林偉 何曉云

摘 要 為了實(shí)現(xiàn)初高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效銜接，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)情，通過運(yùn)用單元整體規(guī)劃、任務(wù)引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)、基于真實(shí)情景三種教學(xué)策略，在新課標(biāo)規(guī)定必做實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)單元進(jìn)行整體教學(xué)，學(xué)生經(jīng)過三個(gè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)的學(xué)習(xí)，能夠逐漸地適應(yīng)高中的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ?。?shí)踐表明，實(shí)驗(yàn)單元教學(xué)能夠更好地實(shí)現(xiàn)初高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效銜接。

關(guān)鍵詞 單元教學(xué) 初高中銜接 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

一、問題的提出

“單元教學(xué)”是指教師在對課程標(biāo)準(zhǔn)、教材等教學(xué)指導(dǎo)性資源進(jìn)行深入地解讀和剖析后，根據(jù)對教學(xué)內(nèi)容的理解，以及對學(xué)生情況的了解，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析、整合、重組，形成相對完整的教學(xué)主題，并以一個(gè)完整的教學(xué)主題作為一個(gè)教學(xué)單元的教學(xué)[1]。基于學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)需要教師由“課時(shí)教學(xué)”轉(zhuǎn)向“單元教學(xué)”，因?yàn)楹诵乃仞B(yǎng)的內(nèi)涵豐富，教師往往難以在一節(jié)課中完成相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)[2]。教學(xué)單元不一定是來自于現(xiàn)行教材的內(nèi)容，教師可以基于核心素養(yǎng)，按照知識(shí)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)[3]。

實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)科體系中的重要地位毋庸置疑?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)在學(xué)生的知識(shí)構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)技能形成、發(fā)展“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)上有著不可替代的作用。高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以視為初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的拓展和實(shí)驗(yàn)方法的深入。因此處理好初高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效銜接，有助于高一學(xué)生更好地適應(yīng)高中化學(xué)課程?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》[4]77（以下簡稱為新課標(biāo)）規(guī)定了必修階段的9個(gè)必做實(shí)驗(yàn)。筆者所在的福建省使用的高中化學(xué)必修教材中，均是將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容穿插到各個(gè)章節(jié)中，如表1所示。這樣的安排符合當(dāng)下的教學(xué)實(shí)際，但是會(huì)造成初高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺少必要的、有效的銜接。首先，新課標(biāo)中的必做實(shí)驗(yàn)作為高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求，采用分散編排的形式，使得學(xué)生接觸到的是零散的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不成系統(tǒng)；其次，教材中的實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，探究性實(shí)驗(yàn)相對較少，關(guān)注點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)技能的養(yǎng)成或者知識(shí)點(diǎn)驗(yàn)證。

因此，在新課標(biāo)中必做實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展與整合。一方面實(shí)驗(yàn)素材盡量以初中生較易理解的內(nèi)容為主體，對初中內(nèi)容進(jìn)行了復(fù)習(xí)與鞏固；另一方面介紹部分高中的實(shí)驗(yàn)技能，滲透高中實(shí)驗(yàn)的方法與思想，設(shè)計(jì)一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)單元，為后續(xù)的高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)做好鋪墊。

二、實(shí)驗(yàn)銜接教學(xué)單元教學(xué)策略

在進(jìn)行初高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)銜接時(shí)，應(yīng)對初、高中教材和課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，探討教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法銜接教學(xué)，幫助學(xué)生適應(yīng)高中化學(xué)教學(xué)，提高學(xué)習(xí)效率[5]。本單元建議安排在高一上學(xué)期期中之前，此時(shí)的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“物質(zhì)的量”“物質(zhì)的分類”“離子反應(yīng)”“氧化還原反應(yīng)”等基礎(chǔ)知識(shí)；而在實(shí)驗(yàn)技能方面，學(xué)生在初三已完成了8個(gè)必做實(shí)驗(yàn)，同時(shí)按照新課標(biāo)的要求，學(xué)生已經(jīng)完成了“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”兩個(gè)必做實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備一定的知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能，足以完成相對復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)。新課標(biāo)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上提出了相應(yīng)的教學(xué)策略，整體規(guī)劃實(shí)驗(yàn)及探究教學(xué)，發(fā)揮典型實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的作用；選取真實(shí)的、有意義的、引發(fā)學(xué)生興趣的探究問題；改變在實(shí)驗(yàn)中注重動(dòng)手但缺少思考的現(xiàn)狀，強(qiáng)調(diào)高級(jí)思維過程[4]12。通過教學(xué)實(shí)踐，我們提出了以下策略。

（一）單元整體規(guī)劃

學(xué)生通過學(xué)習(xí)本單元實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，基本上可以對高中階段常見的實(shí)驗(yàn)類型有所了解（物質(zhì)的制備、物質(zhì)的分離與提純、反應(yīng)規(guī)律的研究、物質(zhì)的檢測）。本單元進(jìn)行整體規(guī)劃，共設(shè)計(jì)為3個(gè)課時(shí)：“實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)——碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別”“物質(zhì)的分離與提純——海帶中碘的提取”“實(shí)驗(yàn)條件的控制——催化劑對H2O2分解反應(yīng)的影響”。經(jīng)過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠基本掌握物質(zhì)的鑒別、物質(zhì)的分離與提純、反應(yīng)規(guī)律的研究、物質(zhì)的檢測等幾類常見實(shí)驗(yàn)的一般思路與方法，同時(shí)掌握必要的實(shí)驗(yàn)操作技能。

（二）任務(wù)驅(qū)動(dòng)引導(dǎo)

為了改變以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重動(dòng)手而缺少思考，注重實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象而忽視實(shí)驗(yàn)思維的情況，本單元涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都不直接給予實(shí)驗(yàn)操作步驟，而是給出明確的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過交流討論不斷地完善，強(qiáng)調(diào)高級(jí)思維過程?？紤]到學(xué)生的學(xué)情，本單元的3個(gè)課時(shí)從物質(zhì)的鑒別實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，到物質(zhì)的分離與提純實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)，再到多個(gè)變量的探究實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的難度由低到高。

（三）基于真實(shí)情境

新課標(biāo)中明確指出，創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變；以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)[4]4。新課標(biāo)中提倡在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，提倡基于綜合問題解決的主題式教學(xué)。本單元實(shí)驗(yàn)涉及的物質(zhì)都是高一學(xué)生比較熟悉的化學(xué)物質(zhì)，如碳酸鈉、碳酸氫鈉、雙氧水等。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選用與生活、生產(chǎn)緊密相關(guān)的素材，如從海帶中提取碘單質(zhì)、侯氏制堿法、酶催化雙氧水分解等，有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)與日常生活的緊密聯(lián)系，體會(huì)化學(xué)知識(shí)的價(jià)值。

三、單元教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

單元中的3個(gè)實(shí)驗(yàn)均基于真實(shí)情境，突出了“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念。單元教學(xué)目標(biāo)與課時(shí)教學(xué)目標(biāo)如表2所示。

課時(shí)1通過侯氏制堿法制得的碳酸鈉中含有碳酸氫鈉的真實(shí)情境，學(xué)生利用提供的信息，設(shè)計(jì)鑒別碳酸鈉與碳酸氫鈉的實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)化學(xué)學(xué)科知識(shí)或其它學(xué)科知識(shí)，思考實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施，這是實(shí)驗(yàn)探究能力的集中體現(xiàn)。將此內(nèi)容安排在本單元教學(xué)的第1課時(shí)，意在起到鋪墊作用，為第2、第3課時(shí)的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備。通過碳酸鈉與碳酸氫鈉等學(xué)生熟悉的物質(zhì)作為實(shí)驗(yàn)素材，適合處于銜接階段的高一學(xué)生。

課時(shí)2通過海帶具有富集碘元素的特性，工業(yè)上以海帶為原料獲取碘單質(zhì)的真實(shí)情境，在教師指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)從干海帶中提取碘單質(zhì)的流程，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬。在實(shí)驗(yàn)室中對化工流程進(jìn)行模擬，在過程與方法上，除了需要學(xué)生有一定的實(shí)驗(yàn)探究能力，還要求學(xué)生從經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)等多個(gè)角度進(jìn)行思考，發(fā)展學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力。同時(shí)通過此課時(shí)，可以相對完整地將中學(xué)階段需要掌握的物質(zhì)分離方法，如過濾、蒸發(fā)、萃取、分液等實(shí)驗(yàn)操作一次性呈現(xiàn)，為高中階段后續(xù)更復(fù)雜的物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，物質(zhì)的分離與提純實(shí)驗(yàn)等學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

課時(shí)3通過雙氧水催化分解這一學(xué)生熟悉的情境，引導(dǎo)學(xué)生探究不同催化劑催化效果的差異，以及外界條件對酶催化效果的影響?？刂谱兞康乃枷朐诔踔须A段就已經(jīng)有接觸，但是本課時(shí)除了強(qiáng)化學(xué)生對這一思想的認(rèn)識(shí)以外，學(xué)生還需要有定量研究的意識(shí)。通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，能夠認(rèn)識(shí)到比較、歸納等方法在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)論推理等方面的價(jià)值。

四、單元教學(xué)過程

（一）實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)（課時(shí)1）

本課時(shí)具體教學(xué)過程如圖1所示。首先是引導(dǎo)學(xué)生對已有實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。其次要求學(xué)生模仿已有實(shí)驗(yàn)方案，根據(jù)碳酸鈉與碳酸氫鈉在性質(zhì)上的差異，選擇新的視角，設(shè)計(jì)出新的實(shí)驗(yàn)方案，通過交流討論、確認(rèn)實(shí)驗(yàn)方案可行后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。課堂的探究活動(dòng)并不止步于此，實(shí)驗(yàn)中存在“氯化鋇與碳酸氫鈉反應(yīng)生成沉淀”的實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象。雖然屬于高一學(xué)生尚未學(xué)習(xí)的內(nèi)容，通過信息給予的方式解釋其原因。一方面讓學(xué)生體會(huì)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能存在偏差；另一方面這一異?，F(xiàn)象可以為學(xué)有余力的學(xué)生提供進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究的方向。最后引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本原則（科學(xué)性、安全性、簡約性），并從方法論的角度對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行歸納。

（二）物質(zhì)的分離與提純（課時(shí)2）

本課時(shí)具體教學(xué)過程如圖2所示。首先通過教師講解與演示實(shí)驗(yàn)，介紹高中階段常見的幾種分離與提純實(shí)驗(yàn)方法，如灼燒、過濾、萃取、反萃取、分液等。其次學(xué)生在學(xué)習(xí)了新的實(shí)驗(yàn)技能與實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，思考如何合理地利用上述新習(xí)得的實(shí)驗(yàn)方法從海帶中提取碘單質(zhì)，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)流程。在流程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，教師可以在氧化劑、萃取劑等試劑的選擇，萃取劑回收方法等方面進(jìn)行指導(dǎo)，滲透綠色化學(xué)思想。最后根據(jù)設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行碘單質(zhì)提取實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要使用本課時(shí)中新學(xué)到的實(shí)驗(yàn)技能完成實(shí)驗(yàn)，這種“現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用”式的教學(xué)活動(dòng)安排，有利于學(xué)生對新學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的掌握。

（三）實(shí)驗(yàn)條件的控制（課時(shí)3）

本課時(shí)以雙氧水的催化分解條件的探究為實(shí)驗(yàn)素材，整節(jié)課聚焦于利用控制變量法設(shè)計(jì)出多組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，具體教學(xué)過程見圖3。首先組織學(xué)生討論如何對比不同催化劑的催化效果，定性地對比顯然難以完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生思考定量測量雙氧水分解速率的實(shí)驗(yàn)方案。其次要求學(xué)生利用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組，探究不同催化劑的催化效果。再次是在前一實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，探究過氧化氫酶的催化效果最佳時(shí)的溫度與酸堿性條件，從單一變量擴(kuò)展為多個(gè)變量。最后的教學(xué)活動(dòng)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理，溫度、pH兩個(gè)因素對過氧化氫酶催化效果的影響均不是單調(diào)變化的，而是存在變化區(qū)間，這有助于讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)條件控制的復(fù)雜性。

初高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的銜接是初高中化學(xué)教學(xué)銜接的重要組成部分。由于現(xiàn)行教材中實(shí)驗(yàn)?zāi)K的分散性，在以往教學(xué)中，初高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)銜接的研究比較少。為了使銜接教學(xué)更有效，教師從初高中課程標(biāo)準(zhǔn)的要求、教材的內(nèi)容分析對比入手，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)單元教學(xué)。從真實(shí)情境出發(fā)，設(shè)計(jì)探究式的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。從課堂表現(xiàn)來看，學(xué)生的積極性和主動(dòng)性非常高，真正動(dòng)手操作、動(dòng)眼觀察、動(dòng)腦思考，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)到高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)與初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)階，從而實(shí)現(xiàn)初高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效銜接。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]朱鵬飛，陳敏.化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為本的單元教學(xué)設(shè)計(jì)：以蘇教版化學(xué)“研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法”為例[J].化學(xué)教與學(xué)，2020（1）：6-9.

[2]朱鵬飛.學(xué)科核心素養(yǎng)的研究進(jìn)展及其對中學(xué)化學(xué)教學(xué)的啟示[J].化學(xué)教學(xué)，2017（1）：7-15.

[3]黃莉.發(fā)展“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的單元教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中小學(xué)教學(xué)研究，2020（5）：65-70.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：105.

[5]竇守法.加強(qiáng)學(xué)段銜接 實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長：新課改形勢下初高中化學(xué)銜接教學(xué)初探[J].中小學(xué)教學(xué)研究，2016（7）：3-7.

（責(zé)任編輯：姜顯光）