王琳琳，孫應(yīng)倫，趙柳英，竇星星，高冬艷

(1.昆明市第三中學(xué)經(jīng)開區(qū)學(xué)校，云南 昆明 650000；2.昆明市教育科學(xué)研究院，云南 昆明 650031； 3.云大附中呈貢校區(qū)，云南 昆明 650050)

初中化學(xué)教學(xué)過程中，大部分教師的教學(xué)設(shè)計(jì)以課時(shí)為單位，課時(shí)教學(xué)重點(diǎn)關(guān)注本節(jié)課內(nèi)的知識(shí)學(xué)習(xí)，缺乏系統(tǒng)統(tǒng)籌，容易忽略知識(shí)間的前后關(guān)聯(lián)，知識(shí)無法有效融合，不利于學(xué)生知識(shí)體系構(gòu)建、學(xué)科能力發(fā)展以及化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)。深度學(xué)習(xí)中的“單元學(xué)習(xí)主題”則是通過整體規(guī)劃，將零散的知識(shí)結(jié)構(gòu)化，將化學(xué)觀念、學(xué)科能力和學(xué)科思維方法展現(xiàn)并提煉出來，實(shí)現(xiàn)核心知識(shí)與學(xué)科素養(yǎng)的融合，促進(jìn)“知識(shí)為本”到“素養(yǎng)為本”的轉(zhuǎn)變。從課時(shí)教學(xué)到單元學(xué)習(xí)主題的轉(zhuǎn)變是深度學(xué)習(xí)的重大突破。

單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)，向上能兼顧課程整體目標(biāo)和知識(shí)結(jié)構(gòu)，向下可合理整合課時(shí)教學(xué)邏輯，具有整體性、宏觀性、進(jìn)階性、生本性、創(chuàng)造性等特征，是促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落地的必然需求，是實(shí)現(xiàn)師生共育的課堂教學(xué)的必然趨勢(shì)和促進(jìn)教師專業(yè)化成長(zhǎng)的重要途徑[1]。

1 基于深度學(xué)習(xí)的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)案例

基于深度學(xué)習(xí)的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)在深入分析單元主題學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，制定單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過架構(gòu)單元整體設(shè)計(jì)，重新規(guī)劃課時(shí)以及課時(shí)學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)建立適應(yīng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的評(píng)價(jià)體系，使目標(biāo)的落實(shí)可視、可控、可調(diào)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的落地。具體實(shí)施以九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)第八單元《金屬與金屬材料》的單元教學(xué)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行說明[2]。

1.1 單元主題學(xué)習(xí)內(nèi)容及教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1.1 單元主題學(xué)習(xí)的內(nèi)容

初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)本單元的相關(guān)教學(xué)指導(dǎo)思想和內(nèi)容要求[3]：

1)核心知識(shí)層面：知道大多數(shù)金屬在自然界中是以礦物形式存在。知道金屬具有一些共同的物理性質(zhì)；通過實(shí)驗(yàn)探究等活動(dòng)認(rèn)識(shí)金屬的主要的化學(xué)性質(zhì)及金屬活動(dòng)性順序。知道在金屬中加入其他元素形成合金可以改變金屬材料的性能。了解金屬及金屬材料在生產(chǎn)、生活及社會(huì)發(fā)展中的重要作用。以鐵生銹為例，了解防止金屬腐蝕的簡(jiǎn)單原理和常用方法；了解廢棄金屬對(duì)環(huán)境的影響及金屬回收再利用的價(jià)值。

2)學(xué)科思維層面：了解物質(zhì)的性質(zhì)與物質(zhì)的存在、組成、變化、制法和應(yīng)用的密切聯(lián)系，初步建立認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的基本角度和思路。

3)學(xué)科學(xué)習(xí)方法層面：知道可以通過物質(zhì)類別認(rèn)識(shí)具體物質(zhì)的性質(zhì)；學(xué)習(xí)從物質(zhì)的共性和差異性認(rèn)識(shí)一類物質(zhì)性質(zhì)的方法。學(xué)習(xí)觀察、實(shí)驗(yàn)及對(duì)現(xiàn)象和事實(shí)進(jìn)行歸納概括、分析解釋等認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的基本方法。

從教育價(jià)值角度分析，金屬及金屬材料對(duì)于人們生活質(zhì)量的提高、科技發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步方面起著推動(dòng)作用；從學(xué)科價(jià)值角度分析，本單元的學(xué)習(xí)是為高中階段學(xué)習(xí)金屬及其化合物起到鋪墊作用；從學(xué)生認(rèn)知角度分析，本單元的學(xué)習(xí)有利于學(xué)生建立起物質(zhì)的分類觀、變化觀等化學(xué)觀念；從學(xué)科育人角度分析，通過本單元的主題學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)學(xué)科發(fā)展與人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)程的密切關(guān)聯(lián)。

基于上述分析，本主題包括金屬的共性與特性、金屬的制備、用途、金屬腐蝕的防護(hù)以及金屬資源的合理利用等。課程標(biāo)準(zhǔn)和教材提供了豐富的素材，充分體現(xiàn)從化學(xué)走向生活、延伸到社會(huì)的理念。

1.1.2 學(xué)情分析

基于生活經(jīng)驗(yàn)和前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)于常見金屬如鐵、銅、鋁的物理性質(zhì)，某些金屬與氧氣的反應(yīng)以及某些金屬銹蝕的生活現(xiàn)象有一定的認(rèn)識(shí)，但對(duì)于金屬的制備與冶煉、金屬性質(zhì)的共性與差異、金屬銹蝕的原理與防護(hù)以及金屬資源的利用與保護(hù)還有待深入學(xué)習(xí)，這是學(xué)生化學(xué)學(xué)科知識(shí)的待增長(zhǎng)點(diǎn)。

學(xué)生初步具備基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)；初步掌握實(shí)驗(yàn)探究的一般步驟和方法；初步具備查閱資料、提取信息和初步解釋分析并表達(dá)的能力。本單元的學(xué)習(xí)使學(xué)生熟悉研究物質(zhì)的一般思路和方法，系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、應(yīng)用文獻(xiàn)信息以及匯報(bào)表達(dá)能力，這是學(xué)生學(xué)科發(fā)展能力的待增長(zhǎng)點(diǎn)；使學(xué)生從單一物質(zhì)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為形成研究一類物質(zhì)的思路和方法，以及在如何科學(xué)探究過程中運(yùn)用單一變量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這是學(xué)生學(xué)科思維能力的待增長(zhǎng)點(diǎn)。

1.2 教學(xué)思想與創(chuàng)新點(diǎn)

基于深度學(xué)習(xí)的單元設(shè)計(jì)需要解決的問題是：尋找適合的問題情境和如何架構(gòu)單元設(shè)計(jì)。基于深度學(xué)習(xí)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)模型見圖1：

圖1 基于深度學(xué)習(xí)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)模型

本單元教學(xué)以“古滇文物出土記”為載體，整合教材內(nèi)容，重新規(guī)劃課時(shí)，達(dá)成對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)和評(píng)價(jià)體系的建構(gòu)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

本單元教學(xué)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)在于：

1.2.1 雙重目標(biāo)的一致性

制定學(xué)習(xí)目標(biāo)的同時(shí)呼應(yīng)評(píng)價(jià)目標(biāo)，保證教學(xué)目標(biāo)與評(píng)價(jià)目標(biāo)的一致性。常規(guī)的教學(xué)目標(biāo)是從教師視角出發(fā)，著重考慮如何教，更加關(guān)注“教的邏輯”是否合理?；谏疃葘W(xué)習(xí)的單元設(shè)計(jì)是基于學(xué)生角度，研究學(xué)生“知道什么”，可以通過學(xué)習(xí)獲得哪些核心知識(shí)、方法指引以及提升哪些學(xué)科能力。因此，在進(jìn)行目標(biāo)設(shè)定時(shí)更符合學(xué)生的認(rèn)知水平，更切合學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)能力。

1.2.2 真實(shí)情境的適切性

選取切合學(xué)生生活和認(rèn)知領(lǐng)域的情境素材，以富有本土地域文化特色的“古滇文物出土記”為載體，能極大地激發(fā)學(xué)生探尋本土文化的興趣，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科與地域文化融合的理念，淡化不同學(xué)科間的界限，增強(qiáng)學(xué)生的文化自信，升華學(xué)生的愛國(guó)情感。

1.2.3 活動(dòng)設(shè)計(jì)的新穎性

以“文物修復(fù)和保護(hù)工作”為任務(wù)載體，采取小組合作探究學(xué)習(xí)模式開展學(xué)生活動(dòng)。讓學(xué)生從科學(xué)研究的角度，體驗(yàn)文物保護(hù)工作的職業(yè)日常，認(rèn)識(shí)到職業(yè)與個(gè)人、社會(huì)、國(guó)家的內(nèi)在聯(lián)系，升華愛國(guó)情感，浸潤(rùn)學(xué)生心靈，對(duì)未來的職業(yè)規(guī)劃產(chǎn)生潛移默化的影響。

1.2.4 評(píng)價(jià)功能的有效性

以評(píng)價(jià)目標(biāo)為藍(lán)本，探索適合實(shí)際教學(xué)的評(píng)價(jià)工具，通過教師評(píng)價(jià)、生生互評(píng)、自我評(píng)價(jià)的方式，解決傳統(tǒng)教學(xué)中單一的紙筆測(cè)試評(píng)價(jià)的局限性、片面性的問題，多維度的呈現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，從學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成、個(gè)人綜合能力角度，嘗試建立更全面、更立體、有效的評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)“教—學(xué)—評(píng)”一體化。

1.3 單元教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

單元教學(xué)目標(biāo)是單元教學(xué)過程設(shè)計(jì)的統(tǒng)領(lǐng)。其制定要以課程標(biāo)準(zhǔn)的要求為綱領(lǐng)，融合學(xué)科素養(yǎng)培育的實(shí)現(xiàn)?；诖?，制定本單元教學(xué)目標(biāo)如下：

1)通過分析金屬冶煉原理和方法，體會(huì)金屬礦石到金屬材料應(yīng)用的演變，體會(huì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)與生活實(shí)際的融合，形成物質(zhì)觀、變化觀等化學(xué)觀念。

2)通過金屬材料物理性質(zhì)的歸納，領(lǐng)會(huì)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇材料，體會(huì)金屬材料在人類生活中的應(yīng)用價(jià)值。

3)通過對(duì)常見金屬化學(xué)性質(zhì)的探究，分析滇王金印歷久彌新而鐵矛銹跡斑斑這一化學(xué)現(xiàn)象背后的化學(xué)原理，形成研究一類物質(zhì)的基本思路與普遍方法，促進(jìn)證據(jù)推理意識(shí)的形成，達(dá)成分類觀、守恒觀等化學(xué)觀念的建立。

4)通過運(yùn)用控制變量法，設(shè)計(jì)探究鐵、銅生銹條件的方案，建立金屬銹蝕條件的模型，探究防止金屬銹蝕的原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維，增強(qiáng)學(xué)生在解決問題中的創(chuàng)新意識(shí)和運(yùn)用不同學(xué)科間知識(shí)融合解決實(shí)際問題的能力。

5)通過小組合作、家庭小實(shí)驗(yàn)、展示匯報(bào)等活動(dòng)，形成獨(dú)立思考與合作學(xué)習(xí)的意識(shí)。

1.4 課時(shí)教學(xué)規(guī)劃及教學(xué)實(shí)踐

1.4.1 基于深度學(xué)習(xí)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)

課時(shí)規(guī)劃為4課時(shí)。分為3個(gè)任務(wù)模塊。

任務(wù)一 滇王金印、青銅歌俑、銅鐵長(zhǎng)矛從哪里來？設(shè)計(jì)1課時(shí)教學(xué)。

通過展示滇王金印、青銅歌俑、銅鐵長(zhǎng)矛以及中國(guó)空間站的圖片，見圖2，以“發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)的共同之處”為學(xué)習(xí)起點(diǎn)，促使學(xué)生關(guān)注物質(zhì)間的共性。通過強(qiáng)烈的視覺反差，讓學(xué)生感受化學(xué)學(xué)科能夠跨越時(shí)間、穿越空間將物質(zhì)建立關(guān)聯(lián)的獨(dú)特魅力。

圖2 滇王金印、青銅歌俑、銅鐵長(zhǎng)矛、中國(guó)空間站圖片

以“滇王金印、青銅歌俑、銅鐵長(zhǎng)矛是如何制成的？”問題驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，落實(shí)金屬在自然界中的存在形式的相關(guān)知識(shí)。通過閱讀資料，學(xué)生有針對(duì)性的尋找關(guān)鍵信息，形成證據(jù)推理意識(shí)；學(xué)生對(duì)于金屬存在形式以及某些金屬冶煉方法有了初步認(rèn)知，基于此，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考“生活中常見的金屬鐵如何制備？選擇什么原料煉鐵？”通過閱讀教材，學(xué)生嘗試從環(huán)境保護(hù)、成本、金屬資源利用和保護(hù)等方面綜合考慮選材問題。從化學(xué)學(xué)科角度，思考實(shí)驗(yàn)室如何煉鐵。通過觀看視頻和閱讀教材，落實(shí)實(shí)驗(yàn)室煉鐵原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相關(guān)核心知識(shí)的學(xué)習(xí)。從生產(chǎn)生活實(shí)際角度，思考工業(yè)上如何煉鐵，落實(shí)工業(yè)煉鐵的原理、設(shè)備、生產(chǎn)流程的相關(guān)知識(shí)。

本課時(shí)在充分利用教材和資料信息的基礎(chǔ)上，利用問題驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)任務(wù)的達(dá)成，環(huán)環(huán)相扣，將隱藏在學(xué)科問題背后的核心知識(shí)脈絡(luò)逐一呈現(xiàn)，采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)、小組合作、交流的模式，建構(gòu)從“存在形式—制備方法—生產(chǎn)應(yīng)用”的知識(shí)體系，形成從“化學(xué)學(xué)科到生產(chǎn)生活實(shí)際的轉(zhuǎn)換”學(xué)科思維。

任務(wù)二 滇王金印、青銅歌俑、銅鐵長(zhǎng)矛有何不同？設(shè)計(jì)2課時(shí)教學(xué)。

第2課時(shí)，以“從物質(zhì)組成看，滇王金印、青銅歌俑、銅鐵長(zhǎng)矛、中國(guó)空間站有什么不同？”的真實(shí)問題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注金屬的差異性。同時(shí)選取生活中常見的金屬制品進(jìn)行展示，通過觀察金屬的外觀，讓學(xué)生嘗試描述、歸納不同金屬物理性質(zhì)的共性和特性，完成金屬物理性質(zhì)的知識(shí)學(xué)習(xí)，形成從一種物質(zhì)到一類物質(zhì)學(xué)習(xí)的認(rèn)知方式轉(zhuǎn)變。

通過“為什么選擇這種金屬為原材料”，引發(fā)學(xué)生思考“選擇金屬材料時(shí)要考慮哪些因素”，建立性質(zhì)與用途的密切關(guān)聯(lián)，同時(shí)要兼顧價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利，廢料是否易于回收和環(huán)境保護(hù)等因素。以“青銅歌俑、銅鐵長(zhǎng)矛、空間站的外殼材料屬于合金”這一現(xiàn)象為研究主體，分析合金與純金屬的區(qū)別與聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)合金的優(yōu)勢(shì)，建立金屬材料性能與性質(zhì)之間的聯(lián)系。通過分析生活中常見的鐵合金——生鐵和鋼的聯(lián)系與差異，落實(shí)鐵的合金的相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。以天宮課堂這一時(shí)事新聞為背景，聚焦太空站的新材料——鈦合金，形成從“特殊——一般——特殊”的認(rèn)知方式和思維方式。

第3課時(shí)，通過對(duì)“滇王金印、青銅歌俑、銅鐵長(zhǎng)矛銹蝕程度不同的化學(xué)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生思考現(xiàn)象隱含的化學(xué)原理”，啟發(fā)學(xué)生關(guān)注不同金屬化學(xué)性質(zhì)的差異?；凇叭绾伪Ｗo(hù)修復(fù)金屬文物”的核心任務(wù)，利用小組合作，探究金屬的活動(dòng)性順序。

基于“生活中通常用鹽酸除去鐵制品表面銹跡”的客觀事實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生將生活經(jīng)驗(yàn)?zāi)裏挒閷W(xué)科問題。查閱資料，預(yù)測(cè)鐵銹的成因可能與氧氣、水有關(guān)。通過分析不同金屬與氧氣反應(yīng)的條件、現(xiàn)象不同的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，比如銅絲加熱變黑、而黃金加熱卻無明顯變化，引導(dǎo)學(xué)生思考現(xiàn)象差異所蘊(yùn)含金屬活潑程度強(qiáng)弱差異的本質(zhì)，從而初步對(duì)鎂、鋁、鋅、鐵、銅、金的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的進(jìn)行排序，形成“比較不同金屬活動(dòng)性”的方法之一。

通過“為什么用稀鹽酸可以除去鐵制品表面的銹跡，卻不能長(zhǎng)時(shí)間浸泡？”落實(shí)金屬與酸反應(yīng)的原理，追問“所有的金屬都能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)嗎？”，通過實(shí)驗(yàn)探究不同金屬與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)的情況，基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)，達(dá)成對(duì)金屬與酸反應(yīng)的核心知識(shí)的學(xué)習(xí)，形成比較金屬活動(dòng)性的方法之二。完成比較金屬活動(dòng)性順序的任務(wù)。

從節(jié)省資源的角度，以思考“如何回收清洗液中的金屬鐵？”，自主學(xué)習(xí)“金屬與鹽溶液反應(yīng)”，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)回收金屬，讓學(xué)生在問題解決的過程中，落實(shí)核心知識(shí)，品味自主學(xué)習(xí)的樂趣，感知化學(xué)反應(yīng)的奇妙，體會(huì)從學(xué)科到實(shí)際應(yīng)用的豐富內(nèi)涵。

設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)探究不同金屬活動(dòng)性差異時(shí)，凸顯微型實(shí)驗(yàn)的優(yōu)越性，既節(jié)省了教學(xué)時(shí)間，又體現(xiàn)控制變量的科學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度(見圖3)。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)于金屬文物的修復(fù)與保護(hù)所包含的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性有了更深的認(rèn)知，促使學(xué)生將化學(xué)學(xué)科核心知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問題的解決。

任務(wù)三金屬文物的修復(fù)與保護(hù)。設(shè)計(jì)1課時(shí)。

通過觀看“古滇文物出土記”的視頻，以“銅鐵長(zhǎng)矛為何生銹”問題為載體，開始探究金屬銹蝕原理之旅(見圖4)。

反應(yīng)前 反應(yīng)中 反應(yīng)后

圖4 金屬文物的修復(fù)與保護(hù)——古滇出土記的教學(xué)流程

1.4.2 基于“殤、困、美、貴”4方面的教學(xué)設(shè)計(jì)

以第4課時(shí)為例，從化學(xué)現(xiàn)象、探秘化學(xué)反應(yīng)原理、建構(gòu)銹蝕條件模型、運(yùn)用模型解決實(shí)際問題四個(gè)方面進(jìn)行說明。具體的教學(xué)過程設(shè)計(jì)如下：

【引入】云南簡(jiǎn)稱為“滇”，我們腳下的這片土地正是古滇王國(guó)所在。歷史上雖然有滇王國(guó)的記載，但非常少。直到滇王印出土，人們才慢慢了解古滇文化。今天我們一起來走進(jìn)神秘的古滇王國(guó)。

【視頻】古滇出土記

滇王印歷久彌新，同時(shí)出土的青銅器銹跡斑斑，鐵器傷痕累累，為什么有這樣的現(xiàn)象？這背后有怎樣的化學(xué)原理？我們一起探究鐵生銹的原因。

環(huán)節(jié)一：探金屬之“殤”

1)探究鐵生銹的條件

【教師】上周布置的家庭小實(shí)驗(yàn)——探究鐵生銹的條件，請(qǐng)同學(xué)們預(yù)測(cè)鐵生銹與空氣中的哪些成分有關(guān)？你的依據(jù)是什么？以小組為單位，匯報(bào)實(shí)驗(yàn)成果。

【學(xué)生】展示一周前家庭小實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見圖5)。

圖5 學(xué)生探究鐵生銹的家庭小實(shí)驗(yàn)

【教師】點(diǎn)評(píng)學(xué)生匯報(bào)結(jié)果。設(shè)問：教材實(shí)驗(yàn)中氯化鈣起什么作用？植物油呢？為什么用煮沸過迅速冷卻的蒸餾水？

【學(xué)生】氯化鈣起吸收水分的作用，植物油是隔絕空氣的，煮沸過迅速冷卻的蒸餾水是為了除去溶解在水中的氧氣。

【教師】為什么只有③中鐵絲生銹？為什么①中鐵絲不生銹？對(duì)比實(shí)驗(yàn)①、③，你得出什么結(jié)論？對(duì)比實(shí)驗(yàn)②、③，你得出什么結(jié)論？

引導(dǎo)學(xué)生通過列表法，建立控制變量的方法模型(見表1、表2)。

表1 “列表法”探究鐵生銹的條件

表2 建立控制變量方法模型

【學(xué)生】對(duì)比實(shí)驗(yàn)①③，說明鐵生銹需要水；對(duì)比實(shí)驗(yàn)②③，說明鐵生銹需要氧氣。因此鐵生銹需要同時(shí)與水和氧氣接觸。

【教師】在設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持其他條件不變，只改變其中的一個(gè)條件，我們把這種方法叫做控制變量法。請(qǐng)以小組為單位，嘗試用控制變量法，探究銅生銹的條件。

【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生通過列表法，很容易得出不同影響因素對(duì)于鐵生銹所起的作用，能更好地掌握控制變量法并建立方法模型，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。

2)探究銅生銹的條件

【教師】長(zhǎng)期放置在空氣中的銅也會(huì)生銹，請(qǐng)根據(jù)銅銹的主要成分，預(yù)測(cè)銅生銹與空氣中的哪些成分有關(guān)。以小組為單位，探究銅銹蝕的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

【學(xué)生】通過查閱資料，根據(jù)元素守恒定律，預(yù)測(cè)銅生銹與空氣中的CO2、O2、H2O有關(guān)。利用控制變量的方法模型——“列表法”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。

【學(xué)生】經(jīng)過小組討論和教師指導(dǎo)，學(xué)生匯報(bào)成果，提出兩種方案(見圖6、7，每個(gè)圖中有四個(gè)裝置，編號(hào)依次為①②③④)：

圖6 學(xué)生方案一

圖7 學(xué)生方案二

方案一：①CO2②H2O ③O2④O2、H2O、CO2

方案二：①O2、H2O ②O2、CO2③CO2、H2O ④O2、H2O、CO2

教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用“列表法”探討方案的可行性(見表3、表4)。

【教師】請(qǐng)你分別對(duì)比方案一、方案二的實(shí)驗(yàn)①④、實(shí)驗(yàn)②④、實(shí)驗(yàn)③④，你能得出什么結(jié)論？

表3 學(xué)生方案一

表4 學(xué)生方案二

【學(xué)生】應(yīng)用“列表法”時(shí)很容易地發(fā)現(xiàn)，方案一中通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)①④的變量有2個(gè)，無法確定是哪種因素影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。基于以上分析，學(xué)生最終得出結(jié)論：選擇方案二。

【設(shè)計(jì)意圖】對(duì)于鐵生銹條件的探究的基礎(chǔ)上，利用“列表法”建模，使學(xué)生深刻體會(huì)“控制變量法”在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要作用，讓學(xué)生在探究影響因素的過程中，有意識(shí)的運(yùn)用控制變量法，形成科學(xué)思維。

3)分析鋁制品抗腐蝕的原因

【教師】銅、鐵在空氣中長(zhǎng)期放置會(huì)銹蝕，金屬鋁也會(huì)這樣嗎？請(qǐng)閱讀課本18頁(yè)找出原因。

【學(xué)生】鋁制品表面有一層致密的氧化鋁薄膜，阻礙金屬腐蝕。而鐵銹非常疏松無法阻礙金屬腐蝕。

【展示】鐵銹、氧化鋁薄膜的微觀結(jié)構(gòu)(見圖8)。

鐵銹疏松，不能陽礙鐵的銹蝕 鋁的表面有一層致密的氧化鋁薄膜，能阻礙內(nèi)部的鋁繼續(xù)氧化。

【設(shè)計(jì)意圖】從宏觀現(xiàn)象到微觀結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生感知化學(xué)學(xué)科認(rèn)識(shí)物質(zhì)的獨(dú)特視角，形成化學(xué)學(xué)科獨(dú)有的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

4)建構(gòu)金屬銹蝕條件模型

【教師】通過前面的學(xué)習(xí)，請(qǐng)你歸納金屬銹蝕的條件。

【學(xué)生】金屬生銹要與水、空氣(氧氣、二氧化碳等)接觸。

【教師】金屬生銹是化學(xué)變化，如果反應(yīng)發(fā)生需要什么條件？

【學(xué)生】需要反應(yīng)物，同時(shí)滿足反應(yīng)條件。

【追問】反應(yīng)物不接觸可以發(fā)生嗎？

【學(xué)生】不行。反應(yīng)物之間要接觸才行。

教師引導(dǎo)下學(xué)生梳理出建構(gòu)金屬銹蝕條件模型(見圖9)。

圖9 金屬銹蝕條件模型

【設(shè)計(jì)意圖】通過對(duì)金屬生銹這一類反應(yīng)發(fā)生條件的分析，使學(xué)生完成從研究單一物質(zhì)的性質(zhì)到研究一類物質(zhì)的性質(zhì)的轉(zhuǎn)變，為形成分類觀、變化觀等化學(xué)觀念打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

環(huán)節(jié)二：解金屬之“困”

【教師】每年因?yàn)榻饘黉P蝕造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失。鐵制品在日常生活中應(yīng)用廣泛。生活中如何防止鐵制品生銹？你知道哪些防止鐵生銹的方法？試舉例說明。

【學(xué)生】刷漆、自行車鏈條涂油、水龍頭上鍍鉻、制成不銹鋼……

【教師】這些方法利用了什么原理來防止鐵生銹？

【學(xué)生】防止鐵和空氣、水接觸。

【設(shè)計(jì)意圖】結(jié)合生活中防止鐵生銹的方法，將化學(xué)學(xué)科知識(shí)與生活實(shí)際關(guān)聯(lián)起來，體現(xiàn)學(xué)科與實(shí)際的融合。

環(huán)節(jié)三：感金屬之“美”

【教師】大家對(duì)于金屬銹蝕和防止金屬銹蝕已經(jīng)有了一定的了解?，F(xiàn)在，請(qǐng)你從文物工作者的角度，來體驗(yàn)修復(fù)文物的過程。請(qǐng)你按照“修復(fù)秘籍”，讓你手中的漢代古幣煥然一新吧。

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生為古銅錢幣除銹(見圖10)。

圖10 古錢幣除銹

【小結(jié)】金屬修復(fù)還有其他的物理和化學(xué)的方法，這里只介紹其中的一種。有興趣的同學(xué)可以課后再進(jìn)行了解。對(duì)于文物的保護(hù)實(shí)際是對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化的傳承，國(guó)家非常重視，投入大量的人力物力來進(jìn)行該項(xiàng)工作。

【播放視頻】習(xí)近平總書記提倡文物保護(hù)相關(guān)視頻。

【結(jié)語】作為一名化學(xué)工作者，看到化學(xué)知識(shí)在文化傳承中發(fā)揮作用，我非常自豪。希望同學(xué)們學(xué)好本領(lǐng)，未來用學(xué)到的化學(xué)知識(shí)為國(guó)家和社會(huì)貢獻(xiàn)力量。

【設(shè)計(jì)意圖】基于學(xué)科核心知識(shí)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生感受到化學(xué)學(xué)科在學(xué)科融合中的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考自己的職業(yè)生涯規(guī)劃，培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)情懷與責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

環(huán)節(jié)四：惜金屬之“貴”

【實(shí)踐作業(yè)】金屬之“貴”，“貴”在有限。請(qǐng)你調(diào)查金屬資源的現(xiàn)狀，從保護(hù)金屬資源的措施，撰寫一篇金屬資源利用和保護(hù)的小論文，談?wù)勀銓?duì)金屬資源保護(hù)的認(rèn)識(shí)。

【設(shè)計(jì)意圖】嘗試通過作業(yè)設(shè)計(jì)方式的轉(zhuǎn)變，通過調(diào)查、分析、整理的實(shí)踐過程，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維、學(xué)科能力和學(xué)科核心素養(yǎng)。

2 基于深度學(xué)習(xí)的單元評(píng)價(jià)目標(biāo)設(shè)計(jì)

1)通過對(duì)煉鐵原理的學(xué)習(xí)與實(shí)物感知，診斷并提升學(xué)生對(duì)于物質(zhì)制備過程的可持續(xù)發(fā)展與成本意識(shí)。

2)通過觀察感知生活中常見的金屬制品，診斷并發(fā)展學(xué)生從化學(xué)學(xué)科角度選擇使用材料的一般思路和方法。

3)通過對(duì)“滇王金印、青銅歌舞俑、銅鐵長(zhǎng)矛”的現(xiàn)狀分析及原理分析，診斷學(xué)生探究物質(zhì)性質(zhì)的知識(shí)能力水平。

4)通過對(duì)鐵、銅生銹的原理進(jìn)行控制變量的實(shí)驗(yàn)探究方案設(shè)計(jì)，診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科價(jià)值的認(rèn)同感，提升學(xué)生辯證統(tǒng)一的思維水平。

5)通過展示匯報(bào)、交流討論等活動(dòng)表現(xiàn)，診斷并提升學(xué)生對(duì)于學(xué)科方法、學(xué)科知識(shí)建構(gòu)、學(xué)科思維形成的能力水平。

3 深度學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)工具

3.1 多角度評(píng)價(jià)

多角度的評(píng)價(jià)工具可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教師評(píng)價(jià)為主的評(píng)價(jià)方式，開展學(xué)生小組活動(dòng)過程中，教師很難關(guān)注到學(xué)生的個(gè)體表現(xiàn)，組內(nèi)成員互評(píng)表(見表5)、小組互評(píng)表(見表6)、學(xué)生自我測(cè)評(píng)表(見表7)可以從一定程度上進(jìn)行補(bǔ)充。學(xué)生自我測(cè)評(píng)表，具有導(dǎo)向性、整體性，能夠反映學(xué)生活動(dòng)的關(guān)鍵要素，引導(dǎo)學(xué)生良性發(fā)展，促使學(xué)生提升自我反思的意識(shí)[4]。

表5 探究實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)表(認(rèn)知參與)(師評(píng)、自評(píng))

表6 小組活動(dòng)表現(xiàn)性評(píng)價(jià)(小組互評(píng)表)

表7 “古錢幣修復(fù)與保護(hù)”實(shí)踐活動(dòng)評(píng)價(jià)自我評(píng)價(jià)表

3.2 評(píng)價(jià)量表數(shù)據(jù)分析

參考符愛琴[5]對(duì)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)評(píng)價(jià)，基于認(rèn)知參與、情感參與、行為參與3個(gè)領(lǐng)域13個(gè)維度設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，對(duì)參與本次課程的昆明市第三中學(xué)經(jīng)開區(qū)學(xué)校初三年級(jí)4個(gè)班級(jí)共201名學(xué)生進(jìn)行評(píng)估研究，分析學(xué)生課堂參與效果。實(shí)際發(fā)放問卷201份，回收的有效問卷183份。

1)探究實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)

在認(rèn)知參與領(lǐng)域，依賴教師的占10.93%，淺層思維的占18.58%，深層思維的占75.96%。反映出學(xué)生對(duì)于準(zhǔn)確描述現(xiàn)象、解釋和分析，并得出結(jié)論方面的理解能力提升，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的規(guī)范操作和實(shí)驗(yàn)過程的安全意識(shí)有所提高。

在情感參與領(lǐng)域，感到厭煩的占0%，有焦慮情緒的占9.84%，能勝任的占39.89%，很有樂趣的占50.27%。明顯看出，經(jīng)過學(xué)習(xí)，探究體驗(yàn)?zāi)軒Ыo學(xué)生更多的樂趣，收獲成功，能使學(xué)生更能勝任探究任務(wù)，并從一定程度上增強(qiáng)學(xué)生自主完成課后習(xí)題的自信心。

在行為參與領(lǐng)域，能夠投入探究的占56.28%，不能專注探究的占1.64%，能夠?qū)Ｐ奶骄康恼?5.68%?？煽闯龃蠖鄶?shù)學(xué)生表示能夠?qū)Ｐ牡膮⑴c探究過程。

2)“古錢幣修復(fù)與保護(hù)”實(shí)踐活動(dòng)評(píng)價(jià)

76.5%的學(xué)生能對(duì)金屬文物的修復(fù)方法有一定的認(rèn)識(shí)，62.3%學(xué)生能夠根據(jù)不同材質(zhì)的金屬文物，選取適合的方法進(jìn)行預(yù)處理；74.86%的學(xué)生能規(guī)范安全的完成相應(yīng)操作。93.44%、87.98%的學(xué)生表示愿意了解文物修復(fù)工作的職業(yè)內(nèi)涵以及有興趣了解國(guó)家文物保護(hù)的相關(guān)政策。

分析數(shù)據(jù)結(jié)果，可以知道，經(jīng)過學(xué)習(xí)學(xué)生自我效能感增強(qiáng)，表現(xiàn)出對(duì)學(xué)科學(xué)習(xí)極大的興趣，個(gè)體參與度增強(qiáng)，獨(dú)立學(xué)習(xí)的積極性高漲。

4 教學(xué)反思

4.1 擷取真實(shí)有效的情境素材，激發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

真實(shí)的情境素材是學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的載體。選取的情境素材最好是學(xué)生的興趣點(diǎn)、關(guān)注點(diǎn)、社會(huì)熱點(diǎn)，這就使得教師要對(duì)生活中熱點(diǎn)新聞與學(xué)科間的關(guān)聯(lián)度保持高度的敏銳。如本單元設(shè)計(jì)選取“古滇文物出土記”的真實(shí)情境，貼合學(xué)生實(shí)際，能激起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和好奇心。深度學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是完成學(xué)科核心知識(shí)的構(gòu)建、學(xué)科關(guān)鍵能力的形成。同時(shí)也要考慮選取情境素材是否能承載核心知識(shí)的學(xué)習(xí)。本設(shè)計(jì)的第3課時(shí)，在探秘文物出土及文物修復(fù)的過程中，能將“金屬與鹽酸、硫酸的反應(yīng)”，“金屬與鹽溶液的反應(yīng)”等核心知識(shí)與任務(wù)問題的解決有機(jī)結(jié)合，完成知識(shí)體系的構(gòu)建，促成學(xué)科思維的形成，激發(fā)學(xué)生深入思維，完成深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

4.2 甄別取舍課上與課下內(nèi)容，促使教師深入思考

深度學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，但導(dǎo)演和設(shè)計(jì)者是教師。活動(dòng)設(shè)計(jì)的重要原則是厘清主次、重點(diǎn)分明。重要內(nèi)容需要教師引領(lǐng)學(xué)生在課堂上完成，次要內(nèi)容在課下完成。比如第4課時(shí)在取舍內(nèi)容時(shí)，充分考慮到“控制變量法”對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科思維的重要作用，有必要讓學(xué)生在課堂上深入透徹的理解。而對(duì)于“金屬資源的利用和保護(hù)措施”則是學(xué)生通過自主能夠獨(dú)立完成的，故留到課后去做。學(xué)生自主活動(dòng)真實(shí)發(fā)生，學(xué)生的主體地位得以充分體現(xiàn)，真正進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究和匯報(bào)交流、評(píng)價(jià)等，而不是作為聽眾；教師的主導(dǎo)地位也得以充分體現(xiàn)，學(xué)生在教師的引導(dǎo)之下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，同時(shí)對(duì)學(xué)習(xí)的情況進(jìn)行評(píng)價(jià)和反思，有利于更深層次的學(xué)習(xí)的開展，真正有助于學(xué)生能力與素養(yǎng)提升。而教學(xué)內(nèi)容的甄別取舍則依賴于教師對(duì)于學(xué)科研究的不斷鉆研，促使教師深入思考。

4.3 發(fā)掘與彰顯學(xué)科育人功能，推動(dòng)教育深層改革

核心素養(yǎng)視域下的教學(xué)中，學(xué)科的育人功能愈發(fā)凸顯?；谏疃葘W(xué)習(xí)的單元教學(xué)同樣滲透者德育、智育、美育和勞動(dòng)教育的育人價(jià)值，甚至影響到學(xué)生未來職業(yè)規(guī)劃乃至人生方向。本單元設(shè)計(jì)中第4課時(shí)，以“習(xí)近平總書記提出建設(shè)有中國(guó)特色、中國(guó)風(fēng)格、中國(guó)氣派的考古學(xué)”的視頻結(jié)尾，許多學(xué)生表現(xiàn)出對(duì)于文物保護(hù)、文化傳承的極大興趣。本單元所采用的真實(shí)情境與國(guó)家政策的巧妙融合，使得學(xué)科知識(shí)從書本的二維平面走進(jìn)學(xué)生生活，浸潤(rùn)學(xué)生心靈，使學(xué)生在學(xué)科學(xué)習(xí)的過程中，感受學(xué)科魅力、體驗(yàn)學(xué)科樂趣、認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科的社會(huì)價(jià)值，才能真正讓深度學(xué)習(xí)“潤(rùn)物細(xì)無聲”，從而推動(dòng)教育深層改革。

4.4 課時(shí)設(shè)置

是否改為5課時(shí)，增加學(xué)生清洗修復(fù)古銅幣的全過程，包括物理、化學(xué)的方法，以及從回收液提取銅。第3課時(shí)使用除銅銹，還是除鐵銹，如果除鐵銹，就有個(gè)問題，鐵銹溶解后為3價(jià)鐵，回收鐵就不太好講。該怎么解決這兩個(gè)問題，有待于后期在教學(xué)實(shí)踐中尋找結(jié)論。