，發(fā)展核心素養(yǎng)。

問題1：類比海水中提取鎂的流程設(shè)計從海水中提取金屬鈉。

問題2：（2018·高考全國卷Ⅰ改編）焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}（見圖5）：（1）生產(chǎn)Na₂S₂O₅，通常是由NaHSO₃過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式：__________。（2）利用煙道氣中的SO₂生產(chǎn)Na₂S₂O₅的工藝為_________。

①通入過量的SO₂使溶液的pH=4.1時，Ⅰ中為________溶液（寫化學(xué)式）。②工藝中加入Na₂CO₃固體、并再次充入SO₂的目的是______________。

（3）Na₂S₂O₅可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na₂S₂O₅殘留量時，取50.00 mL葡萄酒樣品，與0.010 00 mol·L-1的碘標(biāo)準(zhǔn)液反應(yīng)，消耗了10.00 mL。反應(yīng)的離子方程式為_____________，該樣品中Na₂S₂O₅的殘留量為______g·L-1（以SO₂計）。

六、單元教學(xué)設(shè)計反思

（一）把握實際學(xué)情，體現(xiàn)“教—學(xué)—評”一致性

教師在進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計時應(yīng)了解和把握學(xué)生學(xué)習(xí)實際情況，統(tǒng)籌重組、優(yōu)化整合學(xué)習(xí)內(nèi)容體系，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容和過程的整體性和聯(lián)系性，突出課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)實施和教學(xué)評價的一致性。

（二）反映素養(yǎng)要求，體現(xiàn)學(xué)生的主體性

單元教學(xué)目標(biāo)需充分反映化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，目標(biāo)設(shè)計要宏觀把握，縱橫聯(lián)系，并把握課程標(biāo)準(zhǔn)的總體要求，要在自上而下分解與自下而上整合的基礎(chǔ)上重構(gòu)[1]32。教學(xué)目標(biāo)應(yīng)以學(xué)生為主體，結(jié)果應(yīng)從學(xué)生的角度來描述。

（三）重組知識內(nèi)容，體現(xiàn)活動的功能

單元活動設(shè)計可以對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)性重組，通過創(chuàng)設(shè)真實的學(xué)習(xí)情境，創(chuàng)造條件，通過形式多樣的活動讓學(xué)生自主建構(gòu)知識，提升分析、解決實際問題的能力。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]上海市教育委員會教學(xué)研究室.中學(xué)化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計指南[M].北京：人民教育出版社，2018：8-32.

[2]夏可文，顧曄.滲透傳統(tǒng)文化，突出情境設(shè)置的教學(xué)設(shè)計：高一化學(xué)“粗鹽的提純”[J].化學(xué)教與學(xué)，2019（3）：76.

[3]李曉明，張禮聰.著力于學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)設(shè)計：以“鎂的提取和應(yīng)用”為例[J].化學(xué)教與學(xué)，2018（8）：64.

[4]何衛(wèi)霞，黃國年.素養(yǎng)為本導(dǎo)向下任務(wù)驅(qū)動教學(xué)實踐與思考：以“溴、碘的提取”為例[J].化學(xué)教與學(xué)，2019（7）：76.

（責(zé)任編輯：趙曉梅）

作者簡介：黃莉（1975-），女，福建云霄人，中學(xué)高級教師，大學(xué)本科，研究方向：高中化學(xué)教育教學(xué)。

基金項目：本文系全國教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2018年度立項課題“指向核心素養(yǎng)的高中化學(xué)課堂‘教—學(xué)—評一致性研究”（課題編號：DHA180418）的階段性研究成果。